Carros inteligentes, conectados e elétricos: das pistas de corrida para as ruas

Por Igor Lopes | 14.04.2015 às 18:10 - atualizado em 14.04.2015 às 19:03

Já faz parte do nosso dia a dia: cada vez mais nos deparamos com soluções inteligentes embarcadas nos veículos, capazes de facilitar a vida do motorista e aumentar o conforto dos passageiros. Sensores que monitoram a pressão dos pneus, funcionamento do motor e fluído dos freios; aplicativos para smartphones que funcionam como chaves; soluções de entretenimento que se conectam ao celular; chips 4G exclusivos para o veículo, provendo conexão para o rádio digital e rede WiFi interna no automóvel. Tudo isso já está ao alcance de quem pode pagar por um modelo mais avançado nas concessionárias.

A tecnologia e a indústria automotiva andam de mãos dadas e a evolução do setor caminha a passos largos. Ainda distante dos "mortais", os carros que dispensam a presença do motorista já fazem parte dos testes de grandes empresas. As estradas inteligentes, que promovem a comunicação entre veículos para evitar colisões e otimizar o tráfego, também são alvo de estudo por muitas instituições. Seguindo esse mesmo raciocínio, as pistas de corrida e as categorias de ponta do automobilismo também são palco de vários testes da indústria.

Uma das empresas que nada de braçada no setor é a Qualcomm. A norte-americana é hoje a responsável por desenhar e fornecer o "cérebro" de milhões de objetos conectados à internet, desde relógios inteligentes a carros mais espertos. Também é a provedora de soluções de comunicação, capazes de enviar e receber a enxurrada de dados gerados por esses novos dispositivos. Na outra ponta - a dos fabricantes de carros - a Audi utiliza as pistas e as novidades do mercado para incrementar seus modelos, levando para o motorista comum muito do que foi aprendido e testado nas categorias do automobilismo.

Apenas no setor automotivo, a Qualcomm tem cerca de 25 anos de pesquisas e 40 iniciativas junto a fabricantes, montadoras e empresas parceiras para desenvolver novas tecnologias que melhoram a conectividade, segurança, navegação e entretenimento de bordo, além de soluções que geram menos impacto ao meio ambiente, como motores elétricos. "A gente se considera - e é considerado - como 'trusted advisor' dessa indústria. Queremos empurrar essas áreas com a evolução tecnológica e acreditamos que temos condição de fornecer soluções para elas", explica Roberto Medeiros, Diretor de Desenvolvimento de Produtos para a América Latina da Qualcomm.

Atualmente, a norte-americana está presente tanto na Fórmula 1 quanto na Fórmula E, nova categoria da FIA (Federação Internacional do Automóvel) que tem como principal atrativo os carros elétricos. As parcerias não poderiam ser mais interessantes: na Fórmula 1, a empresa é patrocinadora e fornecedora de tecnologia para a Mercedes AMG Petronas, campeã em 2014 e líder da atual temporada. Já na Fórmula E, a Qualcomm marca presença não só ao prover soluções de carregamento sem fio para as baterias do "safety car", como também estuda possibilidades de envolvimento do público baseadas na realidade aumentada.

Já a Audi marca presença também na Fórmula E (com o time Audi Sport ABT, atualmente vice-líder do campeonato), na WEC (World Endurance Championship - uma das categorias mais interessantes do automobilismo em termos de pesquisa e desenvolvimento), e outras fórmulas menores, todas com o objetivo não só de promover a marca, como também se posicionar entre as montadoras que mais experimentam novidades. "O DNA da marca Audi - Vorsprung durch technik - que, em português, poderia ser traduzido como 'Vanguarda pela tecnologia', representa quase tudo nesse mercado. Fomos uma das marcas pioneiras ao trazer conectividade aos carros e, assim, auxiliar a vida e o dia a dia do consumidor", explica Gerold Pillekamp, gerente de marketing de produto da Audi do Brasil.

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Fórmula-e, Halo e experiência aprimorada

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Carro da Audi Sport ABT, da Formula E, pilotado pelo brasileiro Lucas di Grassi (Foto: Divulgação)

Inaugurada em setembro de 2014, a Fórmula-E tem como principal característica os carros movidos totalmente a eletricidade. "O legal é que ela é uma fórmula-protótipo por natureza. Aqui a preocupação não é ser viável comercialmente, mas testar a tecnologia no máximo. Por isso, há mais espaço para inovação", explica Roberto.

Atualmente a Audi está por trás da segunda colocada no campeonato, a equipe Audi Sport ABT. A categoria tem se mostrado um excelente laboratório para estudar e testar a eficiência energética dos veículos. "Não é uma moda [passageira] o downsizing, ou trazer motores menores em termos de cilindrada, porém com a mesma performance ou até melhor que os anteriores. Isso acontece muito nos carros elétricos e híbridos. No momento, a Audi tem um modelo, o A3 e-Tron, que é híbrido. Esse motor pode ser tanto a combustão normal como elétrico e tem 940 km de autonomia", explica Gerold.

