Carros voadores, como os que cruzam os céus do desenho animado Os Jetsons, lançado nos anos 1960, ou da distopia futurista Blade Runner, de 1984, foram durante muito tempo apenas peça de ficção científica. Hoje, há várias iniciativas tentado tornar essas aeronaves realidade. Projetos de veículos voadores elétricos capazes de levar passageiros de um lado para outro, como se fossem táxis aéreos, são executados por diversas empresas ao redor do mundo. Conhecidos pela sigla eVTOL, acrônimo em inglês para veículo elétrico que decola e pousa na vertical, esses aparelhos estão sendo projetados para reduzir os congestionamentos e melhorar a qualidade do ar nas grandes cidades. Para que isso ocorra, vários desafios precisam ser superados, a começar pela viabilidade técnica dos próprios veículos.
Os japoneses da Toyota fizeram em julho o primeiro voo experimental do protótipo de seu carro voador, o SkyDrive, uma das estrelas da abertura dos Jogos Olímpicos de Tóquio de 2020. A aeronave terá como missão acender a pira olímpica da competição. Também em meados deste ano, a cidade de Washington, nos Estados Unidos, sediou o maior evento global focado em projetos de eVTOL. Um dos conceitos apresentados no Uber Elevate Summit foi concebido pelos engenheiros da EmbraerX, subsidiária para negócios inovadores da brasileira Embraer. Projetada para transportar quatro passageiros, mais o piloto, a aeronave foi desenhada com um sistema propulsor composto por dez rotores (ou hélices) de baixo ruído e duas asas fixas.
Para Antonio Campello, CEO da EmbraerX, a mobilidade aérea urbana evoluirá para se tornar um importante meio de transporte na próxima década. O protótipo da empresa é somente um dos que integram uma iniciativa global lançada pela Uber há três anos. Após os resultados frustrantes com o UberCopter, modalidade em que as pessoas podiam chamar helicópteros por aplicativo, a empresa resolveu investir em um novo tipo de transporte aéreo compartilhado e lançou o programa Uber Elevate. O plano da Uber é iniciar operações comerciais a partir de 2023.
Os eVTOLs conjugam características de helicópteros e aviões. Como os primeiros, pairam, decolam e pousam verticalmente – por isso, não precisam de pistas longas para operar. Também podem se deslocar para frente, para trás e para os lados. Uma diferença entre eles está na concepção de asas fixas, estrutura que não existe nos helicópteros, e na quantidade de rotores. Enquanto a maioria dos helicópteros modernos tem dois rotores – o maior, geralmente situado acima da cabine, responsável pelo movimento de subida e descida do aparelho e algumas manobras, e um menor, na cauda, também usado para fazer manobras –, os eVTOLs estão sendo projetados para ter vários rotores e atuando em conjunto.
A principal semelhança entre eVTOLs e aviões é a existência de asas fixas. “Elas conferem mais estabilidade durante o voo e maior autonomia [tempo máximo de voo ou distância máxima percorrida pelo veículo]”, explica o engenheiro eletricista Guilherme Augusto Silva Pereira, do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Segundo ele, o fluxo de ar que passa sob as asas ajuda a manter a aeronave por mais tempo no ar, gastando menos energia.
Outro diferencial dos eVTOLs é que, além de serem elétricos, podem ter fontes híbridas de energia, como baterias, células fotovoltaicas e células a combustível. Aviões e helicópteros utilizam principalmente querosene de aviação, combustível derivado do petróleo, para mover seus motores, embora existam projetos em andamento de aviões elétricos.
Sem pilotos
Os eVTOLs do programa da Uber deverão voar entre 240 e 320 quilômetros por hora (km/h) em uma altitude que vai variar de 330 a 600 metros (m), segundo estudo divulgado pela companhia – velocidade e nível de voo semelhantes aos dos helicópteros. Uma única recarga de bateria deverá ser capaz de proporcionar autonomia de voo de quase 100 km. A expectativa é de que uma viagem entre o centro de São Paulo e o de Campinas, distantes cerca de 100 km, possa ser feita em até 18 minutos com os veículos voadores – o trajeto de carro é percorrido em mais de duas horas.
Embora planejados para serem autônomos, ou seja, voarem sem intervenção humana, essas aeronaves deverão ser inicialmente conduzidas por pilotos. As metrópoles de Dallas e Los Angeles, nos Estados Unidos, e Melbourne, na Austrália, estão programadas para sediar os primeiros voos-teste do programa Uber Elevate, planejados para acontecer em meados de 2020.
