Por Ward Arms - engenheiro eletrotécnico forense, EFI Global e Wes Hansen - engenheiro eletrotécnico forense, EFI Global
Os veículos eléctricos (VE) são um meio de transporte relativamente novo na produção em massa. A utilização de eletricidade para se moverem significa que está a ser gradualmente criada uma nova infraestrutura - com a qual poucos estão familiarizados. É importante explorar os factores que envolvem as tecnologias de carregamento, incluindo os níveis de carregamento, a duração e o custo de utilização, para além da fiabilidade geral da estação de carregamento. A infraestrutura pública de carregamento - com normas adequadas de instalação, funcionamento, manutenção e segurança - terá de ser implementada em todo o país para que a adoção em massa dos VE ocorra. À medida que essa infraestrutura for criada e as normas forem instituídas para utilização e segurança do público, haverá resultados consequentes em termos de perdas de propriedade para os quais é melhor começar a preparar-se desde já.
As tecnologias de carregamento variam muito
Ao examinar as tecnologias de carregamento, nem todas são criadas da mesma forma. O nível mais baixo e o método de carregamento mais lento, o nível 1, é um carregador portátil vendido com o veículo. É utilizado principalmente em ambientes residenciais e liga-se a uma tomada normal de 120V. Embora carregue um VE a um ritmo relativamente lento (3,5 a 6,5 milhas por hora), utiliza uma potência baixa (1 quilowatt) e, por conseguinte, incorre em custos de eletricidade mais baixos. Partindo do princípio que são percorridas 1200 milhas por mês e que a eletricidade custa 15 cêntimos por kW, o carregamento do VE custaria 52 dólares por mês.
Se um proprietário de um veículo elétrico estiver interessado num carregamento mais rápido, pode optar por um carregador de nível 2 - um tipo que pode ser adquirido e instalado profissionalmente numa garagem e que também pode ser utilizado num local público mediante pagamento. Um carregador de nível 2 permite um carregamento 3 a 7 vezes mais rápido, reduzindo a duração total do carregamento de mais de 30 horas para cerca de 10. O custo por hora para utilizar um carregador público de nível 2 varia entre $1 e $5.
Finalmente, o carregador de corrente contínua de carregamento rápido(DCFC), também conhecido como estações de carregamento rápido, é extremamente mais potente do que os dois primeiros. Enquanto alguns carregadores de nível 1 têm uma taxa de 3,5 milhas por hora de carregamento, os DCFC podem fazer o mesmo num minuto (e podem mesmo chegar às 20 milhas). Logicamente, estes têm uma potência de saída mais elevada (50-300 kW) e custam mais para serem utilizados ($10 a $30 por hora).
Falta de normas nacionais e questões de fiabilidade
Ainda não existem normas nacionais para a instalação, operação ou manutenção de estações de carregamento de veículos eléctricos. Foi apenas no início deste ano que o governo dos EUA abordou publicamente esta necessidade pela primeira vez. Em junho, a Casa Branca anunciou um plano para desenvolver novas normas para a "primeira rede nacional de 500 000 carregadores de automóveis eléctricos", acrescentando que "sem normas rigorosas, os carregadores seriam menos fiáveis, poderiam não funcionar para todos os automóveis e não teriam métodos de pagamento comuns". Na escassa infraestrutura pública de carregamento que existe até agora, o Gabinete conjunto de Energia e Transportes descreveu uma situação com pouca consistência, afirmando que "... existem grandes disparidades entre as estações de carregamento de veículos eléctricos em componentes-chave como práticas operacionais, métodos de pagamento, organização do local, afixação do preço do carregamento, velocidade e potência dos carregadores...."
De igual ou maior importância, devem também ser criadas normas de segurança. Atualmente, não existem normas de segurança a que os carregadores devam obedecer uma vez instalados, o que deixa margem para uma série de riscos para os bens e para as pessoas que carregam.
