O Técnico Fuel Cell (TFC) é um projeto ousado e inovador que surgiu dentro do Instituto Superior Técnico (IST), em Lisboa, com uma meta clara: fabricar o primeiro carro citadino português movido exclusivamente a hidrogénio e, com isso, garantir presença na prestigiada Shell Eco-marathon, uma das mais reputadas competições internacionais entre estudantes de engenharia e ciências. Nascido em 2019, o TFC é constituído exclusivamente por alunos do IST, e a sua sede é no campus da Alameda, um dos centros de inovação e investigação mais icónicos de Portugal.

A missão da TFC

Empenhada em desenvolver soluções sustentáveis e disruptivas para a mobilidade urbana, a Técnico Fuel Cell tem-se destacado desde a sua fundação. Como foco primordial, a equipa concebeu um automóvel movido a hidrogénio, combustível limpo, destinado a participar na categoria Urban Concept da Shell Eco-marathon, competição que desafia as equipas a desenvolverem veículos capazes de efetuar um determinado percurso despendendo a menor quantidade de energia possível.

O projeto TFC arrancou com a criação do TFC01, um protótipo que foi oficialmente apresentado ao público em março de 2024. Nesta apresentação estiveram presentes várias personalidades ilustres, entre as quais António Costa Silva, ex-Ministro da Economia e do Mar, Manuel Andrade, Head of Open Innovation da Galp, e o Presidente do IST, Prof. Rogério Colaço. Nesta primeira apresentação, assinalou-se não só o início de uma jornada de inovação, mas também o compromisso da equipa com a sustentabilidade e a mobilidade verde.

O TFC01 e o sucesso na Shell Eco-marathon 2024

Terminada a apresentação pública, o TFC01 foi sujeito a criteriosos testes no Autódromo do Estoril, nos quais os elementos da equipa puderam avaliar o desempenho do carro em condições controladas. A competição oficial na Shell Eco-marathon 2024, realizada em Nogaro, França, traduziu-se numa oportunidade decisiva para mostrar ao mundo o potencial do projeto português. Dividido em duas categorias, o grande desafio da competição é percorrer um percurso definido utilizando a menor quantidade de combustível possível, sendo a equipa vencedora aquela que demonstrar maior eficiência no consumo de energia.

Embora com alguns desafios técnicos, o TFC01 obteve um notável 6o lugar na sua categoria, confirmando a eficácia do design e da estratégia da equipa. Esta conquista não só constituiu um importante marco para o TFC, como também fortaleceu o valor do hidrogénio como uma alternativa viável e eficiente para a mobilidade sustentável. Em paralelo, a competição foi também uma plataforma para reforçar vínculos com diversas empresas e parceiros tecnológicos, que suportam a equipa no desenvolvimento do projeto.

O futuro: Autónomo e Elétrico TFC01, Hidrogénio TFC02

O sucesso do TFC01 conduziu a equipa do Technician Fuel Cell a ter uma visão mais ampla do futuro. Para o ano de 2024/2025, a TFC tem em preparação uma grande novidade para a Shell Eco-marathon 2025, que se realizará em Kamień Śląski, na Polónia.

Inovação no TFC01: competir de forma autónoma e elétrica

O TFC01 passará a ser adaptado para competir de uma forma radicalmente diferente, enveredando numa abordagem autónoma e elétrica, sem recurso a uma célula de combustível. Este novo modelo integrará a Inteligência Artificial (IA) para controlar o carro durante o seu percurso, um avanço significativo para a equipa, que visa não só a eficiência energética, mas também a inovação tecnológica. Ao integrar a IA, o TFC não só procura minimizar o consumo de energia, como também pretende explorar novas formas de condução autónoma, a tendência crescente na indústria automóvel.

O TFC02: um novo protótipo com uma estrutura em fibra de carbono

Simultaneamente, a equipa está a desenvolver o TFC02, um novo protótipo que será o carro principal da competição de 2025. Esta versão continuará a basear-se na utilização do hidrogénio como fonte de energia, tendo, no entanto, várias melhorias significativas. O TFC02 sofrerá uma redução substancial de peso, o que facilitará a sua eficiência. Acresce que, pela primeira vez, a equipa utilizará um chassis monocoque em fibra de carbono, uma inovação que garante uma maior rigidez estrutural do carro e uma otimização do seu desempenho em competição.

