Novos trens elétricos autônomos estão chegando para o seu diesel

Uma startup do Missouri está inovando em trens elétricos com uma frota de vagões elétricos operados de forma autônoma.

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Os trens elétricos são comuns nos sistemas ferroviários suburbanos, mas ainda não causaram impacto no negócio de transporte de carga. Isso está começando a mudar. O mais recente desenvolvimento na frente de eletrificação ferroviária envolve a empresa Intramotev de St. Louis, Missouri, que visa tirar o combustível diesel do cenário de locomotivas com uma frota de vagões autônomos movidos a bateria elétrica.

A maioria dos trens de carga nos EUA já está a meio caminho da eletrificação. Eles implantam um acionamento elétrico que funciona com um gerador a diesel. As locomotivas diesel-elétricas apareceram pela primeira vez na década de 1920 e logo ganharam popularidade como uma melhoria tecnológica que economiza mão-de-obra e reduz custos em relação aos trens movidos a vapor.

Em contraste com as múltiplas tripulações necessárias para cada locomotiva a vapor, os trens diesel-elétricos podem ser tripulados a partir de uma única locomotiva acoplada a outra, ou mais.

Os trens diesel-elétricos são uma melhoria em relação aos seus ancestrais movidos a vapor, mas sempre há espaço para mais melhorias. Um estudo de 2021 na revista Nature Energy descreve o estado atual das coisas.

“Quase todas as locomotivas dos EUA são movidas a motores diesel-elétricos, que emitem 35 milhões de toneladas de CO2 e produzem poluição do ar, causando cerca de 1.000 mortes prematuras anualmente, representando aproximadamente US$ 6,5 bilhões em custos anuais com danos à saúde”, apontam os autores.

Até anos recentes, o custo relativamente alto e a escassez de energia renovável prejudicavam a visão de trens elétricos sem diesel. Agora o roteiro mudou.

“A tecnologia de bateria aprimorada e o acesso a eletricidade renovável barata abrem a possibilidade de trilhos elétricos a bateria”, explicaram os autores da Nature Energy. De acordo com suas descobertas, um vagão padrão poderia ser convertido em um vagão elétrico carregado com baterias para atingir um alcance totalmente elétrico de 241 quilômetros.

"Com os preços das baterias em um futuro próximo, os trens elétricos a bateria podem alcançar a paridade com os trens diesel-elétricos", observaram, embora com algumas ressalvas importantes. A paridade de custo também teria que considerar o acesso à infraestrutura de carregamento rápido e os preços de eletricidade no atacado, e o campo de jogo teria que ser nivelado para contabilizar o custo ambiental dos trens diesel-elétricos.

Apesar dessas ressalvas, a eletrificação pode vencer a corrida final mais cedo ou mais tarde. "Considerando os critérios reduzidos de poluentes atmosféricos e emissões de CO2, a mudança para a propulsão elétrica por bateria economizaria US$ 94 bilhões para o setor ferroviário de carga dos Estados Unidos em 20 anos", concluíram os autores.

O estudo da Nature Energy concentrou-se em soluções aqui e agora, por isso não se concentrou em vagões autônomos. No entanto, a tecnologia autônoma está começando a surgir em escala de demonstração. Isso poderia potencialmente derrubar o equilíbrio de custos para a eletrificação total e as partes interessadas da ferrovia estão começando a prestar atenção (veja mais sobre a cobertura do trem elétrico da CleanTechnica aqui).

A Intramotev cruzou o radar da CleanTechnica no início desta semana, com seu modelo TugVolt para adaptar vagões elétricos existentes com kits de bateria. Os vagões podem funcionar de forma independente em pátios de carga e outras paradas para tarefas de carregamento de "primeira milha", conectar-se a trens para viagens de longas distâncias e desacoplar para alcançar seu destino de "última milha".

O fator de desacoplamento adiciona um novo nível de eficiência. Isso livraria os vagões de se reunirem em grandes pátios de carga centralizados. Eles poderiam viajar mais perto de seus destinos sem depender de caminhões para preencher a última etapa da viagem.

A Intramotev parece estar aproveitando ao máximo os complementos de eletrificação. Os vagões TugVolt fazem parte de um conjunto integrado de sistemas que também inclui a tecnologia de frenagem regenerativa ReVolt da empresa, que se tornou indispensável para trens elétricos. Sistemas de segurança automatizados para portões, escotilhas e outros equipamentos completam o pacote.