Em breve, trens movidos a bateria poderão chegar a uma estação perto de você.
Com a frota de motores diesel do Reino Unido prestes a ser descontinuada, os fabricantes procuram substituí-los por alternativas amigas do ambiente.
Atualmente, os trens recebem eletricidade por meio de linhas aéreas eletrificadas ou, em rotas sem essas linhas, por meio de geradores a diesel a bordo. Muitos trens podem funcionar com ambas as fontes de energia e alternar entre elas.
Os trens movidos a bateria economizariam aos operadores ferroviários o custo de instalação de fios aéreos em trilhos não eletrificados, que podem ser encontrados em todo o Reino Unido.
A fábrica da Hitachi em Newton Aycliffe, no nordeste da Inglaterra, acaba de concluir os testes de um novo trem “tri-mode” no qual um gerador a diesel foi substituído por baterias de lítio. Isto significa que pode consumir até 50% menos combustível ao viajar em linhas sem linhas aéreas.
Com base nesta experiência, a empresa também está a planear um modelo de comboio sem geradores a diesel que percorrerá até 90 quilómetros (56 milhas) em rotas não eletrificadas – com vista a operar toda a rede ferroviária sem gasóleo.
A Siemens também Desenvolvimento de nossos próprios trens movidos a bateria em sua fábrica em Goole, Yorkshire. A empresa espera encomendas de mais de 600 trens de operadoras como ScotRail, Great Western Railway (GWR) e Transport for Wales. GWR também testou seu próprio trem de bateria no início do ano.
O Japão e a Alemanha já operam exclusivamente comboios movidos a bateria, mas os especialistas britânicos acreditam que poderão representar desafios específicos para a segurança contra incêndios.
No entanto, os engenheiros da Hitachi disseram à BBC que realizaram testes extensivos nas baterias para garantir que os passageiros estivessem seguros em caso de emergência.
Como funcionam os trens movidos a bateria?
Os trens diesel-elétricos de hoje recebem eletricidade de linhas aéreas em trechos eletrificados da rota. Em outros lugares eles usam geradores a diesel alojados sob seus vagões.
O novo trem da Hitachi substitui uma dessas unidades geradoras a diesel por 16 baterias como as encontradas em veículos elétricos (EVs).
Afirma que os comboios podem alternar automaticamente entre fontes de energia e que a versão tri-mode utilizaria as suas baterias principalmente em estações ferroviárias e áreas urbanas.
Segundo a Hitachi, essas baterias podem ser carregadas enquanto o trem circula em trilhos eletrificados ou em 10 a 15 minutos enquanto está parado.
A empresa afirma que os trens diesel-elétricos existentes também poderiam ser adaptados com baterias para economizar dinheiro.
Por que agora?
O primeiro trem baseado inteiramente em baterias entrou em serviço no Japão em 2016 – então por que só agora estão sendo desenvolvidos no Reino Unido?
O diretor técnico da Hitachi Rail, Koji Agatsuma, que supervisionou o projeto do trem a bateria da empresa, diz que agora há interesse no Reino Unido graças a uma combinação de avanços tecnológicos e uma mudança no clima político.
Ele diz que a visão do novo governo é que os trens sejam “mais baratos, mais ecológicos e mais confiáveis”, enquanto as baterias se tornem menores e mais potentes.
Mas mesmo agora ainda existem restrições.
A Hitachi desenvolveu o trem trimodal porque suas baterias ainda não duravam o suficiente para cobrir todas as seções da rota não eletrificada do Reino Unido.
Mais secções ferroviárias podem ser electrificadas, mas isso é caro: em 2020, a Network Rail estima que a electrificação custaria entre 1 e 2,5 milhões de libras por quilómetro de via.
De acordo com a Siemens, para permitir que os seus comboios movidos a bateria circulassem na rede ferroviária britânica, pequenos troços da rota teriam de ser electrificados e estações de carregamento rápido teriam de ser construídas ao longo das rotas ferroviárias.
O trem de teste da Hitachi foi capaz de viajar 70 km (44 milhas) apenas com suas baterias. Devido à quantidade de ferrovias eletrificadas nessas rotas, isso funcionaria para serviços entre Londres e Oxford ou Hull, mas não seria capaz de percorrer toda a extensão da linha entre Crewe e Holyhead, por exemplo.
