Linha V tem investimento de R$ 65 milhões em 28 projetos com foco em Propulsão Alternativa

Fomentar e desenvolver novas tecnologias, sistemas e componentes para veículos elétricos e híbridos e para a célula a combustível foram desafios que nortearam 28 projetos do 1ºCiclo (2019-2024) do Eixo de Propulsão Alternativa à Combustão (PAC), parte da Linha V – Biocombustíveis, Segurança e Propulsão Veicular do programa Mover (Mobilidade Verde e Inovação), coordenado pela Fundação de Apoio à UFMG (Fundep). Foram investidos R$ 65 milhões no período, com contrapartidas somadas de R$ 26 milhões e envolvimento de 37 empresas e 28 Institutos de Ciências Tecnológicas (ICTs). 

O desenvolvimento das tecnologias alinha-se ao compromisso assumido pelo governo brasileiro, no Acordo de Paris, de reduzir em 43% as emissões de gases do efeito estufa (GEE), tendo como base os níveis de emissão de 2005 (Contribuição Nacional Determinada – Itamaraty, 2016). Ao contrário de outros países, a maior parte das emissões de GEE no setor de energia do Brasil vem dos meios de transporte (43% de emissões brasileiras contra 14% nos demais territórios). Isso ocorre pois o país utiliza, majoritariamente, a produção de usinas hidrelétricas, que é considerada uma fonte limpa de energia.  

O Mover é um dos programas nacionais dedicados a incentivar o desenvolvimento de soluções para indústria automotiva brasileira e toda a sua cadeia produtiva, desde o uso de biocombustíveis, em substituição dos combustíveis fósseis, até o descarte de baterias de veículos elétricos, passando pela produção de componentes com dimensionamento da pegada de carbono e compensação da emissão de GEE.  

A Linha V se subdivide em três eixos que compõem seu nome: Biocombustíveis, Segurança Veicular e Propulsão Alternativa à Combustão. E, apesar de eles estarem entrelaçados nos objetivos macro, cada um deles têm suas especificidades e propósitos. 

“Como o próprio nome já diz, o Eixo de Propulsão Alternativa à Combustão tem como finalidade melhorar a eficiência da propulsão dos veículos. E, nesse primeiro ciclo, os projetos tiveram ótimos resultados”, diz o coordenador técnico da Linha V e professor da Unicamp, Tárcio Barros.  

Um impacto importante do eixo diz respeito à qualificação profissional. “A formação de profissionais especializados nas tecnologias alternativas à propulsão por combustão é um passo fundamental, porque o nosso mercado vai carecer, cada vez mais, desse perfil de técnicos e especialistas”, analisa. Outro resultado destacado pelo coordenador técnico foi o apoio a pequenas empresas que estão avançando na área de tratores elétricos, especialmente no que diz respeito às células de combustível, que são, segundo ele, um dispositivo-chave para o futuro da mobilidade.  

Para o segundo ciclo (2024-2029), o eixo se orienta para “desenvolver projetos maiores e, portanto, impactos maiores. Para isso, a ideia é fundamentar o trabalho na criação de redes de pesquisas no país”, explica o professor Tácio Barros. Os projetos direcionados para a alternativa de propulsão à combustão se alinham aos macro objetivos da Linha V para esta nova etapa, que são estimular a oferta de veículos mais eficientes, sustentáveis e seguros e tornar a indústria automotiva mais competitiva. 

Propulsão alternativa à combustão 

A eletrificação do powertrain de veículos se apresenta como uma solução eficaz porque permite o uso de energia elétrica proveniente de fontes renováveis, resultando na significativa redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) em comparação aos veículos movidos a combustíveis fósseis. A tecnologia permite maior flexibilidade, já que é possível integrar diferentes fontes de geração de energia, como motores a combustão e células a combustível. 

Além do abastecimento com energia elétrica da rede, a eletrificação engloba veículos elétrico-híbridos (VEHs) que utilizam motores a combustão para gerar eletricidade, e veículos a célula de combustível (VFC). Os três tipos – VEs, VEHs e VFCs – estão se tornando alternativas viáveis aos automóveis tradicionais, mesmo que ainda seja necessário desenvolvimento em áreas como as de motores elétricos, transmissão e gerenciamento de energia, essenciais para garantir performance e eficiência. 

Considerando o ciclo de vida dos combustíveis, um veículo flexfuel movido a etanol emite cerca de 36 gCO²/km, significativamente menos do que os 128 gCO²/km de um carro a gasolina e 115 gCO²/km de um veículo elétrico alimentado por energia fóssil.  O Brasil já possui uma sólida rede de abastecimento para biocombustíveis e combustíveis de baixo carbono, facilitando a inserção de veículos híbridos e a célula de combustível sem custos adicionais.  

Em termos de eficiência de abastecimento, um carro híbrido a etanol consegue rodar até 297 km com apenas um minuto de abastecimento, enquanto um veículo a célula de combustível avança 350 km nesse mesmo tempo, contrastando com apenas 2 km percorridos por um carro totalmente elétrico em um minuto de carregamento. 

Eficiência e sustentabilidade 

A diferença de eficiência no abastecimento de veículos a etanol, a célula de combustível e elétricos evidencia a necessidade de que seja oferecida aos motoristas uma rede segura que tenha um tempo de recarga mais atraente. 

