Porto Salvo – Como modos de transporte, comboios e automóveis elétricos têm muito em comum. Ambos proporcionam o prazer de viajar, são seguros e convenientes e ao expandirem as possibilidades de uma mobilidade elétrica, ambos contribuem para a realização de uma sociedade sustentável.
No nosso modo de vida atual, já podemos usar comboios e VEs em conjunto, por exemplo, quando viajamos para outra cidade ou quando vivemos na periferia e vamos ao centro da cidade. Mas qual é a forma mais eficaz de combinar os dois modos de viagem? Para uma rota mais cénica, uma viagem em comboio é muitas vezes preferível. No entanto, para outros fins, conduzir o nosso automóvel pode funcionar melhor. De qualquer forma, programar a rota e como chegar lá já pode ser emocionante!
Mas a Nissan está já a desenvolver uma forma inteiramente nova de combinar as tecnologias utilizadas, tanto nas viagens ferroviárias, como nos seus automóveis elétricos. A East Japan Railway Company (JR East), um dos principais operadores de caminhos-de-ferro do Japão, está a testar baterias reutilizadas de Nissan LEAF para operar os dispositivos de travessias ferroviárias.
As travessias ferroviárias são essenciais para a operação dos comboios e para a segurança rodoviária. As companhias ferroviárias instalam unidades de alimentação de emergência em cada travessia para garantir que funcionam corretamente em todos os momentos. Como, por exemplo, durante trabalhos de manutenção programados e falhas temporárias de energia. Atualmente, estas unidades de alimentação de emergência utilizam pilhas de ácido e chumbo. A JR East começou a substituí-las por baterias de segunda vida do Nissan LEAF em 2021, com a primeira a ser instalada na passagem de nível dee Atago, na Linha Jōban, que passa por Minamisoma na província de Fukushima.
Reutilizar as baterias dos automóveis elétricos
A bateria de iões de lítio do Nissan LEAF retém 60 a 80% da sua capacidade de armazenamento de eletricidade no final do seu ciclo de vida num automóvel. Assim, ao reutilizar as baterias usadas, podemos direcionar esta capacidade de energia restante para outro lugar, como baterias de substituição de outros automóveis ou baterias estacionárias.
A 4R Energy Corporation é o parceiro da Nissan para estas atividades no Japão. A reutilização das baterias dos automóveis pode reduzir as emissões de CO2 e o uso de recursos raros associados à construção de raiz de uma nova bateria. Além disso, acrescenta valor adicional às baterias de VEs, aumentando o valor dos VEs em geral e ajudando assim à sua adoção mais ampla.
Benefícios não limitados à sustentabilidade
Para Kaito Tochihara, investigador-chefe no centro de I&D ferroviário do Japão Oriental, para a área de fornecimento de energia de emergência, passar de baterias de ácido e chumbo para as baterias recondicionadas de iões de lítio dos Nissan LEAF, não só promove a sustentabilidade, como também permite usufruir do melhor desempenho da destas baterias.
Em comparação com as baterias de ácido e chumbo, a de iões de lítio reutilizada requer apenas 1/3 do tempo de carregamento. São também muito mais duráveis, com uma duração média de 10 anos, em comparação com 3-7 anos para uma bateria padrão.
Tochihara está particularmente interessado na manutenção de baterias. «Com baterias de ácido e chumbo», disse, «temos de visitar periodicamente as travessias ferroviárias para verificar o estado de carga e alguma possível deterioração. No entanto, com baterias de iões de lítio reutilizadas, existe um sistema de controlo ligado, semelhante ao de um VE, para que possamos verificar remotamente o estado da bateria. Isto conduz a melhores normas de manutenção. Este sistema também permite uma manutenção preventiva, informando-nos do estado da bateria antes que a sua tensão fique demasiado baixa».
Segurança e fiabilidade nas travessias ferroviárias
Tochihara explicou que «as travessias ferroviárias são pontos de contacto entre comboios e estradas públicas, pelo que têm de ser extremamente seguras e fiáveis. Na 4R Energy Corporation, desenvolvemos as nossas baterias de iões de lítio reutilizadas a partir de baterias concebidas para automóveis. À semelhança de uma travessia ferroviária, estas baterias requerem um elevado nível de segurança e fiabilidade. E a fiabilidade das baterias da Nissan dá-nos confiança para continuar este caminho».
