O ônibus que se recarrega pelas rodas, um projeto suíço

A recarga do ônibus vem diretamente das rodas, reduzindo assim o tempo necessário para a alimentação noturna no depósito e permitindo o uso de baterias menores, com vantagens em termos de espaço, peso e custo do veículo. O projeto surgiu na Suíça graças à spin‑off Winduction da ETH Winduction, que desenvolveu um sistema de recarga sem fio ativo durante as paradas nas estações.

Quando a recarga passa da estrada para as rodas

A recarga contínua, ou seja, a carga em pequenas doses durante o serviço, não é algo totalmente novo: na Europa e também na Itália já se utilizam pantógrafos, na Espanha participamos da demonstração de recarga por indução da Alstom (aqui o vídeo), e existem outras soluções. Agora chega também a ideia suíça, que transfere a bobina da parte inferior do chassi para as rodas.

Os pesquisadores suíços partiram de um problema crítico: a maioria dos ônibus elétricos é recarregada à noite nos depósitos, transportando durante o dia baterias pesadas. Um método caro. Sem esquecer que, durante o dia, é mais fácil utilizar energias renováveis. Vejamos a solução conforme descrita pelos autores: “A roda traseira do ônibus, um modelo um pouco antigo, fica apoiada em uma placa grande, mais ou menos do tamanho de um carrinho de compras. De repente, a bateria do ônibus começa a se recarregar. 10 por cento, 20, 30 – o indicador sobe constantemente, sem nenhum cabo conectando o veículo à placa”. Palavras de Sonam Bhuka, Sylvain Fricker e Laurin Schwitter, os três fundadores da Winduction.

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Além dos exemplos que citamos, do celular ao carro elétrico, há um aumento nas soluções de carregamento por indução. No entanto, segundo o trio suíço, existem problemas de eficiência que, em um ônibus, são mais evidentes do que em um carro. É apontada como “uma grande fraqueza” a “distância entre a estrada e o chassi, que é relativamente grande e varia de um modelo de veículo para outro. Essa distância é um fator chave nos sistemas de carregamento por indução, pois a eficiência da transferência de energia diminui à medida que a separação aumenta”.

A ideia original e (talvez) vencedora: o pneu sempre em contato com a estrada

“Em qualquer veículo, a única parte que está sempre em contato com o solo são as rodas”, explica Sylvain Fricker, formado pela ETH e responsável pela tecnologia na jovem empresa. A partir dessa observação simples surgiu a ideia que dá nome à spin-off: Winduction significa wheel‑based induction, ou seja, indução baseada na roda.

A tecnologia funciona por meio de sistemas de bobinas acopladas magneticamente. As primeiras bobinas indutivas estão localizadas em uma placa no pavimento da estrada, conectada à rede elétrica e capaz de gerar um campo magnético. Um segundo grupo de bobinas, integrado a um pneu desenvolvido especialmente, capta a energia quando o ônibus para e a transfere para a bateria do veículo.

“Reduzimos a grande distância de transmissão entre a estrada e o chassi ao posicionar as bobinas dentro da roda”, explica Fricker. Do solo até o veículo, o sistema Winduction atinge, segundo os pesquisadores, uma eficiência superior a 90%; em outras palavras, menos de 10% da energia injetada na placa é dissipada. “Como nossa tecnologia também é eficaz durante paradas curtas de carregamento, os ônibus podem usar baterias menores, o que os torna muito mais econômicos tanto na compra quanto na manutenção”, acrescenta o graduado da ETH.

Ainda há trabalho a ser feito nos pneus para alcançar o objetivo

A ideia da Winduction é fascinante, mas ainda há muito trabalho a ser feito para colocá-la em prática. Os pneus convencionais dos ônibus contêm cintos de aço que garantem estabilidade, mas esse aço reagiria ao campo magnético, convertendo grande parte da energia em calor em vez de transferi-la para a bateria.

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“Para fazer nosso sistema funcionar, estamos colaborando com vários parceiros para desenvolver um pneu completamente novo, sem aço”, explica Schwitter, CEO da empresa. São necessários investimentos, mas, segundo os novos empresários, “embora essa modificação implique um custo maior por pneu, o aumento é quase insignificante em comparação com os custos totais de aquisição e manutenção de um ônibus”.

Economia e menor pressão na rede

De acordo com os cálculos da Winduction, os custos totais poderiam diminuir de maneira significativa. Os fundadores fizeram cálculos ao longo da rota entre o aeroporto de Zurique e o bairro de Oerlikon. “Nossas análises mostram economias substanciais em comparação com a recarga nos postos. Seu valor depende do percurso. Um estudo de viabilidade com as operadoras de transporte público está em andamento atualmente para quantificá-las”, explica Schwitter.

Vejamos as economias: os ônibus com baterias menores custam menos e podem transportar mais passageiros. As placas de carregamento em terra da Winduction também são relativamente econômicas em comparação com as infraestruturas de carregamento tradicionais. Outra vantagem: os ônibus podem ser recarregados repetidamente ao longo do dia. Na rota entre o aeroporto de Zurique e Oerlikon, seriam necessárias placas de carregamento apenas em 2 das 24 paradas, onde os ônibus acumulariam cerca de 3 horas de carregamento ao longo de um dia de operação de 16 horas. Isso reduziria também o número de veículos de reserva necessários.

Os ônibus elétricos utilizados hoje nesta linha são recarregados simultaneamente por cinco horas no depósito durante a noite e exigem muito mais energia do que o necessário com o sistema Winduction. O menor consumo de energia seria ainda mais importante no futuro, já que a eletricidade está se tornando cada vez mais acessível durante o dia graças à expansão da energia fotovoltaica. Ao mesmo tempo, reduzem-se os picos de carga na rede, pois não é mais necessário recarregar todos os ônibus simultaneamente durante a noite, o que gera uma redução adicional dos custos. No entanto, nesse ponto a teoria não é convincente, pois o consumo noturno, além disso, ainda é minoritário e mais econômico hoje em dia, considerando que a maioria dos veículos ainda é composta por automóveis convencionais.

O primeiro projeto piloto em 2028

O spin-off da ETH Winduction está atualmente construindo uma infraestrutura de testes realista, com o apoio do Departamento Federal dos Transportes e da Fundação Suíça para o Clima. O projeto inclui tanto um laboratório de testes quanto uma parada experimental dedicada. Schwitter destaca: “Nosso objetivo é criar o mais rápido possível um ônibus elétrico completamente convertido, que possa ser utilizado também fora da nossa área de testes privada”.

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Os fundadores preveem iniciar o primeiro projeto piloto em 2028. Estão em andamento negociações com vários operadores de transporte público suíços. Um exemplo é a área do aeroporto de Zurique, onde o ônibus será testado em condições operacionais reais e transportará passageiros pela primeira vez.

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