A Qualcomm, em parceria com a Universidade de Auckland, na Nova Zelândia, é a criadora de uma tecnologia de carregamento de baterias para carros chamada Halo. Atualmente, o sistema é utilizado na categoria de corridas para abastecer o "safety car", mas há planos de abastecer também os carros de corrida já a partir da próxima temporada. Hoje, os pilotos precisam trocar de carro no meio da prova porque a autonomia das baterias não é suficiente para chegar até o fim.

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Safety car da Formula E: bateria do veículo é recarregada com tecnologia Halo, da Qualcomm (Foto: divulgação)

Com a tecnologia Halo, é possível fornecer energia sem a necessidade de cabos. Basta posicionar o veículo sobre uma espécie de tapete magnético do tamanho de uma folha de papel A4 para que a energia seja transferida para o receptor, acoplado no fundo do carro. "A tecnologia faz indução por ressonância magnética e é multi-bobina - por isso, o tapete não precisa ser alinhado perfeitamente, como os sistemas de bobinas únicas vistos em carregamentos por indução em smartphones, por exemplo. O conceito é que você possa ter essa conveniência para que veículos de diversas marcas não dependam de carregadores distintos, com tamanhos distintos", explica Roberto. O Halo também é compatível com alturas diferentes de veículos e até com certa obstrução entre o emissor e o receptor. Mesmo com um metro de neve entre as duas placas, o carregamento funciona com até 90% de eficiência.

Atualmente, o safety car da Fórmula E fica posicionado no final do pitlane, sobre um desses tapetinhos, a corrida toda. Enquanto permanece ali, a bateria é constantemente recarregada e assim, ele está sempre pronto para sair quando houver necessidade. "Hoje, o carregamento de 0 a 100% precisaria ser feito à noite, mas a tecnologia está evoluindo para um sistema de carregamento rápido. O conceito é a conveniência, com carregamento em diversos locais para dar uma autonomia extra ao veículo", explica Roberto. "Imagine uma fila de táxi coberta de Halo para que, enquanto os carros estiverem por ali, carreguem um pouquinho mais e completem a carga na garagem, à noite".

Roberto enxerga muito espaço para evoluir nesse cenário. Uma das possibilidades na Formula E é posicionar esses carregadores ao longo da pista e assim, os carros estariam sendo carregados "on the go", à medida em que estivessem se locomovendo. O empecilho, principalmente em veículos de corrida, é a velocidade: quanto mais rápidos forem os carros, mais se perde na transferência de energia. "Talvez seja um exagero no presente, mas imagine o futuro: a própria via pode oferecer serviços desse tipo e o carregamento pode ser contínuo, algo parecido com um carrinho de autorama", explica. Outra possibilidade é posicionar os carregadores em curvas e trechos mais lentos do circuito para otimizar o carregamento das baterias.

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Safety car da Formula E e a peça responsável pelo carregamento por indução (Foto: divulgação)

Apesar de ainda não estar disponível no mercado, Roberto acredita que o custo dessa tecnologia não será muito alto quando chegar ao consumidor final. "Do ponto de vista de material utilizado, é uma solução barata. Mas tem tecnologia de 10 anos que está embarcada no sistema e que precisa ser remunerada de alguma forma. Mas, com a escala, isso deve ser diluído". O desafio da empresa, agora, é trabalhar padrões para que o mercado todo siga na mesma direção, produzindo equipamentos que dialoguem dentro de um mesmo ecossistema. "Uma possibilidade é que carros elétricos como Tesla, Nissan Leaf e outros ofereçam o carregamento por fios, mas também ofereçam o Halo em paralelo para aumentar a adoção dessa tecnologia. Estamos claramente numa situação de 'ovo e galinha': a gente acredita que tem cada vez mais interesse, estamos propondo e fazendo as coisas da forma mais generosa possível para melhorar a adoção, mas é um desafio frequente."

A Qualcomm também tem como objetivo prover tecnologias de realidade aumentada para o público. Um aplicativo deve ser desenvolvido já para a próxima temporada, permitindo que os espectadores sigam os carros nos autódromos mesmo quando não estiverem visíveis a olho nu - basta apontar o celular para a direção desejada e ver a representação digital no display. Além disso, dados de telemetria poderão ser acompanhados em tempo real, na palma da mão do torcedor por meio do smartphone.

WEC: resistência e potência ao extremo

A WEC (World Endurance Championship) é destinada a protótipos esportivos e carros de turismo. As provas, geralmente, são longas - duram entre 6 e 24 horas - e, por isso, precisam contar com a tecnologia a favor da resistência dos veículos.

