Engenheiros alemães integram tanques de hidrogênio nas rodas de tratores para maior autonomia

Engenheiros alemães desenvolveram um conceito inovador para o armazenamento de hidrogênio em tratores agrícolas. Em vez de fixar tanques pressurizados no teto ou sob a cabine, a proposta explora o espaço interno das rodas ocas das máquinas. Essa abordagem busca resolver limitações de espaço e peso, permitindo maior autonomia das operações diárias sem comprometer a funcionalidade do equipamento.

O projeto aborda um desafio recorrente na transição para combustíveis alternativos na agricultura. Os tratores possuem volume útil limitado, e cada quilo adicional de hidrogênio afeta o equilíbrio e o desempenho geral da máquina. Ao redistribuir o armazenamento para as rodas, os engenheiros liberam espaço na carroceria para outros componentes ou implementos, além de aproximar o peso do centro de gravidade.

• As rodas de tratores agrícolas possuem estrutura robusta com volume interno considerável.
• Esse espaço poderia acomodar reservatórios de pressão sem interferir na capacidade de suporte de carga.
• A integração exige soluções técnicas para transferência segura de hidrogênio em componentes giratórios.

Desafios do armazenamento atual em protótipos como o Fendt Helios

Os protótipos Fendt Helios, desenvolvidos no âmbito do projeto H2Agrar na Baixa Saxônia, utilizam cinco tanques de hidrogênio comprimido montados no teto. Cada tanque armazena 4,2 quilos de hidrogênio a até 700 bar, totalizando cerca de 21 quilos por abastecimento. Essa configuração permite entre cinco e oito horas de operação no campo, dependendo da tarefa realizada.

A célula de combustível de 100 kW converte o hidrogênio em eletricidade, apoiada por uma bateria de 25 kWh. O sistema alimenta um motor elétrico de tração de 100 kW e os componentes auxiliares. Os testes demonstram que o desempenho equivale ao de tratores convencionais a diesel de potência similar em diversas atividades agrícolas.

O limite atual de autonomia motiva a busca por alternativas mais eficientes. Tanques no teto representam o máximo prático em configurações existentes, sem resolver completamente a restrição de espaço.

Integração de tanques nas rodas como solução técnica

A ideia de transformar as rodas em tanques aproveita estruturas que hoje servem apenas a funções mecânicas e de locomoção. Engenheiros avaliam a possibilidade de projetar rodas com reservatórios internos capazes de manter a integridade sob rotação e estresse contínuo. Essa configuração exigiria sistemas avançados para gerenciamento de pressão e reabastecimento seguro.

Parceiros do projeto H2Agrar, incluindo instituições como a TU Braunschweig, analisam diferentes opções de tanques e dimensões. A densidade energética do hidrogênio por volume permanece inferior à do diesel, mesmo em alta pressão, o que torna essencial otimizar cada centímetro disponível na máquina.

Empresas como a Röchling Engineering Plastics contribuem com expertise em materiais reforçados com fibra de carbono para recipientes de alta pressão. A abordagem nas rodas representa uma direção explorada para superar as limitações observadas nos protótipos atuais.

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Estrutura do projeto H2Agrar e produção de hidrogênio verde

O projeto H2Agrar foi lançado em fevereiro de 2021 com financiamento de cerca de 7,6 milhões de euros do estado da Baixa Saxônia. A iniciativa demonstra de forma integrada a produção, o armazenamento e o uso de hidrogênio em aplicações agrícolas na região de Emsland. Dois protótipos Fendt Helios continuam em operação em fazendas locais após o período oficial de três anos.

O hidrogênio é gerado a partir de um parque eólico comunitário com 16 turbinas. Dois eletrolisadores de 1 MW cada produzem até 900 quilos de hidrogênio por dia no local. Esse combustível é injetado na rede de gás local e abastece um posto específico capaz de entregar hidrogênio a 350 e 700 bar, com capacidade total de armazenamento de 480 quilos.

Avanços e testes em campo com os protótipos existentes

Os tratores Fendt Helios foram testados em operações de colheita em 2024, gerando dados reais de consumo sob alta carga. Essas informações orientam o desenvolvimento de novas configurações de armazenamento. O conceito de rodas integradas surge como uma das alternativas para estender a autonomia prática além do que os tanques no teto permitem atualmente.

Máquinas agrícolas respondem por aproximadamente 8,5% das emissões totais na agricultura alemã, segundo dados federais. A continuidade dos testes com os protótipos a hidrogênio faz parte da estratégia de energia limpa da Fendt, que avalia soluções sustentáveis ao lado de opções elétricas a bateria e motores a diesel com combustíveis renováveis.

Detalhes técnicos e considerações de engenharia

Qualquer sistema de armazenamento em rodas giratórias precisa resolver questões como transferência contínua de hidrogênio e manutenção da pressão sob vibração e movimento. Os engenheiros estudam materiais e designs que preservem a segurança e a durabilidade sem adicionar complexidade excessiva ao veículo.

A proposta ainda se encontra em fase conceitual e não há confirmação de construção de protótipo funcional. Pesquisadores continuam avaliando viabilidade técnica para aplicação em tratores e também em equipamentos de construção civil.