Por Maria Luiza Porto dos Reis Dias Monma, Rosana Zacarias Domingues, Tulio Matencio, Nicolas Tadeu Domingues Fernandes e Cesar Augusto Francisco da Silva
Mover pessoas e cargas faz parte do desenvolvimento de qualquer país, mas também tem um custo ambiental. Em Minas Gerais, o setor de transportes está entre os maiores emissores de gases de efeito estufa, contribuindo significativamente para as mudanças climáticas. Reduzir essas emissões torna-se, então, um dos grandes desafios da transição energética, e uma das respostas pode estar justamente sobre os trilhos.
No Laboratório de Materiais e Pilhas a Combustível (LaMPaC) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), desenvolvemos pesquisas para avaliar como o hidrogênio produzido por eletrólise pode contribuir para tornar o transporte ferroviário mais sustentável. Mais do que criar novas tecnologias, buscamos compreender onde elas fazem sentido, quais desafios ainda precisam ser superados e como podem contribuir para um futuro com menores emissões de carbono.
Mas, afinal, o que é o hidrogênio produzido por eletrólise?
Embora o hidrogênio seja o elemento mais abundante no planeta, raramente ocorre isolado na natureza. Para utilizá-lo como combustível, é necessário separá-lo de moléculas como a água. Uma das formas mais promissoras de fazer isso é por meio da eletrólise, um processo que utiliza eletricidade para decompor a água em hidrogênio e oxigênio.
Quando essa eletricidade é gerada por fontes renováveis, como a solar ou a eólica, obtém-se o chamado hidrogênio de baixa emissão de carbono, um combustível capaz de reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa em comparação com os combustíveis fósseis.
Nos trens, esse hidrogênio alimenta uma pilha a combustível, equipamento que realiza o processo inverso da eletrólise. Ao combinar o hidrogênio e o oxigênio do ar, produz eletricidade para mover a locomotiva. O resultado é um sistema silencioso, eficiente e cujo único produto da reação é vapor d’água, eliminando as emissões diretas típicas das locomotivas movidas a diesel.
Essa tecnologia já deixou de ser apenas uma promessa. Países como Alemanha, China, Estados Unidos e Índia vêm desenvolvendo e colocando em operação trens movidos a hidrogênio. Em vez de instalar centenas de quilômetros de redes catenárias, utiliza-se o próprio hidrogênio como vetor energético para alimentar as locomotivas.
Energia solar, eólica e tradição ferroviária
O Brasil reúne condições especialmente favoráveis para essa transição. Além de possuir uma das matrizes elétricas mais renováveis do mundo, conta com elevada disponibilidade de energia solar e eólica, fatores que favorecem a produção de hidrogênio eletrolítico. Minas Gerais, por sua vez, possui tradição ferroviária, forte atividade mineradora e infraestrutura logística estratégica, o que a torna um ambiente natural para estudos sobre essa tecnologia.
No LaMPaC, nossa pesquisa utilizou como estudo de caso a Estrada de Ferro Vitória a Minas, um corredor logístico que liga o Quadrilátero Ferrífero ao Porto de Tubarão, no Espírito Santo. Ao longo desse trajeto circulam trens de grande porte, responsáveis pelo transporte de milhões de toneladas de minério de ferro todos os anos. Trata-se de um cenário que permite avaliar o potencial técnico e econômico da substituição gradual do diesel por sistemas a hidrogênio.
Os estudos desenvolvidos pelo laboratório consideram uma cadeia integrada: a energia solar produzida alimenta um eletrolisador, responsável pela produção de hidrogênio; o combustível é armazenado e, posteriormente, utilizado por uma locomotiva equipada com pilha a combustível e baterias. Nesse sistema híbrido, a bateria atende aos momentos de maior demanda de potência, enquanto a pilha fornece energia de forma contínua, o que aumenta a eficiência operacional.
Naturalmente, ainda existem desafios importantes. Atualmente, o custo da eletricidade e dos eletrolisadores representa uma parcela significativa do investimento necessário para implantação desses sistemas. Entretanto, a rápida expansão das fontes renováveis e o avanço tecnológico vêm reduzindo esses custos em todo o mundo, tornando o hidrogênio de baixa emissão cada vez mais competitivo para aplicações em setores de difícil eletrificação, como o transporte ferroviário de cargas.
Os benefícios vão além da redução das emissões. O desenvolvimento dessa tecnologia pode impulsionar novas cadeias produtivas ligadas ao hidrogênio, incluindo a produção de aço de baixa emissão de carbono, de fertilizantes e de outros insumos industriais. Ao mesmo tempo, fortalece a capacidade científica e tecnológica do país, formando profissionais qualificados e estimulando a criação de soluções desenvolvidas nas universidades brasileiras.
A transição energética não acontece de forma imediata. Ela depende de investimento em ciência, inovação e formação de pessoas. É justamente esse o papel da universidade pública: produzir conhecimento que permita transformar desafios ambientais em oportunidades de desenvolvimento sustentável. Colocar o hidrogênio nos trilhos é, antes de tudo, investir em um futuro mais limpo, mais eficiente e tecnologicamente mais preparado para as próximas gerações.
Rosana Zacarias Domingues e Tulio Matencio são professores pesquisadores; Nicolas Tadeu Domingues Fernandes e Leonardo Fortuna Carneiro são doutores e Maria Luiza Porto dos Reis Dias Monma e Cesar Augusto Francisco da Silva são estudantes de graduação. Todos integram o Laboratório de Materiais e Pilhas a Combustível (LaMPaC) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).
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Este é um artigo de opinião. A visão dos autores não necessariamente expressa a linha editorial do jornal.