No mês passado, um marco histórico para o setor de helicópteros foi alcançado. No Quebec (Canadá), um Robinson R44 modificado decolou do Aeroporto Roland-Désourdy. E qual foi o marco? Trata-se do primeiro helicóptero movido a hidrogênio que realizou um circuito operacional completo.
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Isso quer dizer que o veículo decolou, subiu, voou em circuito, se aproximou e pousou em condições reais de voo. Em março do ano passado, outro teste já tinha mostrado que ele conseguia pairar por pouco mais de três minutos.
Agora, essa evolução de pairar para voar representa a diferença entre testes de laboratório e provas de conceito, as quais são medidos pelos órgãos reguladores.
Helicóptero a hidrogênio já é realidade
- A empresa por trás de tudo é a Unither Bioélectronique, subsidiária canadense da empresa de biotecnologia United Therapeutics, e seu projeto, o Proticity;
- Contudo, o objetivo aqui não é o transporte de passageiros, mas, sim, de órgãos destinados a transplantes;
- “Este marco demonstra que o voo vertical tripulado movido a hidrogênio e eletricidade pode passar da teoria para testes repetíveis, seguros e em situações reais“, disse Mikaël Cardinal, vice-presidente de gestão de programas e desenvolvimento de negócios de sistemas de entrega de órgãos da Unither Bioélectronique;
- “Para a Unither, o objetivo é claro: construir as aeronaves e os sistemas de logística aérea necessários para ajudar a entregar alternativas de órgãos fabricadas a pacientes que precisam delas, ao mesmo tempo que cria uma rede de transporte escalável e com zero emissões“, prosseguiu.
Como é o protótipo?
O protótipo que alcançou o marco possui, no lugar do motor a combustão, um sistema de propulsão elétrica compacto. Ele foi construído em torno de duas células de combustível de Membrana de Troca de Prótons (PEM, na sigla em inglês).
Esse dispositivo converte hidrogênio e oxigênio em eletricidade e usa apenas água como subproduto. Tudo fica acomodado na cabine traseira do helicóptero.
No compartimento do motor original do R44, foi instalado um motor elétrico magniX, além de um conjunto de baterias de íon-lítio, que lida com picos repentinos de potência, que podem acontecer, por exemplo, durante a decolagem ou em manobras bruscas.
Primeiros testes do helicóptero
Nos primeiros voos, o sistema obteve potência máxima de cerca de 178 kW, sendo aproximadamente 155 kW no eixo do rotor durante o voo estacionário. Mais de 90% da potência vieram das células de combustível, enquanto os 10% restantes ficaram a cargo da bateria.
A versão atual, que obteve o marco histórico, trabalha com hidrogênio gasoso comprimido, limitado pelo volume do tanque e pela densidade energética.
Contudo, a ideia é usar o hidrogênio líquido (LH2). Esse tipo de hidrogênio armazena muito mais energia no mesmo espaço e é vital para missões de longo alcance que transportam os tipos de cargas úteis necessárias para o transporte de órgãos.
A próxima etapa que a empresa visa é ampliar toda essa arquitetura para o Robinson R66, uma plataforma maior e movida a turbina, mas que é mais adequada para obter a certificação necessária do Ministério dos Transportes do Canadá (Transport Canada) e da Administração Federal de Aviação dos EUA (FAA, na sigla em inglês). Seu alcance estimado é de 370 a 463 km.
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Outros players
E não é só a Unither que está nessa disputa. A Piasecki Aircraft trabalha no PA-890, helicóptero para sete passageiros que usa células de combustível PEM de alta temperatura e meta de alcance de 370 km.
Outra com trabalho parecido é a Hydroplane, startup fundada pela ex-engenheira da NASA Anita Sengupta. O modelo que está sendo construído pela empresa tem um sistema modular de hidrogênio de 200 kW, projetado para ser substituto direto para helicópteros e drones de carga atuais.
Por último, vale lembrar da Joby Aviation, que, inclusive, já conseguiu realizar um voo de táxi aéreo movido a hidrogênio e eletricidade por 840 km e usando hidrogênio líquido.
Já quando o assunto é aeronaves, os cálculos energéticos favorecem o hidrogênio ante as baterias. Isso porque as células de combustível atuais possuem densidades de potência de cerca de 2,9 mil kW/kg, com meta de chegar, até 2030, a 4,5 mil kW/kg. Quando comparamos com as melhores baterias de lítio disponíveis atualmente, a diferença é larga: apenas entre 380 e 400 W/kg para elas.
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Estudos de engenharia de helicópteros leves indicam que as configurações de células de combustível de hidrogênio podem dar entre 1,8 e 2,2 vezes a autonomia de um equivalente 100% elétrico à bateria.
Regulação à vista
Agora, o próximo obstáculo a ser vencido é o regulatório. Hoje, a certificação voltada a aeronaves a hidrogênio exige novos padrões de aeronavegabilidade que abarcam células de combustível, armazenamento de hidrogênio em alta pressão e sistemas de alta tensão.
Esse processo, contudo, ainda está em andamento na FAA e no Transport Canada. Neste momento, os operadores devem voar com licenças experimentais e em ambientes controlados.
Nesse sentido, a Unither já tem experiência: em 2021, ela usou seu drone para transportar um par de pulmões de um doador entre dois hospitais de Toronto (Canadá) em voo urbano que levou seis minutos. O próximo nível desse tipo de transporte é justamente o helicóptero a hidrogênio.
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“O voo a hidrogênio deixou de ser um conceito distante, apenas um esboço”, disse R. Hammond, diretor executivo da Canadian Advanced Air Mobility (CAAM).
“Ele está voando, completando circuitos, sendo testado, servindo de aprendizado e sendo incorporado a um caminho viável para cuidados de saúde, resposta a emergências e logística regional. O papel da CAAM é ajudar a garantir que o ecossistema em torno dessa tecnologia – regulamentação, infraestrutura, investimento e confiança pública – avance com a mesma urgência.”
Rodrigo Mozelli
Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.