Impactos energéticos

A automação pode proporcionar alterações nos padrões de consumo dos veículos, quer a nível individual, quer em maior escala. Por um lado, o facto de o veículo operar sozinho permite um aumento de eficiência, baixando o seu consumo. Por outro, os padrões de utilização de veículos poderão sofrer mudanças, como um menor número de carros em circulação ou aumento do volume de viagens global.

Ao baixar os consumos globais dos veículos, assegura-se a diminuição da emissão de poluentes e gases com efeito de estufa. No caso dos veículos elétricos, a última provém da produção de energia elétrica, que pode ser de origem fóssil.

A evolução da tecnologia autónoma permite uma condução difícil ou impossível de ser feita em segurança por um condutor humano. Esta tecnologia é potencialmente disruptiva para a redução de tráfego e melhoramento dos ciclos de condução, como será abordado de seguida.

3.4.1. Eco driving

O termo eco driving designa uma condução otimizada do ponto de vista ambiental. Os veículos autónomos possuem a capacidade de serem programados para operarem de um modo mais eficiente, evitando acelerações repentinas ou travagens desnecessárias, típicas na condução humana, que levam a um dispêndio de energia superior ao realmente necessário. A implementação do eco driving possibilita uma diminuição do consumo energético de uma frota de automóveis.

Os ganhos energéticos decorrentes variam com o ambiente de condução. Por exemplo, Mackenzie et al. (2015) [54] com base nesta abordagem calcularam em meio urbano e autoestrada reduções de consumo de 10 e 20%, respetivamente, face a uma condução regular.

3.4.2. Platooning

O princípio do platooning consiste na redução do efeito de resistência aerodinâmica, colocando os veículos em fila próximos entre si. Permite uma redução no uso do motor para manter a velocidade, reduzindo os consumos. Porém os efeitos do platooning apenas se notam com uma grande proximidade entre veículos, tipicamente entre 0,5 e 1 m, o que é possível conceber em regime autónomo. Para obter o máximo de eficiência energética, é necessário que os veículos circulem a uma velocidade constante e a altas velocidades, pelo que a autoestrada é o troço que se adequa à aplicação do platooning.

Numa formação os veículos na dianteira irão beneficiar menos deste efeito. Apesar de existirem variações no impacto de consumo para cada posição, Mackenzie et al. (2015) [54] adotaram uma metodologia para determinar o efeito do platooning no consumo de energia total com base nas perdas aerodinâmicas, na velocidade do veículo e nos quilómetros efetuados em autoestrada num ano. Um veículo que percorra 33% dos quilómetros anuais em autoestrada, em que a velocidade de circulação é variável e viaje numa fila de veículos ligeiros (20% de redução no atrito aerodinâmico), poderá beneficiar de 25% de aumento na sua autonomia. Já Brown et al. (2014) [55] consideram um potencial de 10% na redução de consumo para veículos ligeiros.

3.4.3. Velocidade

A tecnologia de automação permitirá um aumento de segurança rodoviária, sendo espectável a possibilidade de circulação em segurança a velocidades mais altas para viagens em autoestrada. Brown et al (2014) [55] assumem que 160 km/h será o limite legal de velocidade em autoestrada para veículos autónomos, mas poderá ser superior.

Uma grande parte do consumo de energia de um veículo a grandes velocidades advém da resistência aerodinâmica, e a partir de uma determinada velocidade o consumo energético é aproximadamente proporcional à velocidade. Um incremento da velocidade em 16 km/h a partir dos 125 km/h aumenta o consumo em 13,9%. Considerando que no futuro o limite de velocidade permitido em autoestrada é de 160 km/h, poderá resultar num aumento de 30% no consumo do veículo [55].

3.4.4. Peso

Redução

Eventualmente a maior segurança proporcionada pela mobilidade autónoma, especialmente em vias exclusivas para veículos autónomos, levará a uma diminuição das colisões e acidentes rodoviários, proporcionando o desenvolvimento de veículos com menos equipamento de segurança dos passageiros. Grande parte deste equipamento poderá deixar de ser standard, contribuindo para uma diminuição do peso global dos veículos em cerca de 8% [56].