A 4R Energy Corporation entrou em funcionamento em 2010, no mesmo ano do lançamento do Nissan LEAF. Antecipando a difusão generalizada de VEs, o objetivo da empresa era fazer uso eficaz das baterias de iões de lítio após a sua vida útil nos automóveis. Todos os anos, a fábrica da empresa em Namie, na província de Fukushima, recebe milhares de baterias usadas, que depois reutiliza para outras finalidades.
Takuya Kinoshita, do Departamento de Soluções Técnicas da 4R Energy Corporation, explica que as baterias de iões de lítio reutilizadas da empresa cumprem quatro graus de segurança.
- O historial do Nissan LEAF: O Nissan LEAF, fonte das baterias reutilizadas, não teve incidentes graves devido à qualidade da bateria, ao longo de mais de 10 anos desde o seu lançamento;
- Norma Internacional UL1974: Para o seu processo de reciclagem/refabricação de baterias, a 4R Energy Corporation obteve a certificação UL1974 International Standard especificamente relacionada com a reciclagem de baterias de armazenamento estacionário;
- Método de controlo Nissan LEAF: A 4R Energy Corporation reutiliza as baterias de acordo com o mesmo método de controlo de qualidade utilizado na produção do Nissan LEAF;
- Concebidos para a segurança: À semelhança do Nissan LEAF, as baterias reutilizadas foram concebidas para evitar a explosão em caso improvável de acidente.
O Nissan LEAF é comercializado em todo o mundo, por isso é projetado para lidar com vários climas e condições. O mesmo se pode dizer da bateria de iões de lítio do LEAF. Isto, diz Kinoshita, «é uma vantagem adicional e adequada para travessias ferroviárias em ambientes severos». No entanto, antes de as baterias reutilizadas poderem ser utilizadas em larga escala nos dispositivos de passagem ferroviária, subsistem ainda algumas questões que têm de ser resolvidas.
Suportar relâmpagos
Se um raio atingir um VE, a eletricidade flui, como em qualquer outro automóvel, para o chão através do corpo do automóvel. Isto evita que uma tensão súbita e alta (a onda de relâmpago) flua para a bateria. No entanto, numa travessia ferroviária, a bateria está ligada por cabos a dispositivos como barreiras, alarmes e equipamentos de controlo. Se os relâmpagos "caírem" nas proximidades, a eletricidade pode fluir diretamente para a bateria através desses cabos.
Para permitir que as baterias resistam a tais ondas, foram aplicadas modificações na infraestrutura de controlo da bateria logo na fase de desenvolvimento. Adicionalmente, antes de passar à fase experimental numa travessia ferroviária, a JR East, a 4R Energy Corporation e instituições independentes de teste realizaram uma variedade de ensaios operacionais. Além da travessia ferroviária de Atago, há planos para testar as baterias noutras travessias ferroviárias nas linhas Jōban e Mito. Estes testes analisarão o efeito de picos de relâmpagos e outros fatores ambientais nas baterias numa ampla gama de situações.
Os testes iniciais estão agora a viver o seu primeiro inverno. Tochihara, do centro de I&D ferroviário do Leste do Japão, está entusiasmado: «nesta altura do ano há muitas tempestades, relâmpagos e tufões. Continuaremos a analisar o desempenho da bateria, baseando-nos nos resultados iniciais promissores, mas também usaremos a informação recolhida junto de quem mantém as travessias ferroviárias, tornando-as mais seguras de usar».
Tochihara também discutiu os potenciais resultados deste teste em baterias reutilizadas. «Os caminhos-de-ferro operados com eletricidade têm várias valências. Se pudermos confirmar, neste ensaio, que as baterias reaproveitadas são seguras para utilização nos caminhos-de-ferro, penso que podemos esperar que esta iniciativa seja alargada. Por exemplo, em equipamentos de comunicações sem fios».
A atual onda de eletrificação está a impulsionar a Nissan para mais perto do seu objetivo de neutralidade carbónica em 2050. À medida que a utilização de automóveis elétricos se generalizar cada vez mais, a disponibilidade de baterias reutilizáveis também aumentará. Até há pouco tempo, a ideia de que as baterias dos VE podiam ser reutilizadas em passagens de nível era inédita. E o potencial para baterias usadas não para por aqui. Existem inúmeras outras formas de reutilizar as baterias para serem usadas numa sociedade mais segura e sustentável!
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