Elétrico ou hidrogénio: será realmente este o futuro dos tratores?

Tal como acontece noutros setores de maquinaria industrial, também a agricultura enfrenta uma pressão crescente para adotar sistemas de propulsão com baixo impacto ambiental. Embora o motor a diesel mantenha um papel central, a atenção está cada vez mais voltada para soluções de emissões zero, como os motores elétricos ou a hidrogénio. Esta transição está a ser impulsionada não só pela inovação tecnológica, mas também por regulamentações cada vez mais rigorosas, incentivos europeus à sustentabilidade e uma mudança clara no consumo global de energia. Em resposta, os principais fabricantes, especialmente na Índia e na China, já estão a investir fortemente tanto na eletricidade como no hidrogénio. Mas a questão crucial permanece: o que irá alimentar os tratores do futuro? Eletricidade, hidrogénio ou talvez uma combinação dos dois?

A eletrificação das máquinas agrícolas segue basicamente duas vertentes:

• o desenvolvimento de motores totalmente elétricos
• a integração de motores elétricos auxiliares juntamente com os motores de combustão tradicionais

Esta estratégia dupla é essencial para ultrapassar os limites tecnológicos atuais, especialmente no que diz respeito à elevada potência e ao uso intensivo característico da agricultura. O maior obstáculo? A densidade energética das baterias. Continua a ser demasiado baixa para garantir longos períodos de funcionamento em aplicações de elevada potência. Nos tratores pequenos, os pacotes de baterias são mais fáceis de manusear, mas em máquinas de maiores dimensões, o peso e o volume tornam-se rapidamente fatores críticos Em feiras de referência do setor, como a Agritechnica, já vimos não apenas novos motores elétricos, mas também baterias projetadas especificamente para máquinas todo-o-terreno. Estas soluções procuram melhorar a eficiência, prolongar a vida útil e integrar-se de forma mais fluida aos veículos, sem afetar significativamente o peso geral ou a distribuição da carga. Os avanços tecnológicos podem ser rápidos, mas a eletrificação total da agricultura exigirá tempo, sobretudo para máquinas de média e alta potência, que continuam a ser a espinha dorsal da maioria das explorações agrícolas.

Onde estamos mais preparados para a eletrificação atualmente?

• Tratores compactos para vinhas e pomares
• Empilhadores telescópicos
• Misturadores de ração para pecuária
• Máquinas automotoras utilizadas dentros das explorações agrícolas

Nestes casos, as exigências de potência são moderadas, as distâncias são curtas e a autonomia limitada não representa um problema decisivo.

A agricultura não se concentra apenas na propulsão elétrica. Nos últimos anos, o hidrogénio tornou-se também uma potencial fonte de energia para os tratores, abrindo novas possibilidades para a propulsão agrícola.

Estão a ser investigadas duas vias principais:

• Combustão direta em motores de combustão modificados
• Pilhas de combustível, que convertem hidrogénio em eletricidade para alimentar os motores elétricos

A utilização direta de hidrogénio em motores de combustão interna permite aos fabricantes recorrer a tecnologias já consolidadas, convertendo motores a diesel ou a gasolina com algumas adaptações. Embora este processo elimine as emissões de CO₂, continuam a ser gerados óxidos de azoto (NOx), que podem ser reduzidos através de sistemas de pós-tratamento As pilhas de combustível, por outro lado, são mais complexas, mas oferecem maior potencial de eficiência. Neste sistema, o hidrogénio é convertido em eletricidade para alimentar um motor elétrico. A vantagem? As emissões são limitadas ao vapor de água. No entanto, a tecnologia ainda está em desenvolvimento, enfrentando desafios significativos relacionados com o custo, o tamanho dos reservatórios e as exigências de infraestrutura. O maior obstáculo? A eficiência energética. Da produção (por exemplo, eletrólise) à utilização final, a cadeia de abastecimento de hidrogénio sofre perdas significativas. Quando se consideram todas as etapas – produção, compressão, armazenamento e conversão –, a eficiência total é de apenas cerca de 32%. Por outras palavras: por cada 100 kWh de energia produzida, apenas um terço está disponível para alimentar o trator. Além disso, embora o “hidrogénio verde” seja frequentemente apontado como a solução do futuro, a realidade é que a maior parte do hidrogénio atualmente disponível continua a ser hidrogénio cinzento, produzido a partir do metano com altas emissões de CO₂. A classificação por cores torna este cenário mais claro:

• Cinza: proveniente de combustíveis fósseis, alto impacto ambiental
• Azul: como o cinza, mas com captura e armazenamento de CO₂
• Verde: proveniente de fontes renováveis através da eletrólise da água
• Roxo: eletrólise movida a energia nuclear
• Derivado de biomassa: promissor para a agricultura, mas ainda com baixa eficiência