Patrocinadores e parcerias estratégicas

Para o sucesso do TFC importa destacar o apoio de patrocinadores e parceiros estratégicos que têm permitido o desenvolvimento do projeto. A cooperação com empresas como a Galp, por intermédio da sua divisão de Open Innovation, bem como com outras entidades do setor tecnológico e industrial, tem sido fulcral na garantia dos recursos financeiros e tecnológicos necessários à realização dos protótipos.

Conclusão

O TFC é um exemplo brilhante de como a inovação, a sustentabilidade e o trabalho em equipa poderão criar respostas práticas e eficazes para os desafios do futuro. Desenhando veículos movidos a hidrogénio e investindo em tecnologias avançadas como a inteligência artificial e a utilização de materiais de alto desempenho, o TFC não está apenas a contribuir para o avanço da mobilidade sustentável, mas também a posicionar-se como líder no panorama da engenharia automóvel.

Com o TFC01 e o TFC02, a equipa vê-se perante a oportunidade de ultrapassar os limites do possível e de inspirar as futuras gerações de engenheiros e cientistas a ter uma visão corajosa e criativa para um mundo mais ecológico e eficiente.

Para acompanhar as novidades do projeto e saber mais sobre as suas atividades, pode seguir o TFC nas suas redes sociais aqui.

A inovação tecnológica e a sustentabilidade estão cada vez mais de mãos dadas na construção do futuro da mobilidade. No centro desta revolução está o Técnico Fuel Cell (TFC), um projeto pioneiro do Instituto Superior Técnico, cuja ambição vai muito além do desenvolvimento de um veículo movido a hidrogénio.

Nesta entrevista, exploramos os bastidores do projeto, os desafios tecnológicos que moldam o seu futuro e o impacto que tem na comunidade académica e na indústria. Como é que a equipa do Técnico Fuel Cell vê o caminho para um futuro mais sustentável? Que obstáculos e oportunidades surgem pelo caminho? E, acima de tudo, como é que a engenharia pode inspirar uma mudança real?

• O Técnico Fuel Cell (TFC) nasceu com o objetivo pioneiro de criar o primeiro carro urbano português movido exclusivamente a hidrogénio. Como tem sido para a vossa equipa aliar a inovação tecnológica à visão sustentável que querem transmitir ao público?

O Técnico Fuel Cell não é só sobre engenharia – é também sobre inspirar uma mudança. Queremos que os nossos membros e equipa e as pessoas que vejam o nosso projeto, olhem para o hidrogénio como uma alternativa viável e promissora. Por isso, além do desenvolvimento do carro, dedicamo-nos também a sensibilizar o público e a criar parcerias que nos ajudem a tornar este futuro mais próximo.

• Em 2024, apresentaram o primeiro protótipo – o TFC01 – na presença de personalidades importantes, como o antigo Ministro da Economia e do Mar e o Presidente do IST. Que impacto teve este apoio institucional e empresarial no desenvolvimento do projeto e na imagem do TFC?

O RollOut do TFC01 foi um momento inesquecível para a nossa equipa e marcou um verdadeiro ponto de viragem, tanto dentro como fora do IST. Nos primeiros anos, o TFC ainda era pouco conhecido na nossa instituição, pois, apesar do trabalho intenso, não tínhamos ainda um protótipo para apresentar.

Foram cerca de cinco anos de desafios, aprendizagens e muita dedicação até conseguirmos criar o nosso primeiro veículo. Foi em março de 2024 que finalmente tivemos a oportunidade de o apresentar ao público. Esse momento não foi apenas a concretização de um sonho, mas sim a prova de que somos uma equipa determinada, com ambição e objetivos bem definidos. O RollOut não só reafirmou a nossa presença no IST, como nos deu ainda mais motivação para continuar a inovar e a crescer. 

Além disso, o RollOut foi a melhor forma de mostrarmos a nossa gratidão a todos os patrocinadores que tornaram este projeto possível.

