Claro como o carro autônomo, navios-robôs estão chegando. Frotas de pequenos drones movidos a vento estão circulando o oceano, registrando o clima e os dados atuais. Uma empresa norueguesa planeja introduzir balsas autônomas em 2018. E a Rolls Royce e outras empresas de construção naval estão criando conceitos e redigindo white papers que vislumbram o futuro dos navios autônomos.
O potencial para esses barcos é alto e os usos potenciais variados. Como eles serão? Quão diferente eles serão realmente?
A resposta é, depende. Os navios já estão utilizando a assistência de navegação e começarão a ser adaptados para um controle mais robótico, semelhante ao modo como as montadoras começaram com os recursos de assistência em pista e estacionamento automático. Mas quando os construtores navais começam a construir embarcações especificamente para uso autônomo, uma série de novos recursos se tornará disponível ou necessária, e outros desaparecerão.
"Não estamos limitados pelas mesmas limitações que uma embarcação tripulada", diz Oskar Levander, vice-presidente de inovação da Rolls Royce Marine. "O que você acaba é uma máquina muito enxuta e eficiente."
Dois navios de controle remoto da Rolls Royce passam na água. (Rolls Royce) Esta não é uma situação de ou / ou. Aspectos de três oportunidades primárias serão misturados e combinados: controle autônomo ou autogoverno; operação remota, semelhante a pilotar um drone; e redução ou eliminação de tripulações, que podem até embarcar ou partir do navio.
Uma maneira que pode parecer, diz Levander, é uma espécie de híbrido. Um navio em alto-mar, viajando basicamente à frente com pouco em seu caminho, será controlado por um computador de bordo, com a supervisão ocasional de um operador em terra que pode gerenciar centenas de navios diferentes ao mesmo tempo. Quando chega ao porto, ou entra em uma área congestionada, várias coisas podem acontecer. O operador remoto poderia assumir o controle total ou uma tripulação poderia embarcar e embarcar.
Há uma série de vantagens óbvias em ir sem tripulação. Designs vai eliminar os quartos, bagunça, escadas, portas e quase tudo o que as pessoas usam. Um resultado disso é muito espaço extra, disponível para mais carga. Outro é um exterior mais simplificado. Até permite que o peso se equilibre bem. Navios tradicionais têm muito peso na popa, graças à ponte. O centro mais leve é flutuante, inclinando-se para cima e exigindo lastro pesado, muitas vezes na forma de água, que é transportado para nenhum outro fim a não ser manter o nível do navio. Retire a superestrutura, redistribua o peso e reduza o lastro necessário.
"É realmente apenas quando você está totalmente não-tripulado que você pode reduzir todos os sistemas", diz Levander. “Quando somamos isso tudo, o consumo elétrico reduzido quando tiramos os sistemas, o peso mais baixo da embarcação, a resistência do vento mais baixa, falamos de uma economia de combustível de 10 a 15%, para um navio de carga típico.”
A eliminação de HVAC, alimentos e água e outros sistemas de sustentação da vida é outra vantagem, reduzindo o custo do navio enquanto aumenta o espaço.
Muito parecido com carros autônomos, não há um cenário regulamentar pronto. O Centro Fraunhofer de Logística e Serviços Marítimos é uma entidade que explora os aspectos tecnológicos e legais. Tanto em navios quanto em carros, entende-se que a automação poderia proporcionar grandes aumentos de segurança - a maioria dos acidentes marítimos é causada por erro ou fadiga do operador, e um relatório liderado pela Fraunhofer sobre Navegação Não-Tripulada por Inteligência e Redes (MUNIN) espera autonomia para entregar uma diminuição dez vezes maior no risco de afundar e colisão. Mas os órgãos reguladores exigirão provas, com a confusão acrescida causada pela natureza internacional da navegação.
As empresas que trabalham em embarcações autônomas já estão discutindo regulamentos potenciais, bem como os recursos de segurança que serão necessários, tanto interna quanto externamente.