Mesmo depois de os postos de carregamento públicos se terem generalizado, há dúvidas quanto à fiabilidade geral dos postos. Os condutores deparam-se frequentemente com situações em que as estações carregam a velocidades muito mais lentas do que as anunciadas. As estações de carregamento são supostamente concebidas para resistir a condições ambientais adversas, mas esta teoria não se confirmou nos mercados globais de veículos eléctricos, uma vez que muitos carregadores se partem à chegada ou não começam a carregar quando são ligados à corrente.
Infra-estruturas de carregamento de veículos eléctricos e perda de propriedade
A inevitável tentativa e erro de desenvolver e implementar uma boa infraestrutura pública de carregamento de veículos eléctricos terá implicações importantes para o sector dos danos patrimoniais. Factores como defeitos de material, má instalação, manutenção inadequada e condições ambientais já resultaram em muitos casos de perda de propriedade. Em 2019, uma falha numa unidade de carregamento provocou a explosão do painel frontal de alumínio quando o carregador estava a ser desligado de um veículo. Em 2020, um grupo de supercarregadores construído junto a um hotel sofreu uma perda depois de ter sido instalado numa área que inunda regularmente. E em 2022, deflagrou um grande incêndio num parque de estacionamento que, segundo os investigadores, resultou provavelmente de um curto-circuito num dos postos de carregamento rápido. À medida que os veículos eléctricos se tornam mais omnipresentes na sociedade, o mesmo acontece com as falhas tecnológicas dos carregadores e as perdas de propriedade.
Falhas eléctricas consequentes, e não raras
Vejamos porque é que os transformadores e outros sistemas eléctricos exteriores falham normalmente. Em primeiro lugar, a água - proveniente de furacões, tornados ou acidentes - pode causar intrusão de água, ou pior, submersão. Dependendo dos contaminantes presentes na água, a exposição pode causar curto-circuitos instantâneos e/ou comprometer o isolamento elétrico e os metais susceptíveis. Para além disso, podem ocorrer incêndios devido a ligações soltas ou incandescentes. De acordo com a Associação Nacional de Proteção contra Incêndios, uma ligação incandescente ocorre "quando um circuito tem uma ligação deficiente, como um parafuso solto num terminal, o aumento da resistência provoca um aumento do aquecimento no contacto, o que promove a formação de óxido... Desenvolve-se um ponto de aquecimento nessa interface de óxido, que se torna suficientemente quente para incandescência." E quando os materiais combustíveis estão suficientemente próximos do ponto quente, podem incendiar-se. Um exemplo em grande escala disso aconteceu em junho de 2022, quando a empresa de automação digital e gestão de energia Schneider Electric recolheu 1,4 milhões de painéis eléctricos devido a queimaduras térmicas e riscos de incêndio, todos envolvendo uma conexão de parafuso neutro solta dentro do centro de carga.
Outras causas fundamentais das falhas do equipamento do sistema elétrico incluem a rutura de materiais isolantes devido a fricção, rasgamento ou tensão eléctrica excessiva, bem como falhas de transformadores resultantes de uma proteção inadequada contra picos de energia ou defeitos de material, entre outras coisas. Por último, podem existir defeitos de conceção de engenharia - quando, em condições normais de utilização, um produto sofre uma falha sistémica, causando danos ao utilizador ou à propriedade quando se utiliza um produto para a função a que se destina.
Manter-se à frente da curva
Lenta mas seguramente, os veículos eléctricos e as estações de carregamento tornar-se-ão uma constante na vida moderna. É fundamental que não só nos familiarizemos com a tecnologia dos veículos eléctricos, como também nos preparemos para as formas como um novo panorama tecnológico terá impacto nas perdas de propriedade. Com esse conhecimento e preparação, o objetivo é estarmos prontos quando chegar a altura, não surpreendidos - não lutando para recuperar o atraso, mas adaptando-nos rapidamente para satisfazer as necessidades da nossa clientela.
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