Trilho HitachiE embora tenha conseguido percorrer 135 km (84 milhas) tanto com diesel quanto com baterias, esta foi uma rota de teste relativamente plana. Rotas como a da TransPennine – que forneceu o trem de teste Classe 802 para a Hitachi – têm declives que exigem mais energia, reduzindo a distância total que pode ser percorrida sem assistência.
Jim Brewin, chefe da Hitachi Rail no Reino Unido e na Irlanda, diz que o objetivo do governo de reduzir as emissões de dióxido de carbono do país para “zero líquido” até 2050 significa que os trens totalmente movidos a bateria são a direção que a indústria está tomando, com os trens híbridos sendo um trampolim o caminho.
Ele afirma que à medida que as células se tornam mais leves e potentes, a empresa poderá substituí-las por modelos mais novos para melhorar o desempenho. Testes recentes mostraram que os trens existentes também podem ser convertidos para serem total ou parcialmente movidos a bateria.
Existem riscos de segurança?
Especialistas em baterias de lítio dizem que as baterias de carros elétricos têm pelo menos 20 vezes menos probabilidade de pegar fogo quando usadas em veículos rodoviários do que os carros a diesel ou a gasolina.
O trem da Hitachi usa células Nissan Leaf, que estiveram envolvidas em 16 incêndios nos 14 anos em que foram usadas em veículos rodoviários, de acordo com a EV Fire Safe, que coleta dados sobre incêndios em baterias em todo o mundo. Isso representa mais de 500.000 células vendidas em todo o mundo.
“Se manuseadas corretamente, as baterias de lítio são muito seguras”, diz Jon Simpson, ex-bombeiro que se tornou consultor de segurança contra incêndio.
Mas quando as baterias de lítio são danificadas, pode ocorrer fuga térmica – o que significa que uma célula fica exposta a um aumento incontrolável de temperatura, dificultando o controle e a extinção de um incêndio.
Um “evento catastrófico” que poderia causar algo assim seria um acidente ou descarrilamento no qual uma célula fosse danificada, diz Jon Hughes, executivo-chefe da UK Fire Training.
Mas Euan McTurk, consultor em eletroquímica de baterias, diz que as células do Nissan Leaf são “muito mais robustas do que as pessoas imaginam”.
Para que pegassem fogo, diz ele, “seria necessária uma transecção espetacular das próprias células, o que envolveria a penetração em uma estrutura externa muito forte”.
Parte dos testes da Hitachi envolveu a desestabilização intencional de uma célula, incluindo perfuração e superaquecimento, diz Chris Dautel, engenheiro elétrico sênior do fabricante.
Ele acrescenta que a Hitachi colocou um escudo térmico ao redor de cada célula para evitar que o problema se espalhe para outras células, o que significa que “não há perigo para os passageiros”. [a] Caso de fuga térmica”.
O trem também é equipado com uma unidade de refrigeração no teto para regular a temperatura das baterias, e a empresa desenvolveu um software que monitora e regula as células.
A resposta mais urgente a um incêndio em uma bateria de lítio é inundar a célula com o máximo de água possível para resfriá-la, diz o consultor de segurança contra incêndio, Sr. Simpson, o que pode não ser viável dependendo da localização do incêndio.
“Os túneis são provavelmente a área ferroviária mais arriscada”, diz Graham Kenyon, consultor de engenharia elétrica. “Se houver um incêndio, a fumaça e os vapores, os vapores e os gases tóxicos são provavelmente as piores coisas com que lidar ao evacuar as pessoas.”
Em alguns casos, é mais seguro para os bombeiros deixar a bateria queimar. Mas se um trem permanecer na rota, isso poderá causar perturbações significativas.
Dautel diz que um vagão de trem com a bateria em chamas ainda poderia ser retirado do caminho mesmo enquanto estivesse em chamas, porque a barreira contra fogo ao redor das células era muito eficaz.
“Se houvesse um incidente, evacuaríamos os passageiros, mas eles não veriam nada”, disse ele.
Como cada unidade opera de forma independente, o trem ainda pode se mover usando baterias de outros vagões – ou ser puxado por outro trem, acrescenta.
