Ingineria genial de simplă a noului tren electric din Australia, fără fire şi fără nevoia de încărcare a bateriilor

Tot mai multe vehicule mai devin electrice, iar sursele de alimentare devin tot mai ingenioase, atunci când inginerii încearcă a gândi mai larg. Camioane electrice, nave electrice, excavatoare propulsate electric — toate sunt deja o realitate tot mai dominantă. Dar când vine vorba de trenuri, propulsia electrică nu e o noutate, or, de multe decenii încoace foarte multe trenuri din lume circulă pe bază de electricitate, prin conexiune cu fir, de unde-şi iau în mod constant electricitatea, fără nevoia unor baterii. E o decizie logică, pentru o cale ferată fixă. Dar acum în Australia sunt pregătite pentru a fi puse în operare primele trenuri electrice, numite Infinity Train, care n-au nevoie de acel fir de electricitate şi nici n-au nevoie să stea undeva să-şi încarce bateriile. Care e secretul deci?

Cei care ne citesc cu regularitate ar putea să aibă un deja vu citind începutul acestui articol, mai ales dacă menţionăm despre acest tren fără fir şi fără nevoia de încărcare că a fost conceput în Elveţia. Senzaţia de deja vu poate veni de la un alt articol, publicat de noi la începutul lunii februarie, despre camionul Komatsu Electro Dumper, care avea aceleaşi atuuri fascinante — era electric şi opera toată ziua fără nevoia de a se realimenta niciodată. Acel camion operează într-o mină din Elveţia şi secretul lui era în gravitaţie. Datorită reliefului în care operează, acesta coboară încărcat, generând electricitate, apoi urcă descărcat, iar diferenţa uriaşă în greutate îl face să genereze mai multă electricitate la coborâre decât are nevoie la urcare pentru a se propulsa. În rezultat, la sfârşitul fiecărei zile, camionul mai are un surplus de 200 kWh de energie, pe care-i transmite în reţeaua minei.

Foto: Komatsu Electro Dumper din Elveţia

Ei bine, între timp inginerii din Elveţia nu s-au oprit la realizarea unui singur camion, ci au avansat cu studiile acestui concept simplu, dar eficient. Studiile lor au arătat că dacă ai o pantă de cel puţin 10% de la punctul de sus la cel de jos, şi un sistem modern de regenerare a electricităţii, atunci un vehicul care coboară încărcat şi urcă descărcat poate ajunge la situaţia în care nu are nevoie de electricitate, toată energia necesară fiind generată de gravitaţie şi diferenţa de greutate.

Aşa s-a ajuns la situaţia în care inginerii din Elveţia au convins o companie minieră din Australia, pe nume Fortescue. Compania extrage fier şi e una din cele mai mari din Australia, iar minele sale sunt situate în regiunea Pilbara, din nord-vestul ţării, la circa 150-200 km de ţărm. Fierul exportat circulă spre portul Hedland, pe o linie de cale ferată de peste 160 km lungime.

În prezent, australienii de la Fortescue dispun de 54 de locomotive şi 16 garnituri de tren, fiecare garnitură având 244 vagoane şi 2.8 km lungime! O asemenea garnitură transportă 34,404 tone simultan. În anul 2021, spre exemplu, pentru operarea trenurilor sale şi transportarea fierului de la mină până în port, Fortescue a consumat 82 milioane de litri de diesel.

Noul tren Infinity e excepţional de compatibil cu aceleaşi căi ferate, transportând aceleaşi materiale, folosind aceleaşi vagoane, dar făcând uz de locomotive revoluţionare, cu electromotoare şi baterii, care vor stoca energia la coborâre. Minele din Pilbara sunt situate la o altitudine de 550-740 metri, în timp ce destinaţia finală în port, aflată la 160 km depărtare, e practic la 0 metri altitudine. Trenul va folosi un pic de energie pentru acceleraţia iniţială, apoi, încărcat cu 34,400 tone de fier va coborî spre ţărm, folosind gravitaţia şi stocând în baterii suficientă energie cât să poată parcurge cei 160 km înapoi, descărcat, şi să mai aibă rezerve.

Şi aici inginerii au estimat că trenul va fi capabil să acumuleze un surplus de energie în urma călătoriilor sale, fiind capabil s-o descarce în sistemul electric al minei. E clar, însă, că scopul principal al inginerilor este ca acest tren să-şi poată asigura mişcarea infinită, fără a avea nevoie de combustibil adiţional. Capacitatea bateriilor şi de recuperare va fi ajustată pentru fiecare din rutele de la minele din Australia, pentru ca toate să devină autosuficiente energetic.

Trenurile vor fi produse de companie britanică, achiziţionată de curând de compania australiană, în urma unui acord cu inginerii elveţieni. Acum a demarat producţia a 4 asemenea trenuri, care vor intra în operare imediat ce vor fi definitivate şi testate, iar ulterior compania planifică să-şi înlocuiască toată flota de locomotive diesel cu aceste noi trenuri electrice, pentru ca în anul 2030 să ajungă să nu mai consume niciun litru de diesel pentru trenurile sale, faţă de 82 milioane de litri, cât consuma în 2021. Deci, o economie uriaşă, printr-o inginerie genial de simplă, în esenţă!