terça-feira, 19 de Junho de 2018

 
Carga & Mercadorias
28-03-2016

O estado da arte
Contentores inteligentes
Os contentores inteligentes estão cada vez mais na ordem do dia e vários são os fatores que levam a isso. Um contentor diz-se inteligente quando tem associado um dispositivo eletrónico que remotamente consegue informar os seus gestores do seu estado de funcionamento/operação.


AS UNIDADES DE TRANSPORTE como os contentores, vagões ou semirreboques, até há poucos anos, não forneciam qualquer informação sobre o seu estado. No entanto, esta situação tem vindo a mudar. Ao nível dos semirreboques, quando estes estão acoplados sempre ao mesmo trator/camião essa informação já é obtida através dos sistemas de gestão de frotas. Para os contentores e vagões, os desafios tecnológicos para os tornar inteligentes são mais complexos. Um contentor diz-se inteligente quando tem associado um dispositivo eletrónico que remotamente consegue informar os seus gestores do seu estado de funcionamento/operação, como: localização, movimento/parado, porta aberta/fechada, temperatura, ligado/desligado (em contentores frigoríficos), etc. Para isso, além de um recetor de geoposionamento e um módulo de comunicações, possui vários sensores, tornando-os assim em contentores “inteligentes”. A Figura 1 apresenta o diagrama de blocos típico de um destes dispositivos. Em seguida são descritos, em termos tecnológicos, o estado da arte de cada um dos blocos, o que se prevê para o futuro e quais as vantagens para a operação logística.
 
Sistemas de geoposicionamento/localização
Em termos tecnológicos, existem cada vez mais sistemas de geoposicionamento/localização (navegação por satélite) designados por GNSS (Global Navigation Satellite System). Destes sistemas, o mais conhecido e utilizado é o GPS (Global Positioning System), que foi desenvolvido pelos Estados Unidos da América. A Figura 2 apresenta a constelação de satélites do sistema GPS. Posteriormente, e devido a questões estratégicas, outros países/regiões desenvolveram ou estão a desenvolver os seus próprios sistemas de geoposicionamento para conseguir independência face ao sistema norte-americano. Assim, surgiram outros sistemas, nomeadamente o sistema GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System), desenvolvido pela Rússia, o sistema BeiDou, desenvolvido pela China, o sistema IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System), desenvolvido pela Índia, e finalmente o sistema Galileo, desenvolvido pela União Europeia, que ainda se encontra a ser finalizado.



Com esta evolução tecnológica ao nível das constelações de satélites, houve também diversos avanços ao nível dos recetores GNSS. Estão cada vez mais compactos, com melhor eficiência energética e com melhor sensibilidade, ou seja, conseguem receber sinais mais fracos. Para além disto, alguns destes recetores conseguem descodificar informação em simultâneo de vários sistemas (ex. GPS + GLONASS), conseguindo uma maior disponibilidade, maior precisão nas coordenadas obtidas, bem como a obtenção mais rápida de uma coordenada geográfica. Esta última caraterística é especialmente importante dado que sendo inferior o tempo necessário para obtenção de coordenadas, consegue-se aumentar a autonomia dos equipamentos de localização, caraterística importante caso estes estejam instalados em contentores desprovidos de energia (ex. contentores secos). Ao nível da precisão, os sistemas enunciados anteriormente ainda podem ser complementados pelos sistemas EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), desenvolvido pela ESA (Agência Espacial Europeia) e Comissão Europeia, e pelo WAAS (Wide Area Augmentation System), desenvolvido pela Administração da Aviação Federal dos Estados Unidos da América, devido a estes utilizarem estações terrestres que fazem pequenas correções aos sinais provenientes dos satélites, melhorando, assim, a precisão.



Comunicações
Ao nível das comunicações de dados existem cada vez mais tecnologias disponíveis e com custos também diversos. Existem dois tipos principais de comunicações: terrestres e via satélite. Ao nível das comunicações terrestres pode-se utilizar as várias gerações das comunicações móveis como o GPRS (General Packet Radio Service), baseado na rede GSM (Global System for Mobile Communications), que está amplamente implementada a nível mundial, ou utilizar as redes 3G ou 4G, que ainda estão em fase de implementação nos países menos desenvolvidos. Já há armadores que têm navios com estações base GPRS a bordo permitindo, assim, que os contentores com esta tecnologia consigam ter comunicação mesmo no mar. Mais recentemente surgiram algumas redes mais focadas para o IoT (Internet of Things) como o Sigfox que tem os custos de comunicações mais baixos, mas simultaneamente ainda tem pouca cobertura. As comunicações via satélite como o Inmarsat ou Iridium têm a vantagem de possuir cobertura no mar/oceano, mas têm como desvantagem os custos dos módulos de comunicações, bem como das respetivas comunicações serem mais elevados. Deste vasto conjunto de tecnologias e algumas de implementação mundial, é cada vez mais provável o contentor estar num local com cobertura e assim conseguir comunicar com sucesso.



