As máquinas da Plasser & Theurer agora “mais verdes”

As máquinas E³ em operação encantaram os profissionais pela primeira vez em 2015. O foco da nova geração de máquinas estava em três objetivos: econômico, ecológico e ergonômico. Catorze máquinas E³ já foram colocadas em operação na última década; mais de 60 estão em produção ou foram pedidas. Inicialmente, tratava-se ainda de soluções individuais altamente personalizadas. O aumento da necessidade de redução de CO₂ e as condições gerais para a autorização na Europa exigem a padronização e o desenvolvimento de máquinas de construção ferroviária semelhante a uma série. A Plasser & Theurer percebeu isso e definiu as medidas necessárias no desenvolvimento adicional de máquinas E³. Porque uma coisa está se tornando clara: os investimentos na construção ferroviária sustentável valem a pena.

Início do aumento de potência como base para mais eficiência

A oferta de possibilidades de tornar máquinas convencionais “mais verdes” é diversa. A demanda de energia já é reduzida com a aplicação cada vez maior do modo de trabalho contínuo porque, dessa forma, somente 20% da massa da máquina são freados e novamente acelerados em cada ciclo de socaria. Regulagens de velocidade rotacional em bancas de socaria tornam os trabalhos mais silenciosos e mais eficientes. Para o caso de retrofits, a oferta inclui bancas de socaria elétricas — retrofits ecológicos. Eles reduzem a velocidade do motor e, portanto, emissões de ruído, emissões de CO₂ e o consumo de combustível. Combustíveis alternativos, como HVO100, tornam as máquinas com motores de combustão “mais verdes”. Mas essas medidas são suficientes? O início de uma reviravolta de tendências está ficando cada vez mais evidente.

Agora, está começando uma nova era na descarbonização da construção ferroviária. Como os projetos de demonstração comprovam, conceitos alternativos de acionamento, incluindo a catenária, oferecem pacotes de sinergia que contém vantagens para o usuário, o meio ambiente e o ecossistema.

E³ em série

Um primeiro passo rumo à padronização está sendo dado pelos veículos de manutenção da via com acionamento trimodal para as Ferrovias Federais Austríacas ÖBB, que são produzidos por meio de construção modular inovadora em série. Fontes de energia são a catenária, as baterias durante o trabalho, bem como um conjunto de energia diesel-elétrico acionado com combustíveis sintéticos como acionamento alternativo. Com isso, a tecnologia E³ foi desenvolvida e implementada pela primeira vez em uma série de máquinas.

O segundo passo é a padronização das máquinas socadoras universais de trabalho contínuo com acionamentos alternativos. Para isso, a nova série UnimatExpress utiliza a corrente da catenária. Caso necessário, existem também dois sistemas de corrente de tração diferentes que podem servir como fonte de energia. Alternativamente, um gerador integrado assegura a geração de corrente.

Nova tecnologia exige métodos holísticos de avaliação

O cálculo do custo total de propriedade (Total Cost of Ownership, TCO) indica uma perspectiva holística dos custos para decisões de investimento aprofundadas. O método de análise permite a comparabilidade transparente de formas de acionamento consolidadas e alternativas. O nosso objetivo: soluções econômicas, sustentáveis e ergonômicas para a ferrovia do futuro.

Investindo na segurança do futuro

Muitas vezes, decisões de compra são tomadas principalmente de acordo com o preço de aquisição de uma máquina de construção ferroviária. Todos os outros custos incorridos durante o ciclo de vida do produto são de importância secundária. Esses custos incluem custos de energia de diesel ou corrente de tração, custos de manutenção e custos de certificados de CO₂.

Por que uma avaliação holística dos custos ao longo de toda a vida útil do produto é necessária? Por que é importante levantar e considerar fatores adicionais? As máquinas de construção ferroviária têm uma vida útil muito longa. Mais de 50% das máquinas entregues pela Plasser & Theurer nos últimos 70 anos ainda estão em uso ao redor do mundo. Portanto, uma máquina de construção ferroviária típica é utilizada por várias décadas — muitas vezes por até mais de 30 anos. Com uma avaliação dos custos durante o longo período de utilização, há um aumento da importância dos custos do ciclo de vida decorrentes, em grande parte, dos custos operacionais.

Vantagens ecológicas e econômicas andam de mãos dadas

Os potenciais com o uso de acionamentos alternativos podem ser calculados de forma realista. Eles são ilustrados de forma transparente e compreensível mediante uma análise de TCO do método do valor presente líquido.

No exemplo concreto, analisamos detalhadamente os custos operacionais de uma máquina socadora universal de 2 dormentes UnimatExpress para uso na Alemanha como valores de entrada essenciais para a avaliação de custo do ciclo de vida (Life Cycle Costing, LCC). A comparação é feita entre um acionamento diesel-hidráulico convencional e a tecnologia E³ híbrida. Os custos de investimento constituem a outra parte; porém, eles dependem dos equipamentos da máquina e da duração de uso estimada e, portanto, devem ser levados em consideração pelo operador da máquina.

Unidades de trabalho e outros consumidores de energia, como o ar-condicionado, são acionados eletricamente em máquinas E³, sendo que a energia é obtida da catenária. No caso de instalações de vias novas, essa fonte de energia geralmente não está disponível. Por isso, as máquinas socadoras E³ são adicionalmente equipadas com um gerador que é operado com combustíveis sintéticos ou com diesel. A diversidade de sistemas de corrente de tração é também refletida nas variantes em máquinas E³.

O exemplo de cálculo é baseado na suposição de que o motor de combustão seja utilizado para trabalhos e condução em 20%. Nos 80% restantes, é possível usar a catenária. A base de cálculo são 180 turnos por ano e um volume de transferência (ida e volta da obra) de 15.000 km por ano.

Vistos por mais de 20 anos, os custos operacionais com uma máquina híbrida “E³ C/I” são reduzidos em aprox. 40% em comparação com uma máquina diesel-hidráulica. Essa economia resulta principalmente do consumo de energia reduzido. Outro fator são os custos de peças sobressalentes e de desgaste reduzidos em virtude da eletrificação. Componentes elétricos caracterizam-se por intervalos de manutenção mais longos que componentes hidráulicos. Onde faz sentido do ponto de vista tecnológico, a tecnologia E³ utiliza um sistema hidráulico reduzido. Portanto, uma máquina E³ necessita somente de 600 litros de óleo hidráulico em comparação aos 2.000 litros em uma máquina diesel-hidráulica. Com essa redução, recursos importantes e também custos podem ser economizados com óleo hidráulico e componentes hidráulicos.

Outra informação importante para a decisão de investimento é o cálculo das emissões de CO₂ da máquina. A análise de TCO oferece essa possibilidade e fornece informações transparentes sobre as economias percentuais de emissões de CO₂. Isso é mostrado pela duração de utilização da máquina, o perfil de uso definido e a respectiva tecnologia. Possíveis custos de eliminação no fim da duração do uso ainda não são levados em consideração porque, no momento, é difícil fazer uma estimativa de custos.

E³ compensa para o meio ambiente e para os operadores

A análise dos custos ao longo do ciclo de vida permite uma comparação clara de diferentes conceitos de máquinas. Diferentes tecnologias são representadas de forma transparente em relação a consumo de energia, emissões de CO₂ e custos de manutenção ao longo da vida útil. Além de velocidade e qualidade do trabalho, as vantagens da eficiência energética se pronunciam a favor da tecnologia E³. A pegada ecológica de máquinas de construção ferroviária “verdes” demonstra ser um investimento sustentável no futuro.