“A lei que rege veículos não tripulados em terra, ar e mar ainda é um fator em evolução. É uma área cinzenta, já que as várias legislaturas iniciam seus processos de legislação, e eu acho que o mar está ficando para trás ”, diz Richard Jenkins, fundador e CEO da Saildrone, que envia uma frota de pequenos veículos autônomos de água ao redor do mundo. Apesar de grande alcance - a Saildrone registrou mais de 70.000 milhas até agora - a empresa está começando pequena em termos de veículos. Jenkins compara esses barcos de 23 pés a bóias móveis, que seguem rotas predeterminadas com a ajuda de satélites de irídio. O computador de bordo transmite 2.000 parâmetros em tempo real através desses satélites, de vários sensores, incluindo medidas como temperatura e umidade, bem como o estado físico do veículo, incluindo unidade central de processamento [CPU] e status da bateria, e até mesmo fatores de navegação como velocidade do vento e ângulo.
Isso não é tão diferente do que os navios maiores estão fazendo. Onde antes havia uma ponte, torres menores com bancos de sensores montados nelas adquiriam e transmitiam informações sobre os arredores dos navios. Radar é o exemplo clássico, mas o LIDAR já está sendo incorporado. Onde o radar apenas fornece pontos em uma tela, o LIDAR pode expressar o ambiente em 3D. Câmeras infravermelhas, câmeras normais e radares de proximidade também serão incorporados, e em vez de enviar cada representação de volta à base, o computador os combinará em uma única renderização do ambiente do navio.
Visão de MUNIN para navios autônomos (MUNIN) “Para alimentar todos esses algoritmos mais avançados e sistemas mais avançados, você precisaria de uma melhor resolução de dados”, diz Wilko Bruhn, pesquisador associado da Fraunhofer que trabalhou na MUNIN. “Considerando que você pode ter apenas um radar antes, talvez você tenha dois e, é claro, você terá mais radares de alta tecnologia no navio. Ainda é o mesmo sensor, é um radar, funciona da mesma maneira geral, mas será muito mais de alta qualidade ”.
Eliminar a tripulação confere muitas vantagens, mas também requer alguns recursos adicionais além dos sensores expandidos. Principalmente, sem ninguém por perto para consertar nada, os construtores de navios terão que construir confiabilidade e redundância de sistemas, e os operadores terão que se concentrar na manutenção preditiva - mesmo com pequenos drones a bordo, a maioria dos reparos será impossível.
Em vez de ter um motor acionando uma hélice, os navios terão dois ou mesmo quatro. Segundo Levander, o diesel vai dar lugar ao gás natural liquefeito. Na verdade, já é - o gás natural liquefeito usa um sistema mais simples, em que a pressão do tanque aciona o gás através de uma série de válvulas para o motor, sem necessidade de bombas ou injetores de combustível. Ou, motores diesel compartimentalizados (e redundantes) alimentarão as baterias, que funcionarão com motores elétricos. A Rolls Royce desenvolveu um projeto em que os geradores a diesel são alojados em contêineres no convés, de modo que são facilmente removíveis para reparos ou substituições.
MUNIN imagina um centro de controle da costa. (MUNIN) “Quando você não tem pessoas a bordo, você pode realmente começar a abordar a segurança contra incêndios de maneiras diferentes. Você pode dizer, eu preciso de oxigênio na sala de máquinas, ou eu posso suprimir isso e tornar muito difícil algo dar errado? ”Diz Levander.
Muito disso será experimentado em viagens curtas e embarcações menores primeiro, onde os regulamentos são administrados por um único governo. Em seguida, veremos navios maiores fazendo longas viagens com carga seca, o que é o menos destrutivo em caso de incidente.
“Nós temos a tecnologia que precisaríamos para um navio desses? Podemos construí-lo? ”Bruhn diz que o relatório MUNIN deveria avaliar. "A tecnologia já foi muito mais avançada do que esperávamos ... já estamos mais perto desse navio autônomo do que pensávamos no começo."
