No projeto HyTRA, a Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) investigou que tipos de incidentes envolvendo veículos movidos a hidrogênio em túneis são realistas, que perigos surgem para as pessoas e a estrutura do túnel, e que medidas podem ser tomadas para minimizar esses riscos. O projeto foi financiado pela Agência Austríaca de Promoção da Pesquisa (FFG), pelo Ministério Federal de Proteção Climática, Meio Ambiente, Energia, Mobilidade, Inovação e Tecnologia (BMK) e pela ASFINAG.
Há praticamente nenhum dado empírico sobre acidentes reais envolvendo veículos movidos a hidrogênio em túneis devido à sua baixa participação no tráfego até o momento. Portanto, apenas uma estimativa aproximada da probabilidade de ocorrência pôde ser feita com base na experiência com veículos a gás, indicando uma baixa probabilidade. Em comparação, o potencial de dano foi analisado em detalhes com base em experimentos do projeto da UE HyTunnel-CS, que terminou em 2022. Devido à alta densidade de energia do hidrogênio e à alta pressão em que é armazenado, os FCEVs têm um potencial de dano muito alto. De acordo com o padrão atual, o hidrogênio é armazenado em carros a uma pressão de 700 bar e em caminhões e ônibus a 350 bar. Se ocorrer um dano ao tanque, uma grande quantidade de energia é rapidamente liberada; se o hidrogênio pegar fogo, ele queima a temperaturas acima de 2000 graus Celsius.
Embora os tanques sejam muito robustos e bem protegidos contra impactos mecânicos, eles não podem resistir a uma colisão traseira com um caminhão. Esse cenário deve, portanto, ser evitado tanto quanto possível. O resultado mais provável de um acidente envolvendo um FCEV é que não haverá impacto significativo do hidrogênio. No entanto, três diferentes cenários de risco podem ocorrer em acidentes graves. No primeiro caso, o dispositivo de alívio de pressão térmica (TPRD) é acionado quando a pressão aumenta como resultado de um impacto térmico (por exemplo, incêndio do veículo), liberando o hidrogênio do tanque em um jato controlado. Isso mantém a pressão em um determinado nível e impede a ruptura do tanque. Se o hidrogênio liberado inflamar — o que pode facilmente acontecer quando misturado com ar –, a chama é direcionada para o solo.
No entanto, permanece perigoso porque o hidrogênio queima sem cor ou odor, mas a zona de perigo é limitada. Se o TPRD falhar, o tanque pode explodir, criando uma onda de choque que se espalha por todo o túnel. Até aproximadamente 30 metros há risco de morte, até aproximadamente 300 metros há risco de ferimentos internos graves, como hemorragia pulmonar, e mais distante ainda há risco de ruptura do tímpano. O terceiro cenário é o menos provável. Ele ocorre quando o hidrogênio é liberado sem ser inflamado. Como o elemento mais leve da tabela periódica, o hidrogênio sobe e se acumula em uma nuvem sob o teto do túnel. Se houver uma fonte de ignição (por exemplo, lâmpadas quentes ou um impulso elétrico ligando um ventilador), ocorre uma explosão de nuvem de hidrogênio, que também causa uma onda de choque.
“Nossas investigações mostraram que, embora os cenários de risco envolvendo veículos a hidrogênio sejam relativamente improváveis, eles têm grande potencial de dano. Os tanques de hidrogênio modernos são construídos de forma tão segura que é necessário que muitas coisas dêem errado para o hidrogênio escapar”, diz Daniel Fruhwirt, do Instituto de Termodinâmica e Sistemas de Propulsão Sustentáveis. “Além disso, a infraestrutura de transporte em túneis austríacos provavelmente atende aos requisitos mais rigorosos da Europa. Como temos apenas um operador para todos os túneis de autoestradas e rodovias, o nível de segurança também é muito homogêneo. Em termos de infraestrutura, há quase nenhum risco de dano à estrutura do túnel, mas os acidentes seriam perigosos para as pessoas.”
Para minimizar os riscos, Daniel Fruhwirt e sua equipe de projeto recomendaram várias medidas. Limites de velocidade mais rígidos, monitorados com controle de seção, controles de distância precisos que sinalizam aos motoristas quando estão seguindo muito de perto e limites de velocidade que são exibidos mais cedo em engarrafamentos, para que a velocidade já esteja baixa o suficiente ao chegar ao fim do congestionamento para causar apenas danos menores em caso de colisão traseira. “O que já foi implementado na maioria dos estados membros da UE como resultado dos eventos graves no final da década de 1990 e início dos anos 2000, é que todos os túneis em autoestradas e rodovias com comprimento superior a 500 metros são túneis de tubo duplo e geralmente não são mais usados para tráfego bidirecional. Isso reduz consideravelmente o risco”.