Australienii au construit un tren electric cu inginerie genială, fără fire şi fără nevoia de a-şi reîncărca bateriile vreodată

Compania australiană Fortescue e una din cele mai mari deţinătoare de mine din lume, dar în ultimii ani a devenit şi una din cele mai inovatoare în tehnologii de energie regenerabilă, producţie de hidrogen şi propulsie electrică. Acum, însă, Fortescue va avea un tren cu inginerie de-a dreptul genială, care are propulsie electrică, numit Infinity Train. Calea ferată pe care va circula trenul nu are fire, iar bateriile acestui tren nu trebuie încărcate niciodată la vreo priză! Şi asta pentru că acest tren îşi va produce singur propria electricitate folosind cu inteligenţă fizica şi gravitaţia.

Ideea acestui tren a fost anunţată de australieni încă acum 3 ani, în 2022, construcţia lui fiind încredinţată diviziei Fortescue Zero, responsabilă de asemenea proiecte inovatoare, dar iniţiativa a venit de la o echipă de ingineri elveţieni, care au reuşit să-i convingă pe australieni de viabilitatea acestui proiect. A urmat achiziţia unei companii de inginerie feroviară pentru acest proiect, iar apoi şi semnarea unui acord cu compania Downer, cu experienţă în ingineria trenurilor şi logistica feroviară. Iar acum această primă locomotivă a fost livrată.

Locomotiva electrică produsă acum e o convertire a unei locomotive General Electric, produse în 1988. La originea sa, locomotiva era una diesel-electrică, de 4.400 CP, iar formula diesel electrică însemna că exista un motor V16 diesel, cu rol de generator electric, care producea electricitatea pentru electromotoarele de tracţiune, care propulsau roţile. Acum, însă, locomotiva a fost complet reconfigurată şi e una electrică cu baterii, fără niciun motor diesel pe ea.

A fost transportată pe o platformă specializată în cadrul unei operaţiuni de transport agabaritic pe o distanţă de peste 1.100 km, din Perth, acolo unde a fost construită, până în Pilbara, acolo unde ea va munci. Şi aici ajungem la cea mai interesantă parte, a ingineriei sale şi a secretului datorită căreia nu are nevoie de încărcare.

Locomotiva va avea de tractat un şir lung de vagoane şi va transporta minereu de fier de la minele din regiunea Pilbara din Australia, situate în nord-vestul ţării, la circa 150-200 km de ţărm. Minereul trebuie să ajungă în portul Hedland, pe o linie de cale ferată de peste 160 km lungime, care e privată şi aparţine celor de la Fortescue.

Până acum, pe această cale ferată minereul era transportat cu locomotive diesel. 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. Compania australiană consumă anual 82 milioane de litri de diesel pentru aceste transporturi!

Noul tren Infinity va folosi acelaşi vagoane, în esenţă, dar va folosi principiile şi avantajele energiei potenţiale din fizică. Minele din Pilbara, de unde trenul îşi încarcă minereul, sunt situate la 550-740 metri altitudine, în timp ce portul e situat la aproape 0 metri altitudine. Secretul e în faptul că trenul parcurge cei 160 km de cale ferată în coborâre cu vagoanele încărcată, generând o cantitate uriaşă de electricitate şi stocând-o în baterii.

Ulterior, după ce-şi descarcă minereul de fier în port, trenul va face o călătorie de 160 km înapoi, în urcare, dar o va face cu toate vagoanele descărcate, având nevoie de mai puţină energie decât cea pe care a generat-o la coborâre.

Desigur, nu există perpetuum mobile şi dacă trenul ar fi coborât şi urcat cu aceeaşi greutate proprie, n-ar fi avut suficientă energie pentru drumul la urcare. Însă aici surplusul vine de la greutatea mult mai mare a trenului la coborâre, care se traduce în energie potenţială mult mai mare convertită în cinetică şi electrică prin recuperare la coborâre.

De fapt, cele 34.400 tone de minereu de fier transportat — deci cu atât mai mult va cântări trenul la coborâre, au înglobată în ele o cantitate de energie potenţială de circa 60 MWh la 650 metri altitudine. Chiar dacă luăm în calcul eficienţa de recuperare de 80-85%, după care o eficienţă de 90% a încărcării şi descărării bateriilor şi încă 5-10% de pierderi la invertoare şi tracţiunea locomotivei, tot ajungem la circa 42 MWh de electricitate generată în coborârea de la o altitudine medie de 650 metri la 0 metri.

Pentru propulsia trenului gol înapoi, la dimensiunea uriaşă şi numărului uriaş de vagoane pe care-l are, ar fi nevoie de o energie de circa 26,5 MWh. Prin urmare, cei 42 MWh generaţi la coborâre acoperă cu mari rezerve cei 26,5 MWh necesari la umare, existând şi o marjă de circa 15,5 MWh. Această marjă e prevăzută pentru cazurile când punctul de încărcare e situat la altitudine mai mică, sau când trenul are nevoie să frâneze, sau orice alte scenarii. Dar ideea generală e că întotdeuna trenul va produce mai multă electricitate la coborâre decât va consuma la urcare, ceea ce înseană că periodic trenul ar putea chiar să deburseze excesul de electricitate generat în reţeaua electrică a minei.

Nu e perpetuum mobile, ci doar inginerie inteligentă, cu folosirea isteaţă a legilor fizicii! Şi nu e primul asemenea caz din lume, inginerii elveţieni care i-au convins pe australieini au un asemenea camion minier care funcţionează în munţii din Elveţia pe acelaşi principiu. Iar acum, după primul tren livrat în Australia vor mai urma minim alte 3 trenuri similare, pentru a înlocui total locomotive diesel ede pe această rută şi a nu mai consuma nimic din cei 82 milioane de litri de diesel de până acum.