• Após a Shell Eco-marathon 2024, onde obtiveram um honroso 6º lugar, decidiram evoluir o TFC01 para uma versão autónoma e elétrica, integrada com Inteligência Artificial, ao mesmo tempo que construíram o TFC02 movido a hidrogénio com um chassis monocoque em fibra de carbono. Quais são os principais desafios tecnológicos nesta nova fase do projeto?

Quanto ao TFC01, o nosso maior desafio neste momento é, sem dúvida, a incorporação da condução autónoma. Na Shell Eco-marathon, a competição de veículos autónomos tem requisitos diferentes da prova convencional com piloto, o que nos obriga a explorar um mundo completamente novo para nós.

Além da otimização do peso já feita no TFC01, estamos agora a trabalhar numa tecnologia que representa um grande salto para a nossa equipa. Para enfrentar este desafio, criámos o novo departamento de Sistemas Autónomos, cuja missão principal é transformar o nosso primeiro protótipo num veículo 100% autónomo. 

Acerca do TFC02, temos também muitos desafios pela frente. Prometemo-nos a nós próprios que, para alcançar a melhor eficiência energética, iríamos de ter de reduzir abruptamente o peso do carro, daí avançarmos com o monocoque de fibra de carbono (muito menos denso que o aço usado no TFC01). 

• Sabemos que o vosso próximo destino é a Shell Eco-marathon 2025, desta vez na Polónia. De que forma é que o percurso internacional e as exigências de cada competição contribuem para a maturidade e projeção futura da equipa TFC, tanto a nível nacional como internacional?

A Shell Eco-marathon faz com que o Técnico Fuel Cell defina bem os seus objetivos e que una os membros de equipa para alcançar os seus objetivos. Cada competição internacional desafia-nos não só a elevar o nível técnico do nosso protótipo, mas também a crescer enquanto equipa. No último ano, a oportunidade de realizar testes no Autódromo do Estoril, participar em reportagens para a revista ACP, apresentar o RollOut e competir oficialmente fortaleceu ainda mais os nossos membros como equipa. Acreditamos que, a partir deste patamar, não há limites para o que podemos alcançar!

• Olhando para o futuro e para a crescente relevância da mobilidade sustentável, como pensa a equipa do TFC continuar a inovar em projetos de hidrogénio e inteligência artificial, e como pretende inspirar novos talentos do Instituto Superior Técnico e de outras instituições a seguir o mesmo caminho?
  

Para além de ter criado o 1º carro citadino Português movido 100% a Hidrogénio, nós ambicionamos, num futuro breve, também criar o 1º carro da Europa 100% autónomo e 100% a Hidrogénio!Acreditamos que o Técnico Fuel Cell tem sido uma fonte de inspiração para muitos jovens, incentivando-os a juntarem-se à nossa jornada. Isso reflete-se no sucesso dos nossos recrutamentos, que têm atraído um grande número de alunos interessados em fazer parte deste projeto.

O Técnico Fuel Cell (TFC) confirma que a inovação e a sustentabilidade caminham lado a lado na mobilidade do futuro. Inspira novos talentos e coloca Portugal na vanguarda da transição energética.

A questão mantém-se: estamos preparados para acelerar esta revolução?

A equipa Fórmula Student Lisboa do Instituto Superior Técnico apresentou esta sexta-feira, o seu novo veículo elétrico e autónomo que levará às competições Fórmula Student na próxima época, o FST13. Além das capacidades autónomas melhoradas, o projeto conta este ano com o apoio principal da VINCI Energies Portugal, e ainda das suas marcas Actemium, Axians, Omexom e Sotécnica.

A formação deste ano da FST Lisboa é constituída por 50 estudantes, na sua maioria a frequentar os cursos de engenharias Aeroespacial, Mecânica, Eletrotécnica e Informática no Técnico, aos quais se juntam alunos dos cursos de outras áreas como Economia e Gestão Industrial. A equipa foi criada em 2001 por um núcleo de estudantes, com o objetivo de aplicar os conhecimentos teóricos que estavam a aprender nas aulas. Desde cedo, traçaram como objetivo projetar, construir e testar um novo carro do tipo Fórmula, para participar nacional e internacionalmente nas competições Fórmula Student, representando Portugal perante outras universidades e empresas. Hoje são uma equipa de elite, de uma escola portuguesa de excelência, a participar na maior competição mundial universitária de engenharia.