Estima-se que cada ponto percentual de redução do peso do veículo se traduz numa diminuição do seu consumo entre 0,6 e 0,7%. Prevê-se que em 2050 os veículos ligeiros de passageiros serão entre 30 e 50% mais leves que os modelos atuais, resultando num decréscimo de consumo entre 18 e 35%, respetivamente, valores que incluem também a diminuição de peso por via da utilização de materiais

Incremento

Em sentido inverso, presumindo que no futuro os veículos não necessitam de condutor, é previsível que o tempo gasto em viagem possa ser aproveitado para outras atividades, nomeadamente de lazer ou de trabalho. É espectável que sejam adicionados equipamentos de conforto e tecnológicos, levando a um aumento do peso do veículo. Espera-se um incremento de 240 kg em veículos autónomos de nível 4 ou superior, traduzindo-se num aumento de 11% no consumo energético [54].

O balanço destas considerações espera-se, contudo, favorável do ponto de vista energético. O consumo de um veículo poderá ser entre 7 e 24% inferior até 2050, tendo em conta as alterações de peso.

3.4.5. Distância percorrida

A tecnologia autónoma permite que mais pessoas usufruam de veículos privados. Todos os grupos etários (inclusive crianças e idosos), pessoas de mobilidade reduzida e outras com incapacidades para a condução podem viajar num veículo autónomo sem impedimento. Combinando a redução do consumo, custo por quilómetro e o aumento de conforto nas viaturas, espera-se um incremento do uso de veículos, traduzindo-se em mais distância percorrida, i.e., existe um efeito de rebound.

Espera-se que os AVs percorram mais 40% de quilómetros anualmente que na atualidade [55].

3.5. Enquadramento legislativo

Na atualidade, poucos são os países com legislação específica para o transporte autónomo, por motivo de fraca expressão da mobilidade autónoma e inércia legislativa.

Uma das maiores dificuldades reveladas pelos principais construtores de automóveis prende-se com a falta de legislação que aprove a circulação de veículos autónomos, algo com grande impacto na difusão da tecnologia. Por exemplo, a maioria dos países são signatários da Convenção de Viena sobre o Trânsito Rodoviário, que determina que qualquer veículo deve ter um condutor humano e este deve ser capaz de controlar o veículo [57].

Apesar de muitos considerarem esta convenção um obstáculo aos veículos autónomos, alguns países começam a dar os primeiros passos ao permitir a circulação destes veículos em certos locais fechados, ou controlados para efeitos de teste. Nesta secção sumaria-se o enquadramento de promoção e evolução da tecnologia autónoma em diversos países/continentes.

Estados Unidos

Os Estados Unidos foram o primeiro país a permitir testes usando veículos autónomos, sendo que apenas quatro estados aderiram à primeira fase de testes. Em 2011, o estado do Nevada foi o primeiro a promulgar legislação relativa à operação de veículos autónomos. Atualmente outros 20 estados possuem leis que permitem ou incentivam o desenvolvimento da tecnologia autónoma [58].

Europa

Alguns países europeus associaram-se a marcas de automóveis e outras plataformas para o desenvolvimento da tecnologia de automação, casos do Reino Unido, Finlândia, França, Alemanha, Itália, Holanda, Espanha e Suíça [57]. As iniciativas que promovem testes para veículos autónomos são permitidas com a ligeira alteração na Convenção de Viena, e sugerem a abertura destes países a

dos poucos países europeus não aderentes à Convenção de Viena, não estando sujeito às leis por ela impostas.

Ásia

Tal como o Reino Unido, a China não ratificou a Convenção de Viena, neste caso devido ao atraso que poderia causar no desenvolvimento da motorização da sua sociedade. O teste de veículos autónomos necessita da obtenção de uma matrícula específica, e os condutores deverão obter uma carta de condução especial para o efeito.

No Japão, o primeiro teste de um veículo autónomo em estrada pública realizou-se em Novembro de 2013 com um Nissan Leaf, sugerindo flexibilidade do governo japonês. Singapura e a Coreia do Sul também possuem planos para a inclusão de veículos autónomos nas estradas.

No momento da realização deste trabalho não existia legislação que permitisse a livre circulação de veículos autónomos, apesar da tentativa de alguns governos para que isso se altere. Contudo, diversas iniciativas, como o Autonomous Vehicle Safety Regulation World Congress 2017, têm como ordem de trabalhos criar condições para que a transição seja possível, estabelecendo leis internacionais e regulamentação para a circulação em autonomia integrada com os restantes veículos. As medidas de segurança também estão em foco, nomeadamente a concessão às autoridades da possibilidade de imobilizar veículos autónomos e lidar com possíveis cyberattacks e hacking aos mesmos [59].