Como o eVTOL vai impactar o futuro do transporte urbano

Bruno B. Furquim, 2020

Neste ano de 2020 está previsto não somente o lançamento de um veículo de transporte urbano prometido pela Embraer X, mas também de um revolucionário modo de mobilidade urbana. O conceito de distância passa a ser cada vez mais relativo, de modo que, poucos quilômetros equivalem a centenas devido ao longo tempo gasto para se chegar ao destino planejado. Isso ocorre pois, nas grandes cidades o tráfego intenso e lento tem se tornado cada vez mais frequente. Sendo assim, profissionais que se dedicam à área de mobilidade são instigados a trazer novas soluções para o transporte. Com esse anseio, as empresas de aviação e transportes como a EHang, Embraer, Daimler, Hyundai, Urban Aeronautics, Boeing e entre outras resolveram apostar na fabricação de veículos chamados eVTOL. Dessa forma, é possível fazer com que viagens que antes levariam 50 minutos se reduzirem a apenas 5 minutos.


eVTOL criado pela Embraer X em parceria com a Uber – www.encurtador.com.br/deEV9

Para entender esses tipos de veículos é necessário compreender que aeronaves possuem diferentes formas de fazer o pouso e decolagem. Entre eles temos, principalmente:

– STOL, Short Take-off and Landing (decolagem e aterrissagem curta);

– V/STOL, Vertical/Short Take-Off and Landing (decolagem e aterrissagem vertical ou em espaço reduzido);

– CTOL, Conventional Take-off and Landing (decolagem e aterrissagem convencional);

– VTOL, Vertical Take-Off and Landing, que significa (decolagem e aterrissagem vertical);

Sendo assim, o eVTOL é um acrônimo em inglês para um tipo de veículo elétrico de pouso e decolagem vertical. Isso significa que não se faz necessário um aeroporto com uma longa pista de pouso para viabilizar o seu uso. Lembrando que o quesito “falta de espaço” tem se tornado um problema dentro dos centros urbanos.


Centro de Decolagem da UberAIR – www.encurtador.com.br/lxGY9

É evidente a imersão dos carros elétricos e com níveis consideráveis de autonomia, entretanto quando caminhamos para o campo da aviação é natural que dúvidas apareçam a respeito do uso de motores elétricos e duração das baterias. Portanto, para sanar essas questões, usarei como exemplo um “Passenger Drone”. A ideia não é divulgar a marca, mas sim as características genéricas que tornam esse veículo apto a atuar no ambiente urbano.   

Uma das principais características é o uso dos motores elétricos. A ideia vai muito além do simples “Eco Friendly” como muitas pessoas acham. Motores elétricos apresentam o perfil operacional ideal para regiões com alta densidade demográfica, isso porque, eles são relativamente silenciosos e de fácil entrega de potência/torque, reduzindo drasticamente o risco a falhas e de uma possível queda. Sem mencionar a zero emissão de dióxido de carbono, algo que traz grande preocupação às cidades, e por fim as questões mais técnicas como consumo, peso e volume reduzidos, coisas não só bem vistas para quem vive na cidade, mas também pelo segmento aeronáutico. 

A respeito das baterias, é necessário um pouco de atenção. Afinal é sobre esse assunto que temos o maior entrave para esse tipo de veículo. Este tipo de aeronave em específico consome muita energia na decolagem e aterrissagem. Além disso, a atual autonomia consegue cobrir cerca de 100 quilômetros, porém o longo tempo de recarga faz com que essa quilometragem se torne relativamente pequena tornando-se obrigado recorrer ao intenso modo de recarga. Entretanto, a carga rápida é um dos inimigos para qualquer bateria – até mesmo a do seu celular -, pois acelera o processo de degradação caso isso não seja feito corretamente. Sendo assim a estratégia atualmente é analisar qual bateria usar e sob quais condições de forma a evitar a rápida degradação.


Ciclo de Vida de uma Bateria em diferentes condições – www.encurtador.com.br/eisK7

Uma das fontes de dados para analisar este aspecto é a Curva de Ragone – um gráfico que representa densidade de energia versus densidade de potência. Cada ponto da tabela mostra a quantidade de tempo durante a qual uma certa quantidade de energia pode ser fornecida por um dispositivo de armazenamento de energia. A descarga máxima é necessária para a decolagem, enquanto a descarga constante é apropriada para outras fases operacionais, incluindo o cruzeiro.