Sobre o novo patrocínio principal do projeto, inserido na maior competição universitária de engenharia do mundo, Pedro Afonso, CEO da VINCI Energies Portugal, comenta:

“Temos acompanhado o percurso, evolução e sucessos que a Fórmula Student do Técnico tem alcançado. Este ano a VINCI Energies Portugal junta-se com muita honra a este projeto. Cativa-nos o talento, a ambição e a tenacidade destes jovens. É o espírito empreendedor, conjugado com a excelência técnica, que faz acontecer o nosso próprio projeto empresarial. É também isso que nos liga à Fórmula Student. Queremos fomentar a ligação empresas-academia e promover a qualidade da engenharia e tecnologia que se faz em Portugal.” E conclui: “acelerar a transição energética e transformação digital das nossas organizações, do nosso país e do mundo, precisa definitivamente deste ADN de superação e conquista. O Técnico – pelo seu legado e continuado investimento – e, em particular, estes estudantes, são motivo de grande orgulho para este apoio.”

Rogério Colaço, presidente do Técnico, afirma:

“A Fórmula Student (FST) foi o primeiro núcleo de estudantes do Técnico que se dedicou integralmente à conceção, desenvolvimento, produção e teste de protótipos. Desde 2001, e após terem apresentado 12 protótipos que participaram em dezenas de competições internacionais de Fórmula Student, foram também responsáveis por inspirarem centenas de outros estudantes de engenharia a desenvolverem projetos dos mais variados tipos (dos aquáticos aos aéreos, de movidos a energia elétrica a hidrogénio). A FST é um exemplo claro da missão e do impacto que o Técnico tem na sociedade: aplicação do elevado conhecimento científico e tecnológico entregue pela escola e utilizado pelos estudantes para resolução de alguns dos desafios mais emergentes. A história da FST simboliza a capacidade e o espírito de todos os estudantes do Técnico, que acreditam na concretização dos seus sonhos enquanto futuros profissionais nas áreas de engenharia, ciência e tecnologia.”

O FST13 e a sua equipa, a FST Lisboa, representarão o IST na Fórmula Student Spain, Circuito da Catalunha, de 1 a 7 de agosto. Seguirão depois para a Alemanha, no Circuito de Hockenheim, dos dias 12 a 18 de agosto, o maior evento mundial desta Fórmula. Terminam depois a época competitiva na Fórmula Student Portugal, entre os dias 3 e 7 de setembro, em Castelo Branco, uma cidade especial para a própria VINCI Energies em Portugal. É exatamente lá que a Axians – marca do grupo para transformação digital – tem, desde 2020, um dos seus principais centros de engenharia.

A competição não é vencida apenas pela equipa com o carro mais rápido, mas sim pela equipa com o melhor pacote geral de construção, desempenho e planeamento financeiro e de vendas. As equipas assumem que são um fabricante a desenvolver um protótipo a ser avaliado para produção.

O 13.º protótipo do projeto atinge uma velocidade máxima de 130 km/h com quatro motores elétricos AC com diferencial eletrónico. Tem ainda a bateria composta por células de LiCoO2 (lítio-cobalto) e capacidade total de 6,33 kWh, protegida por uma caixa feita em materiais compósitos. Nas alterações apresentadas este ano, destacam-se um novo design de toda a bateria, através do upgrade das suas células e um novo design do seu container e a redução de massa significativa vinda da passagem de uma jante de 13 para 10 polegadas. O FST13 engloba também uma pipeline aprimorada em torno do aumento de performance em condução autónoma, para uma vez mais ambicionar estar no topo das tabelas de Fórmula Student mundiais.

Na época anterior, 2023/24, o modelo dos estudantes do Técnico registou os seus melhores resultados de sempre ao conquistar o 1.º lugar na Fórmula Student em Portugal e em Espanha, e em 3.º na Alemanha, na categoria Autónomo.

A Green Future teve a oportunidade de conversar com a Engenius – UA Formula Student, a promissora equipa da Universidade de Aveiro que está a revolucionar o mundo da engenharia automóvel através do desenvolvimento de protótipos de carros de corrida elétricos. 

Venha connosco!

Qual a importância das competições de Formula Student para a equipa e o que esperam alcançar com a participação nas mesmas?

