Comboios a hidrogénio já circulam na Alemanha e mostram que podem ser alternativa à eletrificação da rede

O interesse pelos comboios está a aumentar, como alternativa a aviões e automóveis em viagens curtas e de média dimensão, e o investimento na eletrificação é uma das apostas claras na Europa, para uma mobilidade mais sustentável. O hidrogénio é apontado como uma tecnologia que pode ser uma opção nos comboios elétricos e a Alstom está a investir há vários anos nesta área, tendo colocado em operação comercial os primeiros comboios a hidrogénio na Baixa Saxónia, na Alemanha, em junho deste ano.

O Coradia iLint é o primeiro comboio de hidrogénio, da segunda geração, a entrar em produção comercial. Foi apresentado em 2016 na Innotrans, a maior feira de ferrovia na Europa, e em 2018 começou a circular, mas só em junho deste ano entrou nos circuitos comerciais. A Alstom já entregou 6 composições na Baixa Saxónia, no norte da Alemanha, para uma linha que prevê a operação de 14 comboios, que serão ainda entregues até final do ano para substituir os equipamentos circulantes que operavam nesta rede. A empresa tem já prevista a entrega de mais 27 comboios para Frankfourt ainda este ano, e há também um projeto para a Lombardia, com 6 comboios e opção para mais oito.

“Esta é uma tecnologia que já mostrou ser fiável”, explica Stefan Schrank, gestor de produto da Alstom, lembrando que as primeiras séries da empresa foram produzidas em 2018 e que o Coradia iLint faz já parte de uma segunda geração de desenvolvimento do hidrogénio. “Há mais procura e as pessoas têm mais confiança”, explicou aos jornalistas durante uma viagem no comboio que decorreu entre Berlim e Hennigsdorf, o principal site de produção da empresa na Alemanha.

Veja as imagens do novo comboio e da viagem à fábrica de Hennigsdorf

O responsável garante que atualmente já não há procura de comboios a diesel e que o interesse pelos veículos elétricos e a hidrogénio está a crescer. “Como não precisam de investimento na eletrificação da rede, [os comboios a hidrogénio] são uma opção mais económica”, sublinha, destacando ainda as vantagens de zero emissões de C02 e a possibilidade de adaptação a linhas não eletrificadas, ou parcialmente eletrificadas, o que é importante em linhas de baixa densidade.

Segundo os dados partilhados pela empresa, cerca de 40% da rede ferroviária na Europa não está eletrificada e a substituição de comboios regionais a diesel por comboios de hidrogénio pode reduzir as emissões de C02 anuais no valor equivalente a 4.400 toneladas.

Como funciona o comboio a hidrogénio?

O hidrogénio é apontado como uma alternativa verde de geração de energia e a Comissão Europeia acaba de anunciar um investimento de 3 mil milhões de euros nesta área, o que faz com que a Alstom se mostre ainda mais confiante na aposta que fez na tecnologia.

Os comboios a hidrogénio são veículos de motor elétrico, mas as baterias são alimentadas com hidrogénio, por isso podem circular em redes eletrificadas ou não eletrificadas. Como não precisam das catenárias, tornam-se uma alternativa para zonas onde as linhas de comboio não estão ainda eletrificadas, dispensando o investimento na eletrificação que é ainda um valor elevado, podendo chegar a 1 milhão de euros por quilómetro.

O principio baseia-se nas células de combustível de hidrogénio que produzem a energia elétrica usando hidrogénio dos tanques que é combinado com o oxigénio do ambiente. A energia é guardada em baterias de iões de lítio de alto desempenho, que alimentam o motor elétrico do comboio. As células de combustível são usadas sobretudo para dar poder de tração durante a fase de aceleração, com suporte extra das baterias. Estas recarregam com a energia cinética durante as fases de travagem, com os inversores, e ajudam a responder a outras necessidades de energia nas carruagens, tornando o comboio quase autosuficiente.

A tecnologia é 100% livre de emissões de C02, gerando apenas água, em vapor e em condensação, mas as vantagens estendem-se ao armazenamento flexível da energia em baterias e a gestão inteligente da eletricidade gerada. Tudo somado resulta numa tecnologia mais verde e sustentável, mas há também ganhos no próprio consumo energético.

O Coradia iLint já bateu recordes e percorreu 1.175 km sem ter de recarregar o tanque de hidrogénio, um marco obtido recentemente numa viagem através da Alemanha com destino final em Berlim, onde o veículo circula esta semana para demonstração na maior feira de ferrovia, a InnoTrans 2022, que decorre esta semana na Messe Berlim, de 20 a 22 de setembro.

Este foi o comboio utilizado pela empresa para mostrar a uma comitiva de 40 jornalistas de 22 países as vantagens da utilização de hidrogénio, que Müslüm Yakisan, presidente da Alstom para a região que integra a Alemanha, Áustria e Suiça, defende que se estendem além da redução da pegada de carbono, e se sentem na redução do barulho e na estabilidade do próprio comboio.