Curva de Ragone – www.encurtador.com.br/ekET3

O termo “Passenger Drone” não parece fazer sentido, mas entenda que a ideia é dispensar a tripulação e não os passageiros. Porém, dar autonomia de nível 3 ou superior à um veículo aéreo – SAE J3016 -, exige muitos certificados e vistorias tornando o processo muito mais complexo.


Níveis de autonomia – SAE J3016 – www.encurtador.com.br/vLN18

Contudo, para contornar essa situação, as aeronaves já trazem uma interface de comando intuitiva e amigável para os usuários fazerem o controle de bordo conjuntamente com uma rede LTE – assunto para uma próxima publicação -, para acompanhamento de navegação, isto é, Telemetria. Eis então um dos primeiros grandes diferenciais: o uso do 4G como rede de comunicação, semelhante aos nossos aparelhos celulares. Essa similaridade não é ocasional já que em um ambiente urbano, há uma grande presença de diferentes sinais, como os de Rádio, televisão, serviço de telefonia, sinal de internet Wi-Fi e Bluetooth e entre outros. No entanto, ao contrário da comunicação cabeada, a radiodifusão não possui uma divisão física que impeça uma interferência entre os diferentes produtos. É aí que as radiofrequências entram, utilizando ondas com diferentes oscilações. O sistema de 4G é uma das tecnologias mais avançadas usadas permitindo que dispositivos tenham acesso à rede com velocidade muito rápida. A faixa de 700 MHz, pertencente à banda 28 – assunto para outra publicação -, apresenta vantagens na propagação do sinal, pois facilita o acesso em ambientes fechados e situados à longas distâncias, assim como nas cidades grandes.

Sob o ponto de vista das possíveis interferências, recorreu-se ao uso das fibras ópticas para cabeamento interno. Isso não só traz mais segurança e agilidade nas trocas de informações entre hardwares – pois são entregues na velocidade da luz -, mas também permite o alívio de peso, menor ocupação de volume e como dito, evitar que o veículo sofra uma possível pane elétrica assim como já relatado por usuários de automóveis, por exemplo, durante um simples passeio na região da Av. Paulista em São Paulo/SP.


Drone Passenger da Astro – www.encurtador.com.br/abvIP

Sendo assim, note que o Drone Passenger , chamado também de eVTOL por conta do seu estilo de decolagem, possui muitas características essenciais e até então não muito difundidas nos veículos de transporte urbano. Apesar de ainda haver muito ceticismo em relação a esses “táxis aéreos elétricos”, é necessário começar a compreendê-los e entender que isso já está acontecendo.

Faz sentido olhar esses projetos como conceitos. Contudo, neste ano de 2020 o protótipo da UberAIR em parceria com a Embraer será posto a prova em Abu Dhabi. Além de podermos acompanhar grandes empresas como Boeing, Porsche e Uber investindo muito dinheiro nesses projetos.

O interessante é que esse tipo de aeronave já tem ganhado reconhecimento e admiração pelas pessoas, basta lembrar dos famosos aeromodelos “Drones” que seu primo ou sobrinho ganhou de natal. Em geral, esse tipo de viatura não passa de um pequeno quadricóptero com motores elétricos e aptos a fazer pousos e decolagens verticais em espaços pequenos, como dentro de casa e pequenas áreas de campo aberto como parques. Por conta dessa facilidade e da fácil estabilização do veículo, não havia como deixar de lado essa tecnologia de fácil acessibilidade.

À medida em que as baterias têm se tornado cada vez mais leves e eficientes eliminando o custo de combustível da equação, o Drone Passenger começará a fazer sentido financeiramente. E acredite, isso se tornará uma realidade nos próximos anos. Além disso, é um transporte ecológico, que é crucial para o meio ambiente e a nossa saúde.


Drone Passenger da Boeing – www.encurtador.com.br/ehwx7


 

Sobre o autor

Bruno B. Furquim é estudante de Engenharia em Instrumentação, Automação e Robótica na Universidade Federal do ABC (UFABC), dedicado à pesquisa, desenvolvimento e inovação na área de (eletro)mobilidade e indústria 4.0.

Cristiane Tavolaro

Sou física, professora e pesquisadora do departamento de física da PUC-SP. Trabalho com Ensino de Física, atuando principalmente em ensino de física moderna, ótica física, acústica e novas tecnologias para o ensino de física. Sou membro fundadora do GoPEF - Grupo de Pesquisa em Ensino de Física da PUC-SP e co-autora do livro paradidático Física Moderna Experimental, editado pela Manole.

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