Introdução

Insinuante. Aerodinâmico. Ecologicamente correto. O H2R (Hydrogen Record Car) da BMW é abastecido inteiramente pelo processo de queima limpa da combustão do hidrogênio líquido. Este carro de corrida da próxima geração já bateu recordes de velocidade na sua categoria.

Foto cortesia BMW AG, Munique, Alemanha BMW H2R

E por que a BMW está investindo em quantidades tão significativas de tempo, dinheiro e energia para liderar a produção de veículos movidos a hidrogênio líquido? De acordo com o website da BMW (em inglês), o objetivo da empresa a longo prazo é de eventualmente substituir os carros que funcionam à base de combustíveis fósseis poluidores da atmosfera por veículos que utilizam a queima limpa, combustível de hidrogênio líquido. Neste artigo, você aprenderá sobre o H2R e seu singular motor à combustão de hidrogênio.

Com suas linhas suaves, projeto aerodinâmico e corpo prata brilhante, o H2R parece ter saltado da tela de um filme de ficção científica: ele parece um cruzamento entre um maravilhoso carro esportivo, um atraente zepelim e um foguete espacial futurista.

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha

Com um chassi de alumínio leve, uma armação espacial de alumínio monobloco e uma pele externa composta de plástico reforçado com fibra de carbono, o H2R é projetado para atingir altas velocidades e manter a máxima estabilidade sob circunstâncias extremas de direção. Os pneus , medindo 245/40/19, asseguram máximo contato com a estrada.

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha

O sistema de suspensão do H2R compreende um sistema double-wishbone (triângulos duplos), uma mola-suporte no eixo frontal, uma cremalheira, alavancas de controle de direção forjadas em alumínio (com duas junções circulares para um maior controle do volante e uma maior estabilidade direcional), uma barra de ligação e uma barra anti-rolagem. O resultado é uma estrutura estável que resulta em uma experiência de direção suave e sem vibrações.

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha Estrutura do H2R na pista de corrida

O estilo de carro de corrida do H2R e seu desempenho de alta velocidade ofuscam sua característica extrema de ecologicamente correto. Concebido e desenvolvido em apenas 10 meses, o H2R apresenta um motor V-12 de 6 litros movido a hidrogênio. Enquanto que outros fabricantes de automóveis seguiram a rota de células combustíveis do hidrogênio, a BMW optou por um motor com estilo mais tradicional, que utilizasse um combustível não tradicional. O motor à combustão de hidrogênio opera sobre o mesmo princípio que outros motores à combustão interna , a não ser pelo fato de o hidrogênio líquido ser usado como uma fonte de combustível melhor que a gasolina ou o óleo diesel.

O uso do hidrogênio como combustível em veículos motorizados oferece diversas vantagens sobre os combustíveis fósseis tradicionais:

• existe fornecimento ilimitado de hidrogênio - o hidrogênio é o elemento mais abundante no universo e o décimo elemento mais abundante na Terra;
• o hidrogênio é renovável - quando o hidrogênio reage com o oxigênio, o subproduto é a água (H2O), que pode então ser hidrolisada (separando-se em suas peças componentes) para render mais hidrogênio;
• o hidrogênio é queima limpa - ao contrário da queima de combustíveis fósseis, a combustão do hidrogênio não produz nenhum poluente nocivo ao meio ambiente;
• o hidrogênio pesa menos e gera mais potência do que combustíveis baseados em hidrocarboneto;
• o hidrogênio queima mais rapidamente (e a uma temperatura mais baixa) que a gasolina convencional.

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha O motor à combustão de hidrogênio do H2R produz velocidade recorde utilizando a queima limpa de combustível

Mas os fabricantes de automóveis e o público geral ainda têm que declarar que a energia do hidrogênio é segura para o uso pelo consumidor. Para aprender mais sobre o uso do hidrogênio como uma fonte de combustível e o porquê de você ainda não poder comprar um carro a hidrogênio, veja Como funciona a economia do hidrogênio.