O SAPO TEK acompanhou parte da viagem na cabine do maquinista, entre Berlim e Hennigsdorf, o principal site de produção da Alstom na Alemanha, onde a empresa fabrica as principais linhas de comboios que vende nesta região.

Uma fábrica de comboio com muita tecnologia que não substitui humanos por robots

A fábrica da Alstom em Hennigsdorf é o maior site de fabrico e teste de comboios da empresa na Alemanha e conta com cerca de 2.200 trabalhadores, entre os quais 800 engenheiros de várias áreas que trabalham no desenvolvimento de novos veículos, locomotivas e carruagens, na adaptação dos requisitos às necessidades dos clientes e na área de testagem.

Pierric Gisquet, diretor de projeto, explica que há muitos desafios quando se desenvolvem novas locomotivas e carruagens, e que tudo tem que funcionar na perfeição mesmo quando estas se destinam a países nórdicos onde às 5 horas da manhã podem estar 40 graus negativos quando o comboio começa a operar.

A visita aos vários edifícios da fábrica de Hennigsdorf permite perceber a forma como os comboios passam pelos vários processos de fabrico, montagem e validação, e curiosamente há pouca robótica envolvida no chão de fábrica. Pierric Gisquet explicou ao SAPO TEK que isso se deve à grande necessidade de adaptação das especificações. Ao contrário da indústria automóvel, onde é possível a produção em massa de milhares de carros, nos comboios as encomendas são em números pequenos, e cada veículo tem de ser adaptado às especificações dos clientes, pelo que não justifica envolver mais robótica e se aposta na intervenção humana.

Não deixa porém de existir muita tecnologia envolvida em todos os processos, começando logo no planeamento dos comboios que usa realidade virtual e um sistema de testes que a Alstom designa como "Train 0", que valida os vários componentes de software antes destes serem aplicados nos veículos. “Adotámos o modelo em V e estes testes tornam mais rápido o desenvolvimento, aumentando a eficiência e permitindo corrigir erros”, explica Peter Schmidt, diretor de engenharia do laboratório de controle e sistema dos comboios.

Com o Train 0 todos os elementos são testados até à exaustão, desde os sistemas de abertura de portas à iluminação, sinalização e operação da locomotiva, passando pelas casas de banho sem envolver nunca um modelo real.

Os testes mecânicos são feitos também em Hennigsdorf para que os comboios possam passar os rigorosos controles de homologação dos clientes e dos diferentes países, que têm exigências diferenciadas. Kerstin Wende, diretora da área de teste e comissionamento, mostrou como podem ser testados os vários elementos do comboio, com a segurança física e resistência a chuva intensa entre as validações.

O site está a receber também testes de equipamentos de outros parceiros, que representam já 15% de todos os testes ali realizados, embora só este ano tenham aberto essa possibilidade. “Recebemos muitos pedidos de utilização dos nossos laboratórios de testes”, explicou ao SAPO TEK, referindo que este é o maior centro de testes da Alstom na Alemanha mas que existem outros em França.

Digitalização, condução autónoma e realidade aumentada

Em todo o processo de desenvolvimento de novos comboios a digitalização e a automação têm um papel importante, como sublinhou também Jean-François Beaudoin, presidente de digital e integração de sistemas. A possibilidade de aumentar a capacidade das redes ferroviárias é um dos objetivos, e por isso a intervenção estende-se aos vários níveis do próprio comboio, mas também à inteligência de verificação de dados recolhidos e alertas de segurança aos maquinistas, até ao melhor balanceamento de consumo de energia.

O responsável explicou que em alguns casos a eficiência pode melhorar em 20 a 25%, como aconteceu em França na área da ligação de alta velocidade entre Paris e Lyon.

Entre os ambientes fechados, onde podem ser utilizadas soluções de condução autónoma, e que podem ser operados de “olhos fechados”, e os ambientes abertos, onde é necessário recolher mais informação e “abrir os olhos” do comboio, Jean-François Beaudoin admite que há ainda muita evolução que pode ser feita para trazer mais inteligência a esta área. A melhoria dos computadores a bordo e a utilização da inteligência artificial para combinar informação e conseguir ter análise preditiva são algumas das áreas onde a Alstom está a trabalhar.

Nos projetos que já estão no terreno há também o desenvolvimento de modelos com realidade aumentada para complementar o trabalho dos engenheiros na colocação de peças específicas dentro dos comboios. Raji Zoura, gestor de engenharia do projeto, mostrou como com os  óculos de realidade aumentada HoloLens 2 da Microsoft é possível acelerar alguns processos e os jornalistas também tiveram oportunidade de testar os modelos.

Nota da redação: A jornalista viajou para a Innotrans a convite da Alstom