Acima de tudo, queremos aprender! As competições de Formula Student são sítios de uma competição muito saudável, onde existem momentos de partilha: todos sabemos quanto custa quando as coisas, de repente, “dão para o torto”..

Este ano estaremos em duas competições, uma internacional, na Croácia pelo que estamos muito felizes por poder correr pela primeira vez com o nosso protótipo físico o que é um grande marco para equipa; e em Portugal, que estaremos com o nosso protótipo teórico, preparados para receber feedback para o consolidar.

Como é que a experiência de participar na Engenius – UA Formula Student influenciou o desenvolvimento académico e profissional dos membros da equipa?

A Formula Student é a maior competição para estudantes de engenharia do mundo. Como já referimos, o ambiente é altamente estimulante e competitivo e onde se aprende bastante, é um desenvolvimento de competências que o curso simplesmente não tem condições de proporcionar. Além disso, impossível deixar escapar, toda a evolução a nível pessoal, trabalho em equipa, entre outras…

Quais são os objetivos futuros da Engenius – UA Formula Student e como pretendem desenvolver o vosso projeto nos próximos anos?

Entrar no caminho da sustentabilidade e da consciência ambiental, introduzindo o primeiro carro elétrico de Formula Student da Universidade de Aveiro, representa um marco importante que pretendemos alcançar no próxima ano! Aderir a uma vertente diferente da competição, utilizando novas tecnologias, é um passo inovador, visto que, até à data, apenas foram desenvolvidos protótipos com unidade motriz elétrica na categoria de Classe 2 (Projeto). Queremos ainda transformar-nos numa equipa que, consistentemente, desenvolve protótipos que possam competir em Classe 1 (Protótipo físico) de alta qualidade, aprendendo com os erros do passado e superando-os.

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A Green Future teve a oportunidade de conversar com a Engenius – UA Formula Student, a promissora equipa da Universidade de Aveiro que está a revolucionar o mundo da engenharia automóvel através do desenvolvimento de protótipos de carros de corrida elétricos.

Venha connosco!

Qual é a visão e a missão da Engenius – UA Formula Student e como é que estas orientam o vosso trabalho diário?

Comprometidos com a promoção da inovação contínua no que toca a soluções de engenharia e de design, na Engenius pretendemos proporcionar a todos os seus membros um ambiente desafiador e competitivo, propício a que haja uma colaboração interdisciplinar como também aprendizagem mútua.

Além disso, com o objetivo de projetar e construir um veículo que não apenas atenda, mas supere os objetos, procuramos em todos os momentos integrar princípios de sustentabilidade, como a redução de desperdícios e a implementação de soluções mais ecológicas.

Podem falar-nos um sobre a estrutura da equipa e como cada um dos 9 departamentos contribui para o desenvolvimento do vosso carro?

Ao discutir o papel de cada um dos nossos departamentos, é importante destacarmos que todos desempenham um papel crucial no nosso projeto, funcionando como peças de um quebra-cabeças complexo que, quando bem integradas, resultam num carro que além de inovador e eficiente, é seguro.

Relativamente à estrutura da equipa temos uma coordenação integrada por 4 pessoas: um Team Leader, um Project Leader, um Project Manager e um Responsável Financeiro.

Sabendo isto os nossos departamentos podem dividir-se em dois tipos, técnicos e não técnicos.

Sobre os departamentos técnicos, estes são 5, orientados pelo Project Leader, responsável pela coordenação e integração do desenvolvimento:

Chassis & Aerodinâmica: Responsável pelo dimensionamento e design estrutural do chassis, garantindo os requisitos necessários para o acoplamento dos componentes provenientes dos restantes departamentos e assegurar a segurança do condutor, de acordo com as limitações impostas pelo regulamento da competição. Também é responsável pelo desenvolvimento das carenagens e pack aerodinâmico, para otimizar a performance em pista.

Dinâmica & Suspensão: Responsável pelo estudo dinâmico e cinemático do protótipo, relativamente ao seu comportamento nas diferentes fases em pista. Tem um papel crucial na garantia da performance do veículo. Também tem o encargo de dimensionar os componentes integrantes do setup de suspensão, travagem e direção, visando garantir a sua integridade estrutural.