Além de funcionar à base de hidrogênio ao invés de combustíveis fósseis, os componentes internos do motor do H2R são originais em dois pontos significativos: a válvula de injeção de hidrogênio e os materiais usados para as câmaras de combustão. No H2R, as válvulas de injeção foram integradas aos distribuidores de entrada ao invés de injetar o combustível diretamente nas câmaras de combustão.

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha Motor à combustão de hidrogênio no H2R

O hidrogênio líquido não lubrifica como a gasolina, assim o H2R utiliza "valve seat rings" alterados que compensam por isso. Para maximizar a potência e a eficiência, o hidrogênio é injetado no distribuidor de entrada o mais tarde possível, por esse motivo as válvulas da injeção também foram reprojetadas.

O hidrogênio puro é altamente inflamável e produz uma quantia bem satisfatória de energia quando reage com o oxigênio, portanto a segurança é primordial no projeto de qualquer veículo movido a hidrogênio. O tanque de combustível do H2R é isolado a vácuo em camada dupla e é equipado com três válvulas de segurança ativas.

Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha Reabastecendo o H2R

Para impedir possíveis vazamentos no invólucro ao redor do tanque de combustível, o que ajuda a manter o hidrogênio líquido em uma temperatura suficientemente baixa (o hidrogênio toma a forma líquida a -423ºF/-253ºC), o H2R apresenta uma característica reprojetada. Se a pressão no interior do tanque exceder 5 barras em algum momento, duas válvulas de segurança adicionais abrem-se imediatamente. Como uma precaução de segurança extra, as câmaras de combustão estão refrigeradas por ar antes que a mistura de hidrogênio/ar flua nos cilindros para assegurar de que não haja uma ignição de maneira descontrolada.

Reabastecendo o H2R
À parte da evidente escassez de postos de abastecimento de hidrogênio, reabastecer um veículo a hidrogênio não requer maior esforço do que reabastecer um veículo à gasolina.

O hidrogênio é adicionado ao tanque do H2R em um posto de abastecimento móvel de hidrogênio por meio de uma acoplagem manual do tanque. Devido a uma interessante instalação de segurança, é impossível que o gás hidrogênio escape no ar durante o processo de reabastecimento. Em um BMW movido a hidrogênio líquido, no momento em que o motorista precisar de mais combustível, o hidrogênio deixado no tanque já terá retornado ao seu estado gasoso. Este hidrogênio gasoso exerce uma pressão mais elevada dentro do tanque. No posto de reabastecimento, quando o hidrogênio líquido super frio é bombeado no tanque, o hidrogênio gasoso que já está lá se condensa. A condensação do hidrogênio gasoso não reduz a pressão parcial dentro do tanque, assim nada de hidrogênio vaza enquanto o tanque estiver sendo abastecido.

Evolução do BMW H2RO BMW H2R, que surgiu em 2004, foi o fruto high-tech e brilhante de 25 anos de experimentações e inovações. Foto cortesia BMW AG , Munique, Alemanha Em 1979, a BMW desenvolveu o 520, um veículo protótipo apresentando um motor que funcionava tanto a hidrogênio quanto à gasolina. Desenvolvendo o potencial do 520, a BMW produziu e testou em campo três gerações de carros a hidrogênio de 1984 a 1996 e em 2000 introduziu o 750hLV-12 de 5.0 litros, o carro a hidrogênio de quinta-geração da empresa alemã. Em 2001, a BMW produziu seu carro-conceito a hidrogênio de sexta-geração, o 745h V-8 de 4.4 litros. Ele tinha dois tanques de combustível - um para o hidrogênio e outro para a gasolina. Ao funcionar com o hidrogênio, o 745h gerava 182 cavalos de força, alcançava 100 Km/h (62 mph) em 9,9 segundos e tinha uma velocidade máxima de 216 km/h (134 mph). Em 2004, a BMW revelou o carro com conceito de corrida movido a hidrogênio, o H2R, que bateu nove recordes de velocidade para veículos a combustão de hidrogênio no campo de testes de Miramas, na França.