Baterias e captação de energia

Além do uso de baterias de lítio, por forma a aumentar a autonomia dos dispositivos especialmente se associados a contentores desprovidos de energia, tendencialmente tem-se vindo a utilizar a técnica do Energy Harvesting. Esta técnica permite capturar a energia existente no meio ambiente como a solar, vibrações, hídrica, térmica, eólica, rádio frequência, etc (Tabela 1). No âmbito do projeto QREN designado de SASPORT (Sistema de localização Auto-Suficiente com detecção de PORTagens), a empresa Dailywork investigou e desenvolveu um dispositivo nesta nova área de conhecimento, constatando que, para o setor dos transportes, as fontes mais adequadas são especialmente a solar e a das vibrações, mas esta última com consideravelmente menor geração de energia. Devido a este facto, os dispositivos existentes no mercado com Energy Harvesting tipicamente utilizam apenas a energia solar.

Sensores
Os sensores, que são acoplados aos dispositivos de localização e, por sua vez, aos contentores, permitem tornar o contentor inteligente. Os sensores a integrar irão ter impacto no custo final do dispositivo e alguns também têm impacto na autonomia do dispositivo, visto necessitarem de mais energia. Desta forma, um contentor vai possuir os seguintes sensores: estado da porta, movimento, temperatura, humidade, aceleração (detetar impactos bruscos) e disponibilizar comunicações com periféricos para que possa dialogar com outros dispositivos (ex. controlador de contentores frigoríficos). Há ainda a possibilidade de acoplar sensores de volume para perceber se o contentor está cheio ou vazio, sendo que este tem impacto negativo na autonomia do dispositivo. Para permitir uma identificação local eletrónica do contentor pode adicionar-se uma interface NFC (Near Field Communication), que boa parte dos telemóveis já possui, evitando assim erros na leitura ótica da “matrícula” dos contentores. A juntar a isto, uma interface de comunicação sem-fios em rede de curto-alcance, possibilita a comunicação entre contentores e desta forma consegue-se associar o posicionamento geográfico a um contentor que não tem visibilidade para os satélites. Outro exemplo que permite aumentar a autonomia do dispositivo, dado que deixa de ser necessário ativar o recetor GPS, é a associação entre o contentor e o meio de transporte, conseguindo-se assim um tracking em tempo real (tirando partido do posicionamento indicado pelo trator do veículo pesado, da locomotiva ou do navio).

Cadeia logística
Com o maior número de dispositivos instalados nos contentores e com o histórico existente, os gestores dos contentores vão perceber rapidamente quais os operadores de transporte num dado setor (rodoviário, ferroviário, marítimo, aéreo) são mais eficientes para um determinado percurso, podendo, assim, escolher o parceiro de transporte de acordo com a melhor eficiência/custo. O custo dos dispositivos tem vindo a diminuir devido à progressiva diminuição dos custos dos componentes eletrónicos. Associado ao equipamento é fornecido um serviço que permite o acesso a uma plataforma com mapa mundial georefenciado onde é possível verificar o estado (parado/movimento, porta aberta/fechada, etc) dos vários contentores bem como o histórico. Este serviço tipicamente é prestado sob a forma de mensalidade por contentor, tendo este também vindo a diminuir devido à redução dos custos quer das comunicações quer do alojamento na nuvem (cloud). Assim, estão reunidas as condições para que os contentores inteligentes sejam uma realidade.

Tendência
Um grande operador mundial de transportes entrou no capital de uma empresa de IoT, percebendo que os contentores inteligentes e este tipo de comunicações são o futuro. Atualmente, os contentores ditos inteligentes têm de instalar ou adaptar este tipo de dispositivos aos vários tipos de contentores existentes. Os contentores frigoríficos são os que exigem menos desafios ao nível da autonomia, uma vez que quando transportam carga perecível estão a ser alimentados e, por conseguinte, podem fornecer energia aos dispositivos de geolocalização, carregando assim uma bateria recarregável. Já para os contentores secos ou tanques, o desafio é substancialmente superior, já que estes não fornecem alimentação e não há muitos dispositivos no mercado com autonomias reais de vários anos.

No futuro, a tendência será os contentores virem de fábrica com este tipo de dispositivos como opção, tal como já acontece com alguns tratores/camiões com sistemas de gestão de frotas (ex. Volvo) ou mesmo sistemas de navegação para veículos que inicialmente adquiria-se equipamentos das empresas: TomTom, Garmin ou NDrive. Atualmente, a maior parte dos veículos já vêm com estes sistemas de navegação. Não se sabe é quanto tempo irá demorar esta tendência a acontecer, neste momento tem de se acoplar dispositivos para se ter contentores inteligentes.


Contentores frigoríficos
O RMM+ da Emerson é um dispositivo para contentores frigoríficos que permite comunicação com o controlador deste tipo de contentores.




in TR155
por: Ricardo Prata
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