Powertrain: Responsável por projetar e desenvolver todos os componentes integrantes do sistema motriz, incluindo motor, pack de baterias e acumulador, em conjunto com o departamento de eletrónica, e o sistema de transmissão de potência e arrefecimento.

Eletrónica: Responsável pelo dimensionamento dos sistemas de segurança integrantes do protótipo, assim como colaborar com powertrain no projeto do sistema motriz. São responsáveis pelo desenvolvimento dos sistemas de alta tensão, gestão de bateria, algo crucial nas provas dinâmicas, e telemetria.

Fabrico: Responsável pela integração física dos componentes no protótipo. Também tem a função de confirmar a exequibilidade do fabrico dos componentes projetados.

Comunicação e Imagem: Elaborar e implementar estratégias de comunicação para promover a equipa. Desenvolver e manter a identidade visual da equipa, garantindo consistência em todos os materiais de comunicação e promocionais. Gerir as redes sociais da equipa e criar documentos oficiais, gráficos, vídeos e fotos para uso em várias plataformas de comunicação.

Business: É responsável por angariar patrocinadores, gerir parcerias e dar o suporte logístico à gestão da equipa.

Quais são os principais desafios com que se depararam até agora no desenvolvimento do vosso primeiro carro e como os estão a ultrapassar?

Desnecessário será dizer que só por si, o nosso projeto tem muitos desafios, seja no começar a pensar no que fazer e como fazer, ou seja, uma vertente mais teórica, seja para ‘colocar as mãos na máxima’, e colocarmos em prática aquilo projetado anteriormente.

Integrar várias áreas, como Chassi, Powertrain, a Eletrónica e a Suspensão, num veículo coeso e funcional é um desafio essencial. Cumprir todas as regulamentações de segurança e equidade na competição é imprescindível, assim como recrutar e formar novos membros todos os semestres. Ao realizar testes de validação, é crucial identificar problemas, compreender as causas e implementar melhorias.

A inovação deve ser perseguida sem comprometer a confiabilidade e a funcionalidade do carro, enquanto as limitações orçamentais exigem soluções de design e fabrico criativas e eficientes.

Como é que os patrocinadores têm contribuído para o projeto e como é que cultivam estas parcerias?

Os patrocinadores têm desempenhado um papel fundamental no sucesso do nosso projeto. Através das contribuições e recursos, têm nos permitido avançar em diversas frentes, seja na aquisição de materiais essenciais, na implementação de novas tecnologias, ou no apoio a atividades que enriquecem a experiência dos nossos membros. Além do apoio financeiro, muitos patrocinadores também oferecem mentorias e workshops, ampliando o impacto positivo no desenvolvimento profissional e pessoal dos nossos membros.

Cultivar estas parcerias é um processo contínuo e estratégico. Mantemos uma comunicação constante e transparente com nossos patrocinadores, atualizando-os sobre o progresso do projeto e demonstrando os resultados tangíveis das suas contribuições.

Não poderíamos deixar de expressar a nossa gratidão a todos os nossos membros, que são os verdadeiros pilares deste projeto. O entusiasmo, dedicação e trabalho árduo de cada um são o que torna tudo isto possível. Aos nossos patrocinadores, o nosso sincero agradecimento pela confiança e generosidade. Também estendemos a nossa gratidão ao Departamento de Engenharia Mecânica e à Universidade de Aveiro pelo suporte contínuo e incentivo. Juntos, continuaremos a alcançar grandes conquistas!

Em termos de inovação e sustentabilidade, quais são as principais características do vosso carro que o diferenciam de outros projetos semelhantes na Formula Student?

O maior ponto de destaque do nosso protótipo relativamente aos demais veículos elétricos de Formula Student, é o uso de cortiça para revestimento do nosso acumulador, sendo a primeira equipa a utilizar este material. A cortiça, extraída de forma sustentável, cumpre todos os requisitos de isolamento necessários para o revestimento do acumulador. Para além disso, é biodegradável e reciclável, reduzindo a nossa pegada ecológica. Esta abordagem pioneira reforça o nosso compromisso com a sustentabilidade no âmbito das competições de Formula Student.

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Leia o restante desta entrevista na segunda parte!