Um dos projetos que pode contribuir para esse desafio é o “Sistema modular e reconfigurável para recarga rápida de veículos elétricos”, desenvolvido no Eixo de PAC da Linha V do programa Mover, sob a coordenação do Dr. Cassiano Rech, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). 

O estudo se propõe a desenvolver uma estação modular que integre sistemas de armazenamento de energia, como baterias, e de sistemas fotovoltaicos para geração de energia própria, permitindo a conexão em paralelo dos módulos de potência (incluindo conversores CA-CC para interface com a rede elétrica e conversores CC-CC para interface com veículos elétricos e sistemas de armazenamento e fotovoltaicos).

Isso proporcionará mais facilidade na expansão dos níveis de corrente e potência que a estação pode processar. É esperado também que os conversores sejam reconfiguráveis, permitindo ajustar as especificações dos pontos de recarga conforme as demandas dos usuários, como, por exemplo, optar por um menor número de pontos de recarga com maior potência ou por um maior número de pontos com menor potência. 

“Esse projeto agrega algumas funções, como a inclusão de sistemas de armazenamento de energia elétrica por meio de baterias. Essa inovação é fundamental para regiões remotas, onde a infraestrutura elétrica é deficiente”, reforça o coordenador.

Avanços da iniciativa

Atualmente o projeto está em fase de implementação do protótipo. “Já fizemos o estudo inicial, onde foram definidas as principais especificações, e agora estamos na fase de testes,” acrescenta Cassiano Rech, enfatizando a colaboração da empresa parceira Supplier Indústria e Comércio de Eletroeletrônicos no projeto.  

Com expertise na fabricação de produtos eletrônicos, a Supplier é responsável por desenvolver a estação modular. “Temos grandes expectativas em relação ao projeto, já que a área de mobilidade elétrica deve avançar significativamente nos próximos anos. Com tecnologia e inovação constantes, é possível transformar a forma como encaramos as estações de recarga. As pessoas vão precisar de estações rápidas de recarga, porque o veículo elétrico sendo recarregado por um tempo muito longo acaba não sendo atrativo para a maioria das pessoas, especialmente em viagens” analisa o diretor, Alessandro Batschauer. 

Ele explica que, além da estação de recarga, a empresa está investindo no aprimoramento de conversores de tecnologia avançada, especificamente transistores de banda larga. Esses componentes, embora mais eficientes, apresentam desafios como a maior sensibilidade a ruídos e interferências. “Os novos transistores trazem um desempenho mais elevado, mas exigem um controle mais cuidadoso”, diz o diretor. 

Outro ponto destacado é a importância de integrar soluções de pagamento às estações de recarga, como a cobrança via cartão de crédito. “Atualmente, os pontos de recarga não estão conectados, diretamente, com instituições financeiras, para facilitar o pagamento do usuário. Ter essa integração é uma facilidade que melhora a experiência do cliente e pode aumentar a atratividade das estações de recarga”, explica. 

Além das inovações desenvolvidas pela empresa, a cooperação com universidades e ICTs, integrando expertises diversas, enriquece o projeto e contribui para resultados mais sólidos e abrangentes. “A universidade traz uma massa crítica de conhecimento que complementa o desenvolvimento tecnológico da empresa”, reflete Batschauer.  

Após a construção do protótipo, o projeto encara outra fase importante: os testes para desenvolvimento das estações em larga escala, em conformidade com as normas brasileiras. De acordo com o coordenador, Cassiano Rech, a integração das tecnologias desenvolvidas com as demandas do mercado é essencial. “Enquanto o mercado de veículos elétricos ainda é incipiente, temos a expectativa de obter uma fatia considerável desse segmento nos próximos anos,” analisa.

Progresso do projeto 

Os resultados alcançados até agora são promissores, e Rech destaca que a validação do protótipo é o principal objetivo do projeto. Na sequência, está o incentivo à especialização profissional. “A formação de mão de obra qualificada também é um dos frutos colhidos até agora. Nossos alunos têm participado ativamente e a demanda por profissionais nessa área só tende a crescer,” diz o professor da UFSM. 

Além disso, a geração de conhecimento e a publicação de artigos em periódicos científicos são evidências do progresso acadêmico. “Já temos alunos que participaram de congressos internacionais, levando nossa pesquisa para um público mais amplo. É um sinal de que estamos no caminho certo,” acrescenta Rech, enfatizando a importância de expandir o conhecimento gerado a partir das parcerias com empresas. 

Tárcio Barros, coordenador técnico do eixo Propulsão Alternativa à Combustão, destaca que a construção de um futuro mais sustentável depende não apenas de inovação, mas também de investimentos adequados e da construção de uma rede de suporte robusta. “Precisamos de um sistema em que governo e iniciativa privada se unam para criar soluções efetivas para a mobilidade sustentável,” encerra.

Sobre a Linha V 

A Linha V – Biocombustíveis, Segurança Veicular e Propulsão Alternativa à Combustão –, do Programa Mover, tem como diretriz a eletrificação do powertrain veicular para a alta eficiência energética, a utilização de biocombustíveis para a geração de energia e a adequação do contexto brasileiro de infraestrutura de abastecimento.   

A partir da aliança entre os principais atores que representam o conhecimento do setor (empresas, entidades representativas e Instituições de Ciência e Tecnologia – ICTs), serão habilitadas as competências necessárias para capacitar a cadeia automotiva.

A Fundep é a coordenadora da Linha V. A coordenação técnica é da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI) e da Universidade Estadual do Ceará (UECE).