O desafio de eletrificar a frota de transporte urbano de passageiros de São Paulo

A partir do dia 17 de outubro de 2022, as operadoras do transporte público urbano de São Paulo, não podem mais incluir novos ônibus movidos a diesel conforme circular emitida pela SP Trans no dia 14 de outubro de 2022.

Isso gera um grande desafio aos operadores e, este artigo, busca explicar como é possível, através da telemetria, vencer os novos desafios que a nova tecnologia a ser implantada na frota urbana de São Paulo, irá trazer.

1. Desafios relacionados a autonomia e duração das baterias.

A autonomia do veículo elétrico depende do peso que ele está deslocando e da energia das baterias. Isso gera uma dificuldade pois, se o fabricante coloca muitas baterias para aumentar a autonomia, o veículo fica pesado, perdendo potência.

A solução é aumentar a potência dos motores, o que aumenta o consumo ainda mais. A potência maior e o peso extra das baterias adicionais fazem com que o custo, tanto da aquisição do veículo, quanto da operação, aumente. Porque toda a energia gasta pelos veículos acaba virando gasto na hora de carregar as baterias, além do custo das baterias adicionais e dos motores com mais potência.

É por esta razão que a operação acaba ficando crítica, pois a autonomia do veículo é calculada para caber exatamente na operação de forma a reduzir o custo de aquisição do veículo e a necessidade de potência dos motores.

Para piorar, o Brasil (e mais especificamente, a cidade de São Paulo), é um dos lugares com as linhas mais compridas de transporte coletivo do mundo. Isso se deve a dimensão das cidades. Outras regiões, como a Europa p.ex., são compostas de pequenas cidades que se conectam através do modal ferroviário às grandes metrópoles onde os ônibus fazem a conexão entre os trens e o metrô, normalmente com linhas bem mais curtas. Nesse caso, o desafio é menor, mas não é a nossa realidade.

E por que não reabastecer os veículos durante a operação?

A carga das baterias leva em torno de 4 horas, o que não torna prático reabastecer os veículos durante o expediente. Já existem sistemas de carga rápida (em torno de 2 horas), mas os custos ainda são muito altos. E mesmo 2 horas é muito tempo para um veículo perder durante o horário de trabalho.

Na prática, os fabricantes têm dimensionado os ônibus para operarem com autonomia de 300 ou 500km, dependendo da operação.

2. Motorista ideal

O outro fator crítico é o motorista. Com uma direção inadequada, os veículos não conseguem atingir a autonomia planejada pelo fabricante.

A diferença entre um bom e um mal motorista chega a ser mais de 30% da autonomia. Ou seja, um veículo projetado para andar 300km, pode andar apenas 200km com um motorista que não dirija adequadamente.

A direção ideal busca minimizar a perda energética utilizando o mínimo possível os freios do veículo, pois a desaceleração sem utilizar o freio recarrega as baterias. Para evitar o uso do freio, o motorista deve antever o trânsito a frente, reduzindo com antecedência, bem como planejando as paradas.

O outro ponto de atenção são as acelerações; há uma potência ideal para cada motor, o que garante a maior autonomia e o motorista deve acelerar e manter a velocidade de cruzeiro sempre em torno desta potência ideal para minimizar o consumo de energia.

3. Utilizando a telemetria com veículos elétricos

Com a criticidade da boa direção para garantir a maior autonomia dos veículos, minimizando o uso de energia (e os custos) durante a operação, a telemetria passa a ser o maior aliado do gestor de frota e do motorista para atingir os seus objetivos. A medição dos indicadores mais importantes, uso do pedal do freio, potência na aceleração e energia regenerada, permitem identificar os melhores motoristas, os locais de maior desafio e os pontos de melhoria.

A solução de telemetria permite utilizar esses indicadores e, de forma proativa, identificar os motoristas mais eficientes para serem beneficiados através de um plano de benefícios. E aqueles que estão com dificuldade em absorver a nova tecnologia, possam receber um treinamento adequado e se adaptar.

Além da direção, a carga das baterias é crítica. O ideal é não descarregar as baterias abaixo de 10%, pois há risco de serem danificadas, bem como não carregar acima de 90%, pois reduz a vida útil. Na prática, isso limita o uso delas a 80% da carga total. O monitoramento da carga adequada aumenta em mais de 100 vezes o número de ciclos de vida útil das baterias.

O impacto nos custos da operação trabalhando os ciclos de carga das baterias é muito grande, pois, tipicamente, as baterias representam 40% do valor do veículo.

4. UCP

Pelo edital da SP Trans, todos os ônibus de São Paulo precisam utilizar um novo dispositivo, a UCP, que é um computador de bordo que irá integrar todas as tecnologias embarcadas no ônibus de forma mandatória, tais como validador, letreiro, câmeras, etc. A UCP é um equipamento que está preparado para ler o barramento eletrônico, CAN, dos veículos, porém, no edital todos os parâmetros solicitados para leitura não se referem a veículos elétricos, mas a combustão.

Além disso, no edital estão definidos apenas os parâmetros que devem ser lidos como dados brutos. Esses dados precisam ser trabalhados para se tornarem informações que sirvam de base para a tomada de decisão dos operadores do transporte.

Considerando isso, infelizmente, a UCP não atende as necessidades de telemetria que as transportadoras irão precisar para poder atender aos novos desafios, sendo necessário adquirir uma solução de telemetria que leia e interprete os parâmetros dos veículos elétricos e auxilie a gestão da empresa a conseguir atingir a autonomia e aumentar a durabilidade das baterias dos veículos.

Além disso, para um projeto de telemetria ter sucesso, a empresa vai precisar do apoio de especialistas que saibam como aplicar a tecnologia, utilizando as informações para causar uma mudança no comportamento dos motoristas de forma a atingir o desempenho desejado. As fornecedoras da UCP, são fabricantes de equipamento e não costumam prover os serviços associados a utilização dos mesmos, ficando a cargo das transportadoras esta parte.

5. Fabricantes

Aproveitando a eletrificação em grande escala que ocorreu na China, os grandes fabricantes chineses estão ofertando os seus veículos no mercado nacional, como a BYD e Higer.

Alguns fabricantes nacionais já lançaram os seus modelos elétricos, como é o caso da Eletra e da Marcopolo.A Mercedes Benz também lançou um veículo elétrico. Já a Volkswagen e a Volvo apostam nos modelos híbridos onde um motor a combustão carrega as baterias. E a Scania e a Iveco, apostam nos veículos a gás natural/biometano.

6. Conclusão

Apesar de não ser uma surpresa, era esperado um prazo maior para as empresas se adaptarem as novas tecnologias.

O que está claro é que, sem o auxílio da telemetria e do apoio a sua implementação e utilização, o desafio vai ser muito difícil de ser vencido.

Infelizmente, a UCP não é suficiente, as empresas precisam investir em uma solução de telemetria com uma empresa que consiga também prover os serviços de acompanhamento necessários para que a telemetria seja implementada e atinja os resultados esperados.