A Volta Via examina a eletrificação de canteiros de obras rodoviárias

O projeto de pesquisa Volta Via investigou como grandes canteiros de obras em construção de estradas podem ser eletrificados e qual infraestrutura energética é necessária. Já existem modelos eletrificados disponíveis para até 86 por cento das categorias de máquinas analisadas.

Foi calculada uma demanda de recarga de 378 kW para fases intensivas de construção.

Imagem: Volta Via

O projeto foi realizado pela Zeppelin Rental em colaboração com o Chefe de Engenharia de Produção de Componentes para Mobilidade Elétrica (PEM) da RWTH Aachen. Entre os participantes estavam, entre outros, a Autobahn GmbH, o Instituto Federal de Pesquisa em Estradas (BASt), a ASFINAG austríaca e o Escritório Federal de Estradas suíço (ASTRA).

O estudo analisou grandes reformas e reparos de superfícies em vias asfaltadas e de concreto, entre outros aspectos. Para os anos de 2027, 2040 e 2050, os parceiros do projeto desenvolveram cenários de referência para as necessidades de maquinário, fornecimento de energia e infraestrutura de carregamento. De acordo com o relatório final, esses cenários devem ser adaptados aos métodos de construção, configurações dos equipamentos, tempo de execução das obras e condições locais.

Os resultados mostram que os modelos elétricos já estão disponíveis comercialmente para até 86 por cento das classes de máquinas necessárias. No entanto, isso não implica uma equivalência técnica total com as máquinas a diesel. Ainda existem limitações, especialmente em termos de potência contínua, duração de operação, requisitos de carregamento e flexibilidade de uso. Os autores identificam lacunas no fornecimento, principalmente em alimentadores e pavimentadoras de tipo slipform.

O fornecimento de energia torna-se o fator crítico

Um cálculo de modelo para a eletrificação das renovações de rodovias ilustra a potencial demanda adicional de eletricidade. Considerando uma taxa de renovação de quatro por cento, a Alemanha precisaria de aproximadamente 34,7 GWh a mais de eletricidade por ano, o que equivale a cerca de 0,0066 por cento do consumo total de eletricidade do país. Para toda a região D-A-CH, a Volta Via calcula cerca de 44 GWh anualmente.

No entanto, segundo o relatório, a disponibilidade local da energia necessária é mais crítica do que o volume total de energia. Na fase de construção mais intensiva em termos energéticos do cenário de referência, surge uma demanda de energia para recarga de 378 kW. Fatores como conexões à rede elétrica, janelas de recarga, sistemas de armazenamento, gestão de carga e processos de recarga simultâneos devem ser levados em consideração.

Nem todos os veículos precisariam ser recarregados diretamente no canteiro de obras. Caminhões basculantes autorizados para uso em estradas, caminhões articulados, misturadores de concreto e outros veículos de transporte de materiais poderiam, segundo o estudo, utilizar também pátios operacionais, locais de produção e logística ou pontos de recarga públicos para caminhões.

Para as máquinas utilizadas em canteiros de obras, são necessárias outras soluções de fornecimento. Em projetos de grande escala que duram vários anos, uma conexão de média tensão específica para o projeto pode ser uma opção. Para canteiros de obras menores ou que se deslocam frequentemente, o relatório propõe sistemas temporários e móveis de fornecimento. Máquinas acionadas por cabos também podem ser práticas para aplicações estacionárias. Isso poderia eliminar parcialmente a necessidade de grandes sistemas de armazenamento de baterias nas máquinas, desde que haja uma conexão elétrica suficientemente potente disponível.

Um exemplo de como tal abordagem pode funcionar na prática foi demonstrado pela Strabag no verão de 2026 em Oberhausen. Durante a conversão de uma estação de tratamento de solos, foram utilizadas onze máquinas de construção totalmente elétricas, incluindo uma escavadeira de 25 toneladas, um carregador de rodas, uma grua móvel e um pavimentador de estradas. Foi usado um sistema móvel de armazenamento de baterias com 153 kWh para abastecer as máquinas e absorver os picos de carga. No entanto, o local não era totalmente elétrico: para aplicações que não podiam ser eletrificadas e para o transporte logístico, a Strabag utilizou também HVO100.

Os custos operacionais podem diminuir

A Volta Via também analisou os custos operacionais dos vários cenários. Supondo que as máquinas eletrificadas disponíveis sejam utilizadas de forma consistente, os custos operacionais poderiam ser reduzidos em pouco mais da metade até 2027 em comparação com a execução convencional. Até 2050, o modelo projeta uma redução para apenas um oitavo dos níveis atuais.

No entanto, o cálculo não leva em conta os custos de aquisição das máquinas. Ele também assume um preço constante da eletricidade industrial nos níveis de 2025. De acordo com o relatório, a relação custo-eficácia das máquinas de construção elétricas depende de fatores como a utilização, as horas de operação, os preços da energia, os custos de infraestrutura, os valores residuais e os possíveis impactos na produtividade e no tempo de construção.

Os valores das emissões também representam potenciais estimados. Nas condições ótimas assumidas, a Volta Via calcula uma redução de aproximadamente 80 por cento nas emissões de gases de efeito estufa em 2027 em comparação com o caso de referência convencional. Até 2050, o potencial de redução aumenta para cerca de 97 por cento. Os valores reais dependem, entre outras coisas, da fonte de eletricidade, da disponibilidade das máquinas e do canteiro de obras específico.

O projeto também se concentrou na forma como os contratos públicos de construção são concedidos. Para isso, foi utilizado um índice de eletrificação que leva em consideração a tecnologia de acionamento, o número de máquinas e sua importância no processo de construção. Isso tem como objetivo evitar que um grande número de pequenos dispositivos elétricos melhore desproporcionalmente o resultado, enquanto as etapas centrais do processo continuam sendo realizadas de maneira convencional.

O índice é incluído como um critério bônus, e não como critério de exclusão. Os licitantes que não possuem uma frota de máquinas totalmente eletrificadas não devem ser excluídos por completo, mas as máquinas com menor emissão e os conceitos de fornecimento devem receber uma vantagem na avaliação. À medida que a disponibilidade no mercado aumentar, o índice poderá ter maior peso no futuro ou ser complementado por valores mínimos.

O Volta Via foi financiado como parte da Cooperação D-A-CH em Pesquisa de Infraestrutura de Tráfego 2024. Os patrocinadores são o Ministério Federal Alemão dos Transportes, o Ministério Federal Austríaco da Inovação, Mobilidade e Infraestrutura e o Escritório Federal Suíço de Estradas.