As colunas de caminhão não tripuladas economizam tempo e até 20% de combustível

Segundo os pesquisadores, caminhões não tripulados devem entrar no sistema de transporte nos próximos anos. Eles também sugerem que veículos autônomos podem economizar combustível se eles se moverem nas colunas de vários caminhões cada. Como bandos de pássaros ou cunhas de lutadores, grupos de motociclistas e carros de corrida, os caminhões experimentam menos resistência aerodinâmica quando se deslocam a curta distância.

Mas criar um comboio de automóveis para entregar mercadorias entre centros de distribuição ou transportar passageiros entre estações leva tempo. Um carro que chega à estação mais cedo é forçado a esperar pelos outros antes de formar um comboio e pegar a estrada, criando atrasos inevitáveis.

As colunas de caminhões que se aproximam para obter eficiência aerodinâmica podem economizar até 20% nos custos de combustível. Quanto mais carros em um comboio, maior a eficiência: o primeiro e o último caminhão no comboio não são afetados pela sombra aerodinâmica. Os engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram que existem duas opções efetivas: formar uma coluna de carros a partir dos que já existem e enviá-los em uma programação, ou enviar uma vez um certo número de vans em uma coluna.

O movimento de vans em estreita proximidade um do outro aumenta a eficiência de combustível. Colunas de caminhões, bandos de pássaros e cunhas de aviões de combate são grupos semelhantes do ponto de vista sistêmico. As pessoas que estudam esses sistemas analisam apenas indicadores de desempenho, como atraso de tempo e consumo de combustível. Os cientistas do MIT consideram esses indicadores em comparação com custo, consumo de energia e impacto ambiental. Na sua opinião, essa linha de pesquisa pode realmente aumentar a eficiência do transporte de carga.

Segundo os engenheiros, durante o transporte de carga, especialmente em longas distâncias, uma parte significativa do combustível é gasta, incluindo tentativas de superar o arrasto aerodinâmico. Os cientistas haviam calculado anteriormente que, se vários caminhões se afastarem vários metros, um após o outro, os carros no meio devem experimentar menos resistência, economizando 20% de combustível.

Os vagões que dirigem para trás devem economizar cerca de 15% do combustível - um pouco menos devido às correntes de ar que se formam atrás. Uma coluna de cinco caminhões economizará cerca de 17% de combustível em comparação com caminhões individuais, oito carros proporcionarão uma economia de 18% e, com apenas 15 vans em uma coluna, a eficiência atingirá 19%.

Sertac Karaman, professor associado de aeronáutica e astronáutica do MIT, e seus colegas desenvolveram um modelo matemático para estudar os efeitos de várias políticas de planejamento de consumo de combustível e atrasos. Juntos, eles modelaram um cenário simples, no qual vários caminhões se movem entre duas estações e chegam a cada uma aleatoriamente. O modelo inclui dois componentes principais: uma fórmula para representar a hora de chegada de um veículo e para prever o consumo de combustível.

O grupo observou como a hora de chegada e o consumo de combustível mudam em duas estratégias de planejamento: uma política de horário em que os veículos, independentemente do número, formam um comboio e partem em um horário específico; e uma política de feedback quando caminhões pegam a estrada somente quando um certo número de carros é digitado - uma estratégia que Karaman conheceu na Turquia.

“Eu cresci na Turquia, onde existem dois tipos de transporte público: ônibus regulares que circulam em intervalos regulares e outros, onde o motorista fica parado até o ônibus ficar cheio e depois pega a estrada”, observa ele.

No processo de criação de modelos de movimentação de colunas de transporte de mercadorias, os pesquisadores analisaram muitos cenários diferentes no quadro de duas direções principais das estratégias de planejamento de tráfego. Para avaliar o efeito do gráfico no movimento, eles modelaram cenários nos quais as colunas eram enviadas em intervalos regulares, por exemplo, a cada cinco minutos, e as compararam com as opções em outros intervalos - três e sete minutos. De acordo com a política de feedback, eles compararam cenários em que diferentes números de carros foram enviados - três primeiros de cada vez, depois cinco de cada vez.

No final, a equipe encontrou a proporção ideal em que a mudança de um ponto para outro levaria menos tempo, mantendo mais combustível. As colunas que estavam viajando em um horário específico foram mais eficazes do que as que foram espaçadas no tempo. Da mesma forma, os cenários de feedback nos quais um certo número de caminhões foram coletados antes da partida foram mais ideais do que aqueles em que o número de caminhões em um comboio estava constantemente mudando. O estudo também constatou que a política de feedback é um pouco mais estável do que a estratégia usando o cronograma - desde o início, você pode economizar 5% a mais de combustível.

Agora, Karaman trabalha com empresas de transporte no Brasil, onde cria modelos de eficiência no transporte de mercadorias para elas. Sua versão ainda não final envolve o movimento de carros a distâncias muito próximas - de 3 a 4 metros, o que maximizará a eficiência aerodinâmica. É difícil para uma pessoa comum manter essa distância atrás do volante de um caminhão, por isso Karaman sugere que serão necessários sistemas de direção autônomos.

Infelizmente, o estudo não pode abranger todos os aspectos do transporte de carga. Não abordou a reação de outros motoristas que não fazem parte do comboio. É provável que os motoristas não fiquem entusiasmados em dirigir no mesmo fluxo com caminhões controlados de forma autônoma, apesar do fato de que este último poderia ser potencialmente mais seguro. Os caminhões não tripulados serão equipados com um sistema de controle automático e algoritmos de segurança, caso tenham um pneu furado ou um defeito seja detectado. Os primeiros carros autônomos estarão sob o controle dos motoristas, mas gradualmente seu papel na condução será inútil.

Quando os caminhões estão espaçados para que, se desejado, uma pessoa possa dirigir entre eles, isso é uma coisa. No entanto, as paredes sólidas de vários caminhões de cem metros de comprimento são desencorajadoras: um comboio de 10 caminhões com um passo de economia de combustível de 3-4 metros se estenderá por cerca de 230 metros.

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