Por fim, surge a questão da segurança. O armazenamento de hidrogénio exige cilindros de alta pressão (até 700 bar) e materiais compósitos avançados, como CFRP e GFRP, que combinam leveza e resistência. As normas europeias, como a UNR134, estabelecem padrões de segurança rigorosos, incluindo limites de durabilidade e protocolos de substituição, para prevenir falhas estruturais

Quando se trata de introduzir a propulsão elétrica ou a hidrogénio na agricultura, os tratores compactos especializados, como os utilizados em vinhas e pomares, são o ponto de partida natural. Estes tratores geralmente requerem menos de 100 kW, trabalham em espaços limitados e exigem grande manobrabilidade. Ao contrário dos grandes tratores agrícolas, que precisam de alta potência durante longos turnos de trabalho, muitas vezes longe de uma infraestrutura energética estável, os modelos compactos são mais adequados às limitações tecnológicas atuais em termos de autonomia e abastecimento. Além disso, têm aplicações fora da agricultura, por exemplo, nos serviços municipais e na manutenção de estradas urbanas, onde regras de emissões rigorosas e melhor acesso a carregamento ou produção local de hidrogénio tornam os combustíveis alternativos mais realistas. No entanto, isso não significa que a eletrificação dos tratores compactos não apresente desafios. As baterias precisam ser pequenas para manter a agilidade, o que inevitavelmente limita a autonomia. A infraestrutura de carregamento também constitui um desafio, dado que muitas explorações agrícolas carecem de capacidade elétrica adequada ou estações de carregamento rápido, especialmente em áreas rurais remotas. Por esta razão, o hidrogénio pode ser mais prático do que a eletricidade a longo prazo. As pilhas de combustível podem proporcionar maior autonomia e tempos de reabastecimento semelhantes aos do diesel, sem sacrificar o desempenho. Atualmente, os tratores compactos a hidrogénio ainda são protótipos, mas em breve poderão representar uma alternativa realista que alia emissões zero a um funcionamento fiável no setor agrícola.

A sustentabilidade tornou-se uma prioridade na agricultura, especialmente em setores de alto valor, como a viticultura orgânica, onde o impacto ambiental afeta diretamente a qualidade do produto. Nas vinhas, o objetivo de "emissões zero" não é apenas uma escolha ética, mas também uma forma concreta de melhorar o valor da produção. Os tratores compactos especializados, tradicionalmente movidos a diesel, são agora questionados pelas suas emissões de CO₂ em tarefas diárias como o cultivo do solo e controlo de pragas.

As alternativas? Duas soluções complementares que já estão a ser testadas:

• Tratores elétricos, ideais para alcances limitados com carregamento planeado
• Tratores a hidrogénio, mais adequados para turnos de trabalho mais longos

Tecnologias diferentes, mas ambas bem adaptadas às necessidades de uma viticultura sustentável e inovadora.

Imaginemos uma vinha de 20 hectares que requer cerca de 800 horas de funcionamento por ano com um trator de 100 kW.

• Com painéis solares para armazenamento das baterias, seriam necessários cerca de 519 m² de painéis..
• Para um sistema de hidrogénio, a necessidade aumenta para 1429 m² devido a perdas de eficiência

E para o armazenamento?

• Um sistema de baterias para três dias de funcionamento exigiria mais de 26 toneladas de baterias e ocuparia quase 28 m³.
• O sistema de hidrogénio precisaria apenas 131 Kg de hidrogénio e 5,5 m³ de espaço de armazenamento

Os custos contam outra história: os sistemas de produção de hidrogénio podem ser até cinco vezes mais baratos anualmente do que as tecnologias baseadas em baterias.

Resumindo:

• As baterias são mais eficientes e adequadas onde o acesso à rede é fácil.
• O hidrogénio  um potencial maior quando o peso e o espaço são fatores limitantes, como, por exemplo, nas vinhas.

Em última análise, a escolha nos próximos anos dependerá da infraestrutura, do tamanho das explorações agrícolas e da evolução dos custos. O que é certo é que a viticultura sustentável do futuro irá afastar-se do diesel, substituindo-o por alternativas limpas e inteligentes. É muito cedo para dizer que tecnologia ganhará terreno. Com base na experiência da indústria automóvel, poderíamos supor que a energia elétrica é o futuro, dado o lento progresso do hidrogénio. No entanto, na agricultura, a densidade energética das baterias ainda impõe limitações significativas, especialmente no caso de tratores compactos, que devem poder trabalhar um dia inteiro sem necessidade de recarga. De qualquer forma, nenhuma transição será possível sem a infraestrutura adequada: postos de abastecimento, redes de energia eficientes e cadeias de produção sustentáveis. Este continua a ser um dos maiores desafios da agricultura. Os especialistas concordam: serão necessários pelo menos 5 a 10 anos até que o hidrogénio, ou outras alternativas, possam garantir a potência, a autonomia e a sustentabilidade necessárias para as operações no campo. Até lá, os sistemas híbridos e elétricos, especialmente para tratores compactos especializados, servirão como uma fase de transição realista e concreta.