Volta Via investiga a eletrificação das obras de construção rodoviária

O projeto de pesquisa Volta Via analisou como as grandes obras de construção rodoviária podem ser eletrificadas e qual infraestrutura energética é necessária para isso. Um dos resultados: para até 86% das categorias de máquinas analisadas, já existem modelos eletrificados disponíveis.

Para fases de construção intensivas, foi calculada uma necessidade de recarga de 378 kW.

Foto: Volta Via

O projeto foi realizado pela Zeppelin Rental em parceria com o departamento de Production Engineering of E-Mobility Components (PEM) da RWTH Aachen, entre agosto de 2024 e meados de 2026. Participaram também a Autobahn GmbH, a Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), a austríaca ASFINAG e o suíço Bundesamt für Straßen ASTRA.

Foi analisada, entre outras coisas, a renovação completa, bem como as reformas de superfícies, em estradas pavimentadas com asfalto e concreto. Para os anos de 2027, 2040 e 2050, os parceiros do projeto desenvolveram cenários de referência relacionados à necessidade de máquinas, ao fornecimento de energia e à infraestrutura de carregamento. De acordo com o relatório final, esses cenários precisam ser adaptados conforme os métodos de construção, a configuração das máquinas, o prazo de execução e as condições locais.

De acordo com os resultados, para até 86% das categorias de máquinas necessárias, já existem no mercado modelos elétricos disponíveis hoje. No entanto, isso não significa uma equivalência técnica total com as máquinas a diesel. Existem limitações, entre outras coisas, em termos de potência contínua, tempo de operação, necessidade de carregamento e flexibilidade de uso. Os autores identificam lacunas no mercado principalmente entre fornecedores de materiais e fabricantes de fôrmas deslizantes.

O fornecimento de energia torna-se o ponto crítico

A magnitude da demanda adicional de eletricidade pode ser estimada por meio de um cálculo modelo para a eletrificação da manutenção de rodovias. Com uma taxa de manutenção estimada em quatro por cento, a Alemanha teria uma demanda adicional de eletricidade de cerca de 34,7 GWh por ano. Isso corresponde a aproximadamente 0,0066% do consumo total de eletricidade da Alemanha. Para toda a região D-A-CH, a Volta Via calcula cerca de 44 GWh por ano.

De acordo com o relatório, o que é mais importante do que a quantidade total de energia é a disponibilidade local da potência necessária. Para a fase de construção mais intensiva do cenário de referência analisado, é necessário um poder de carregamento de 378 kW. Devem ser levados em consideração, entre outros fatores, conexões à rede elétrica, períodos de carregamento disponíveis, sistemas de armazenamento, gestão de carga e possíveis processos de carregamento simultâneos.

O que está claro é que nem todos os veículos precisam ser carregados diretamente no canteiro de obras. Segundo o estudo, caminhões basculantes, caminhões articulados, misturadores de transporte e outros veículos utilizados no transporte de materiais podem também usar pátios industriais, instalações de produção e logística ou pontos de carregamento públicos para caminhões.

Para as máquinas utilizadas nos canteiros de obras, são necessárias soluções diferentes de fornecimento de energia. Em projetos grandes que duram vários anos, pode ser viável um conexão de média tensão específica para o projeto. Para canteiros de obras de menor duração ou que se deslocam geograficamente, o relatório sugere sistemas temporários e móveis de fornecimento. As máquinas conectadas por cabo também podem ser úteis para aplicações estacionárias. Dessa forma, seria possível evitar, em parte, o uso de grandes bancos de baterias nas máquinas, desde que haja uma conexão elétrica com potência suficiente.

Como tal abordagem pode se manifestar na prática, a Strabag demonstrou isso no verão de 2026 em Oberhausen. Durante a reforma de uma instalação de tratamento de solo, foram utilizadas lá onze máquinas de construção totalmente elétricas, incluindo uma escavadeira de 25 toneladas, um carregador de rodas, um guindaste automotivo e uma máquina para obras viárias. Um armazenador de baterias móvel com 153 kWh foi usado para abastecer as máquinas e reduzir picos de carga. No entanto, a obra não funcionou completamente com energia elétrica: para aplicações que não podem ser eletrificadas e transportes logísticos, a Strabag utilizou como complemento o HVO100.

Os custos operacionais podem cair

A Volta Via também analisou os custos operacionais dos diferentes cenários. Supondo que as máquinas elétricas disponíveis sejam utilizadas de forma consistente, os custos contínuos até 2027 poderiam ser reduzidos para um pouco mais da metade em comparação com a versão convencional. Até 2050, esses custos no modelo em questão cairiam para cerca de um oitavo do nível atual.

No entanto, o cálculo não leva em conta os custos de aquisição das máquinas. Além disso, presume-se um preço constante da eletricidade industrial no nível de 2025. De acordo com o relatório, a viabilidade econômica das máquinas de construção elétricas depende, entre outros fatores, da carga de trabalho, das horas de operação, dos preços da energia, dos custos de infraestrutura, do valor residual e das possíveis influências na produtividade e no tempo de construção.

Também as emissões são potenciais modelados. Nas condições marginais ideais assumidas, a Volta Via calcula que, para 2027, haverá cerca de 80 por cento a menos de emissões de gases de efeito estufa em comparação com o cenário de referência convencional. Até 2050, esse potencial de redução aumenta para cerca de 97 por cento. Os valores reais dependem, entre outros fatores, da fonte de energia, da disponibilidade das máquinas e do local específico de construção.

Outro foco do projeto foi a concessão de projetos públicos de construção. Para isso, foi desenvolvido um índice de eletrificação que leva em consideração a tecnologia de propulsão, o número de máquinas e sua importância no processo construtivo. Dessa forma, busca-se evitar que muitos pequenos equipamentos elétricos melhorem o resultado de forma desproporcional, enquanto as etapas centrais do processo continuem sendo realizadas de maneira convencional.

O índice foi concebido inicialmente como critério de seleção e não como critério de exclusão. Assim, os licitantes que não possuem frotas de máquinas totalmente eletrificadas não devem ser excluídos por princípio, mas os conceitos de máquinas e sistemas de abastecimento com menores emissões devem receber uma vantagem na avaliação. À medida que a disponibilidade no mercado aumentar, o índice poderá ser dado maior peso ou acompanhado de valores mínimos obrigatórios.

O Volta Via foi financiado no âmbito da cooperação D-A-CH em pesquisa de infraestrutura de transportes 2024. Os patrocinadores são o Ministério Federal Alemão dos Transportes, o Ministério Federal Austríaco da Inovação, Mobilidade e Infraestrutura e o Departamento Federal Suíço de Estradas.