Empresas desenvolvem novas tecnologias para eletrificar trens

Todos os dias, milhares de passageiros em trens que saem da estação de Aldershot em direção ao sudoeste passam por um conjunto de painéis solares nos trilhos. Poucas instalações, se houver alguma, podem ser notadas. Mas eles estão extraindo energia do trem em que estão.

“Numa tarde ensolarada, se você estiver viajando de trem por Aldershot, parte da energia desse trem virá desses painéis solares”, disse Leo Murray, cofundador e diretor executivo da Riding Sunbeams, uma start-up que pretende usar recursos de energia renovável para projetos de eletrificação ferroviária.

Montando raios de sol Criado por Aldershot Array em 2019 . É pequeno em escala, com apenas 40 kW – o equivalente a cerca de 10 painéis solares no telhado que você encontraria em uma típica casa britânica. Mas mostra como as energias renováveis ​​podem ser diretamente integradas nas ferrovias.

Não só isso, mas Murray disse que atualmente é o único painel solar no país que fornece energia diretamente aos trilhos para a movimentação dos trens. “Se você é uma ferrovia, esta é a eletricidade mais barata que você pode comprar”, acrescentou.

Em todo o país e em todo o mundo, muitos comboios ainda funcionam a gasóleo – um combustível fóssil. Para se tornarem eléctricos, os operadores ferroviários têm tradicionalmente duas opções: caminhos-de-ferro electrificados ou linhas aéreas que ligam os comboios. Um pantógrafo como uma mão no telhado deles. A instalação de um desses sistemas pode ser cara e tecnicamente desafiadora.

Mas os engenheiros estão a trabalhar em novas formas de implementar essa tecnologia, e estão a surgir opções completamente diferentes, que poderão acelerar os projectos de electrificação.

A principal barreira à electrificação são muitas vezes as limitações da rede eléctrica local – É difícil conseguir acesso Uma importante conexão para pegar seus trens. “Esse problema ficou muito, muito pior”, disse Murray.

É por isso que ele considera os painéis solares muito úteis para viabilizar projetos de eletrificação ferroviária.

Murray disse que, após o projeto Aldershot, ele esperava que a Riding Sunbeams desenvolvesse um piloto comercial em grande escala. Mas questões de financiamento atrapalharam.

Agora porém a Network Rail que possui e mantém a infra-estrutura ferroviária na Grã-Bretanha Procurando fornecedores Para projetos renováveis ​​ferroviários.

“É grande”, disse Murray, explicando que sua empresa planeja concorrer a um contrato.

Mas novos projetos trazem novas complicações. Em Aldershot, a pista já estava eletrificada – bastava conectar painéis solares ao sistema existente.

Mas para trens que desligam o diesel e passam para linhas aéreas, é difícil usar energia solar. Isso ocorre porque os painéis solares produzem eletricidade de corrente contínua (CC), enquanto as linhas aéreas usam corrente alternada (CA).

Esforços de desenvolvimento estão em andamento na Inglaterra Um novo dispositivo de conversão Isso pode resolver esse problema, no entanto.

Separadamente, Colton Junction entre Leeds e York, o entroncamento ferroviário mais rápido do Reino Unido – onde os trens chegam a 200 km/h – foi recentemente eletrificado com software desenvolvido na Universidade de Huddersfield.

O software cria um modelo 3D do sistema de catenária, permitindo que os engenheiros planejem sua construção nos mínimos detalhes – reduzindo custos ao eliminar a necessidade de testes tradicionais e formas específicas de avaliação.

“Tudo estava especificado na medição do software”, diz João Pombo, diretor associado do Instituto de Pesquisas Ferroviárias da universidade. Todos os trens estão circulando em velocidade máxima naquele entroncamento desde agosto.

Mas existe um conceito completamente diferente para eletrificação. A start-up polonesa NevoMo desenvolveu um sistema de propulsão eletromagnética. Foi reformado Um cabo grosso de alumínio é preso a um gabinete que passa entre os trilhos. Cria um campo magnético forte o suficiente para impulsionar vagões de carga magnetizados.

“Eliminamos completamente as locomotivas”, diz o fundador e CEO Ben Paczek. “Cada carroça se torna independente. Eles também podem se movimentar em grupos.”

Uma vantagem fundamental da tecnologia, diz Paczek, é que permite aos operadores parar os vagões de mercadorias muito rapidamente – e, como resultado, podem, em princípio, colocar com segurança muitos vagões em movimento independente relativamente próximos uns dos outros num troço ferroviário, aumentando a densidade do tráfego de mercadorias numa determinada área.

A Nevomo espera lançar implementações operacionais de sua tecnologia em uma usina siderúrgica em Bremen, na Alemanha, e em um porto na Índia no próximo ano.

Eles serão de escala relativamente pequena, cada um cobrindo distâncias inferiores a 1 km (0,6 mi). Mas Paczek espera ver instalações maiores no futuro. “Em um ambiente bastante conservador como o ferroviário, primeiro temos que demonstrá-lo adequadamente.”

Seria possível automatizar o movimento de vagões movidos eletromagneticamente, acrescentou – embora inicialmente fossem controlados remotamente por operadores humanos.

Nos EUA, os sistemas paralelos também estão a funcionar para electrificar vagões de carga individuais, para que possam circular de forma independente numa rede ferroviária – mas de uma forma muito diferente com baterias. O cofundador e presidente-executivo Matt Soule disse que os vagões da empresa terão autonomia de 800 km.

Ele o descreve como a movimentação de pacotes em torno de um centro de distribuição – “carga atômica”, em oposição aos tradicionais trens de carga puxados por locomotivas. Mais de 2 km de extensão. “Estamos nos concentrando em fazer as pequenas coisas que eles não estão fazendo”, disse Soule.

Ele acrescenta que não pretende substituir as locomotivas de carga, mas sim oferecer um serviço de entrega ferroviário que possa competir com o transporte rodoviário. “Se capturarmos 10% do mercado de transporte rodoviário, duplicaremos a indústria ferroviária”, diz ele.

Stuart Hilmansen, da Universidade de Birmingham, que trabalhou com a Riding Sunbeams no passado, disse que organizar o movimento de trens de carga individuais na rede ferroviária existente é “bastante desafiador – certamente nas ferrovias (britânicas)”.

Mas ele diz que as novas tecnologias estão a ajudar a facilitar a electrificação – e os comboios electrificados em geral são agora a opção preferida para novas ferrovias.

“Todas essas tecnologias são fisicamente viáveis ​​e podem funcionar, o que está impulsionando o business case”, diz ele.