A Uber quer construir para seus carros voadores locais específicos de pouso e decolagem, chamados skyports, mas também espera contar com a infraestrutura de heliportos de algumas cidades, como São Paulo, um dos centros urbanos cotados para receber os eVTOLs da empresa. A cidade dispõe de uma das maiores frotas globais de helicópteros, composta por 420 aparelhos, e quase 200 heliportos ativos.
O engenheiro de controle de automação Guilherme Vianna Raffo, do Departamento de Engenharia Eletrônica da UFMG, explica que, do ponto de vista acadêmico, o desenvolvimento de eVTOLs se encontra bastante avançado. “Vários sistemas de navegação e controle para detecção e desvio de obstáculos, identificação de falhas de sistemas e manobras agressivas estão sendo ou já foram criados para ser acoplados a essas aeronaves”, diz Raffo, que trabalha com eVTOLs desde o doutorado realizado na Universidade de Sevilla, na Espanha, entre 2007 e 2011. O pesquisador participa atualmente de um projeto executado pelas universidades Federal de Minas Gerais (UFMG), Federal de Santa Catarina (UFSC) e de Sevilha cuja finalidade é desenvolver um eVTOL para apoiar o serviço de resgate e atendimento médico de urgência da Espanha.
Os principais grupos de estudo nessa área, de acordo com Raffo, estão no Laboratório Geral de Robótica, Automação, Sensoriamento e Percepção da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, no Instituto de Sistemas Dinâmicos e Controle do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, e no Grupo de Robótica, Visão e Controle da Universidade de Sevilha. No Brasil, a UFMG, o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em São José dos Campos (SP), a Universidade de São Paulo (USP), campus de São Carlos, e a UFSC se destacam na realização de pesquisas visando ao aperfeiçoamento das tecnologias.
Os projetos na área estão sendo executados pelas próprias empresas ou em colaboração com universidades e outras instituições. É o que a Uber está fazendo. Para viabilizar em tão pouco tempo essas aeronaves, a empresa firmou parcerias com a Boeing, a fabricante de helicópteros Bell, a agência espacial norte-americana (Nasa), a Universidade do Texas, em Austin (EUA), e a Escola Politécnica de Paris, na França. Com esta última, criou um Centro Avançado de Pesquisa e Desenvolvimento, o primeiro do grupo fora dos Estados Unidos, fruto de um investimento de cerca de € 20 milhões (R$ 93 milhões) nos próximos cinco anos. O centro francês realizará pesquisas para o desenvolvimento de protótipos de eVTOLs e se dedicará à criação de uma infraestrutura para apoiar o deslocamento desses veículos nas cidades.
No Brasil, além de trabalhar em um conceito de eVTOL, a Embraer estuda a implementação de um ecossistema de pesquisa e desenvolvimento (P&D) que viabilize o atendimento da potencial demanda por esse novo tipo de mobilidade urbana. Isso envolve, entre outras coisas, o aprimoramento do sistema de controle de tráfego aéreo urbano. “É imprescindível garantir rotas de navegação seguras para essas aeronaves”, declara o cientista da computação Felipe Leonardo Lôbo Medeiros, do Instituto de Estudos Avançados do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (IEAv-DCTA), em São José dos Campos.
A Atech, subsidiária da Embraer especializada em soluções para o tráfego aéreo, já trabalha em um sistema capaz de integrar a futura demanda de uso do espaço aéreo urbano brasileiro pelos eVTOLs. A ideia é garantir a convivência segura dos diversos serviços de transporte aéreo (aviões, helicópteros e eVTOLs). “A demanda por voos deverá aumentar muito nas próximas décadas e será preciso um sistema capaz de gerenciar essa carga de aeronaves no espaço aéreo urbano”, explica Marcos Resende, diretor de negócios e tecnologia da Atech.
A empresa tem experiência na área e criou, em parceria com o Departamento de Controle do Espaço Aéreo (Decea), subordinado ao Comando da Aeronáutica, os sistemas de controle e gestão de tráfego aéreo civil e militar em operação no país. “Estamos usando nosso conhecimento e experiência para, em conjunto com a EmbraerX e o Decea, pensar em como será esse processo no momento em que os céus das cidades forem tomados pelos eVTOLs”, comenta Resende.
Do outro lado do mundo, a China está atenta à nova tecnologia dos carros voadores. Recentemente, a autoridade de aviação civil chinesa publicou um esboço de diretrizes sugerindo o estabelecimento de padrões regulatórios para eVTOLs até o próximo ano. O país espera ter em operação até 2035 um sistema de gestão aérea que inclua essas aeronaves.
