Las columnas de camiones no tripulados ahorran tiempo y hasta un 20% de combustible

Según los investigadores, los camiones no tripulados deberían ingresar al sistema de transporte en los próximos años. También sugieren que los vehículos autónomos pueden ahorrar combustible si se mueven en columnas de varios camiones cada uno. Al igual que bandadas de pájaros o cuñas de luchadores, grupos de ciclistas y autos de carrera, los camiones experimentan menos resistencia aerodinámica cuando se mueven a corta distancia.

Pero crear un convoy de automóviles para entregar mercancías entre centros de distribución o transportar pasajeros entre estaciones lleva tiempo. Un automóvil que llega antes a la estación se ve obligado a esperar a otros antes de que formen un convoy y salgan a la carretera, lo que crea demoras inevitables.

Las columnas de camiones que conducen juntas para lograr la eficiencia aerodinámica pueden ahorrar hasta un 20% en costos de combustible. Cuantos más autos haya en un convoy, mayor será la eficiencia: el primer y el último camión en el convoy no se ven afectados por la sombra aerodinámica. Los ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) descubrieron que hay dos opciones efectivas: formar una columna de automóviles a partir de los que ya existen y enviarlos en un horario, o enviar una vez un cierto número de camionetas en una columna.

El movimiento de las furgonetas muy cerca unas de otras aumenta la eficiencia del combustible. Las columnas de camiones, bandadas de pájaros y cuñas de aviones de combate son grupos similares desde un punto de vista sistémico. Las personas que estudian estos sistemas solo observan los indicadores de rendimiento, como el retraso de tiempo y el consumo de combustible. Los científicos del MIT consideran estos indicadores en comparación con el costo, el consumo de energía y el impacto ambiental. En su opinión, esta línea de investigación realmente puede aumentar la eficiencia del transporte de carga.

Según los ingenieros, durante el transporte de carga, especialmente a largas distancias, se gasta una parte significativa del combustible, incluidos los intentos de superar la resistencia aerodinámica. Anteriormente, los científicos calcularon que si varios camiones se separaran varios metros, uno tras otro, los automóviles en el medio deberían experimentar menos resistencia, ahorrando así un 20% de combustible.

Esos vagones que conducen detrás deberían ahorrar aproximadamente el 15% del combustible, un poco menos debido a las corrientes de aire que se forman detrás. Una columna de cinco camiones ahorrará alrededor del 17% de combustible en comparación con los camiones individuales, ocho automóviles proporcionarán un ahorro del 18%, y con solo 15 camionetas en una columna, la eficiencia alcanzará el 19%.

Sertac Karaman, profesor asociado de aeronáutica y astronáutica en el MIT, y sus colegas han desarrollado un modelo matemático para estudiar los efectos de diversas políticas y retrasos en la planificación del consumo de combustible. Juntos, modelaron un escenario simple en el que varios camiones se mueven entre dos estaciones y llegan a cada uno en momentos aleatorios. El modelo incluye dos componentes principales: una fórmula para representar el tiempo de llegada de un vehículo y para predecir el consumo de combustible.

El grupo observó cómo cambia la hora de llegada y el consumo de combustible en dos estrategias de planificación: una política de programación en la que los vehículos, independientemente de su número, forman un convoy y salen a una hora específica; y una política de retroalimentación cuando los camiones salen a la carretera solo cuando se escribe un cierto número de automóviles, una estrategia que Karaman conoció por primera vez en Turquía.

"Crecí en Turquía, donde hay dos tipos de transporte público: autobuses regulares que circulan a intervalos regulares y otros, donde el conductor se detendrá hasta que el autobús esté lleno y luego salga a la carretera", señala.

En el proceso de creación de modelos de movimiento de columnas de transporte de carga, los investigadores analizaron muchos escenarios diferentes en el marco de dos direcciones principales de las estrategias de planificación del tráfico. Para evaluar el efecto del gráfico en el movimiento, modelaron escenarios en los que se enviaban columnas a intervalos regulares, por ejemplo, cada cinco minutos, y las compararon con opciones en otros intervalos: tres y siete minutos. De acuerdo con la política de retroalimentación, compararon escenarios en los que se enviaron diferentes números de automóviles: primero tres a la vez, luego cinco a la vez.

Al final, el equipo encontró la relación óptima en la cual moverse de un punto a otro tomaría el menor tiempo mientras se mantiene más combustible. Esas columnas que viajaban en un horario específico eran más efectivas que las que estaban espaciadas en el tiempo. Del mismo modo, los escenarios de retroalimentación en los que un cierto número de camiones se recogieron por primera vez antes de la salida fueron más óptimos que aquellos en los que el número de camiones en un convoy cambiaba constantemente. El estudio también encontró que la política de retroalimentación es un poco más estable que la estrategia que usa el cronograma: con la primera puede ahorrar un 5% más de combustible.

Ahora Karaman trabaja con compañías de transporte en Brasil, donde crea modelos de eficiencia de transporte de carga para ellos. Su versión aún no final implica el movimiento de automóviles a distancias muy cortas, de 3 a 4 metros, lo que maximizará la eficiencia aerodinámica. Es difícil para una persona común mantener esa distancia al volante de un camión, por lo que Karaman sugiere que se requerirán sistemas de conducción autónomos.

Desafortunadamente, el estudio no puede cubrir todos los aspectos del transporte de carga. No abordó la reacción de otros automovilistas que no son parte del convoy. Es probable que los conductores no estén entusiasmados por conducir en la misma corriente con camiones autónomos, a pesar de que este último podría ser más seguro. Los camiones no tripulados estarán equipados con un sistema de control automático y algoritmos de seguridad en caso de que tengan una llanta pinchada o se detecte un mal funcionamiento. Los primeros autos autónomos estarán bajo el control de los conductores, pero poco a poco su papel en la conducción se convertirá en nada.

Cuando los camiones están espaciados para que, si lo desea, una persona pueda conducir entre ellos, esto es una cosa. Sin embargo, las paredes sólidas de varios camiones de cientos de metros de largo son desalentadores: un convoy de 10 camiones con un paso de ahorro de combustible de 3-4 metros se extiende por unos 230 metros.

Source: https://habr.com/ru/post/es400269/