Aqui a eficiência energética também fala alto, já que quanto menos paradas para reabastecimento, melhor. Em 2015, o Audi R18 e-tron quattro, carro da fabricante que corre na categoria, é 2,5% mais econômico se comparado ao modelo do ano passado. Parece pouco, mas o motor elétrico já é responsável por fornecer 272 cavalos de potência de um total de 558 cv.

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24h de Le Mans, a etapa mais famosa da WEC (Foto: Divulgação)

O R18 é uma evolução do R8, modelo que teve sua estreia nas pistas mas ganhou as estradas alguns anos mais tarde. A tecnologia FSI (fuel-stratified injection), usada pelo R8 no início dos anos 2000, agora, está nos motores dos veículos esportivos da marca. "Em 2006, o R8 era um protótipo de corrida e os estudos mostraram que ele poderia ser um carro 'de verdade', acessivel às nossas ruas, e aí ele se tornou um carro comercial. Hoje continuamos fazendo isso com outras tecnologias", complementa Gerold.

Outro exemplo de transferência de tecnologia das pistas para as estradas é o Audi Space Frame (ASF), que é o chassi dos veículos. Hoje feito em alumínio, chega a ser 40% mais leve que os construídos em ferro.

No ano passado, a Audi experimentou mais uma evolução tecnológica na WEC que pode ganhar as ruas em breve. Os faróis a laser que equipam o R18 se mostraram bastante interessantes para as ruas das cidades. Além de super brilhantes, eles são capazes de ser guiados por GPS e iluminar regiões específicas do caminho. Em outras palavras, a luz "sabe", pelas coordenadas dos mapas, onde é a próxima curva e se projeta para aquele determinado espaço. "Sem dúvida nenhuma, é um farol muito mais seguro e econômico. O laser é capaz de economizar mais na parte elétrica do que o Xenon ou o LED", conclui Gerold.

O problema para que essa tecnologia chegue aos carros comuns é a legislação - Por enquanto, há regulações que se aplicam à forma como os faróis devem ser, mas a empresa garante estar lutando por essa mudança.

Fórmula 1 e o desafio da transmissão de dados

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F1 W06 Hybrid, o carro da Mercedes para a temporada 2015 de Fórmula 1 (Foto: divulgação)

Cada vez mais a Fórmula 1 vem se transformando não só num desafio de pilotos, mas também numa batalha de tecnologia. As diversas equipes se blindam com parcerias estratégicas, e trazem para perto de si o melhor das soluções de eficiência, comunicação, processamento e análise de dados. Afinal de contas, milésimos de segundos de vantagem podem representar milhões de dólares e um lugar no pódio.

Os carros de Fórmula 1 da temporada 2015 são muito mais complexos que os da temporada passada. A cada ano, mudanças no regulamento forçam o redesenho dos modelos, e novos desafios tecnológicos são lançados para os envolvidos.

Uma recente novidade, implementada no ano passado, é o ERS (Energy Recovery System). Como o próprio nome já entrega, trata-se de um sistema de reaproveitamento energético que transforma o calor gerado pelos freios e pelos gases emitidos pelo motor, transformando-os em potência extra. A aposta das montadoras é que essa tecnologia seja implementada em carros de passeio num futuro muito próximo.

Outro grande desafio da categoria é a comunicação entre piloto/carro e equipe. Os números não são oficiais, mas estima-se que um carro de Fórmula 1 modelo 2015 acumule entre 100 e 500 Kb de dados por segundo, gerados por 150 a 300 sensores acoplados ao veículo. Isso significa entre 1 e 2 Gb de dados gerados por corrida por carro. Num fim de semana completo, uma escuderia acumula 100 Gb de novas informações (contando também os treinos, qualificação e testes de equipamentos nos boxes). E um dos desafios é a transmissão desses dados sem fio e em tempo real - ou no menor espaço de tempo possível. "Hoje temos o seguinte problema na Fórmula 1; durante a corrida, os mecânicos têm acesso a dados de telemetria pelo rádio - mas são poucos se comparados ao total gerado. Então, como fazer o download de todos esses dados, processá-los e tomar decisões ainda durante a corrida? Uma das coisas que estamos trabalhando - e já até fizemos testes - é o seguinte: à medida que o carro está passando pelo pitlane, é possível estabelecer uma conexão de altíssima velocidade sem fio e fazer o download desses dados para fazer o processamento. Esse é um problema real da F1 que estamos tentando solucionar. A tecnologia WiFi está evoluindo para velocidades cada vez mais altas. Com isso, vamos dar asas à imaginação e fazer cada vez mais coisas", conclui Roberto.