Compósito é ou será uma realidade nos veículos?

Compósito é ou será uma realidade nos veículos?

Caros leitores, nesta edição pretendo abordar um tema que está sendo constantemente discutido no setor automotivo em novos P&D e tem sido uma aposta de aplicação para um futuro próximo. Assim, dedico esta coluna ao assunto material compósito. Logo de saída, já relato um debate do uso correto desta palavra: se não deveria chamar material composto. Enfim, deixo esta parte para as autoridades em linguística decidirem. Começo esta discussão na tentativa de explicar se o material compósito é realmente uma aposta forte para aplicação no veículo em substituição às ligas de metais, como o alumínio e o aço, e complemento esta questão exclusivamente para o universo automotivo brasileiro, o qual tem um mercado muito específico, diferentemente dos mercados europeu e americano.

Primeiramente, temos que pensar em termos de propriedades mecânicas e esta é uma pergunta da qual já se conhece parte e sabe-se que o material compósito pode atender muito bem às aplicações mais comuns dos metais. Cito o exemplo recente de novas peças da carroceria veicular, como o capô, que é normalmente fabricado em aço, alguns casos em alumínio e algumas opções em compósitos. A decisão de usar aço ou alumínio já foi discutida em colunas anteriores, mas a direção de se partir para compósitos é uma opção pouco explorada em nosso meio. Sabe-se que a quantidade de veículos produzidos é um dos fatores principais desta decisão, ou seja, para um específico tipo de compósito, como por exemplo o SMC (Sheet Moulding Compound – Compósito de Moldagem de Chapa), define-se uma regra para viabilizar o negócio, considerando a quantidade de peças produzidas por ano. Ou seja, para este caso específico, o número aproximado de até 80 mil peças/ano, o compósito é vantajoso economicamente. Já além desta quantidade, este produto passa a não ser vantajoso, devido ao efeito das amortizações do custo de ferramentais alcançadas nas aplicações em metais.

Outros produtos de grandes interesses, como fibra de carbono, têm um forte apelo nas questões de segurança veicular[1] e criou-se uma demanda nos veículos de alto desempenho e esportivos, e a partir disso sabe-se que existe uma previsão estratégica no segmento automotivo global. Ou seja, este material já está sendo considerado em estudos de longo prazo para estar presente na produção de veículos de alta escala. Temos que considerar que os melhores resultados observados em crash test estão associados ao uso destes materiais, como explica a sua aplicação intensiva na Fórmula 1, e ainda em somatória as estas questões, o ganho e elevada eficiência energética obtida pela redução em massa nos produtos automotivos.

O universo de aplicação de compósitos[2] tem crescido muito e se ampliado para vários segmentos além do automotivo, como por exemplo o setor de energia eólica, de construção e aeroespacial. No setor automotivo, os mais comuns estão na aplicação dos compósitos de fibra de vidro e talco. Outros mais ecológicos como as fibra naturais, por exemplo bambu e coco e aqueles mais avançados, com aplicação de nano argilas, do tipo montmorilonita [3], que fazem parte de vários estudos atuais em centros de pesquisas; materiais com emprego de nano celulose também têm sidos exploradas[4].

Dentro desta enorme gama de aditivos, ainda se agregam números na classificação do material-base constituído por resinas, multiplicando-se exponencialmente para uma infinidade de opções poliméricas. Atualmente, toda questão em se viabilizar estes produtos esbarra inicialmente no fator comercial, ou seja, mesmo o produto tendo um desempenho estrutural superior, ainda é o custo o fator decisivo. Portanto, as oportunidades de P&D estão fortemente atreladas nas novas rotas de manufaturas destes materiais, visando tornar estes produtos mais competitivos.

Um outro ponto que precisa ser melhorado é o acesso à informação no sentido de apresentar  as oportunidades de emprego destes materiais aos fóruns automotivos de projetos, que em via de regra acabam não explorando estas oportunidades, ou por falta de tempo ou desconhecimento do produto. Adicionando valor a esta questão, tenho presenciado estudos nas junções de compósitos com metais[5], como por exemplo as folhas de alumínio laminadas em folhas de compósitos diretamente nas linhas de laminação, obtendo uma alta produtividade e uma sinergia de benefícios e ainda novas propriedades mecânicas e físicas, como as de tenacidades, acústicas e térmicas, que são temas que precisam ser mais explorados nas comunidades acadêmicas.

A melhor recomendação que devemos seguir seria o fortalecimento desta cadeia pela proximidade dos grandes produtores de materiais nesta área de compósitos aos centros de pesquisas, guiando para os novos avanços no setor de P&D e propor comparações contra os produtos metálicos que estão reinando livremente neste enorme segmento de peças automotivas. Lembrando que, na escala cronológica de aplicações de materiais neste setor, o aço demanda atualmente em forte escala, posteriormente o alumínio terá sua vez e em um futuro, de médio a longo prazo, os compósitos terão sua oportunidade neste segmento. Mas nesta disputa, ainda vamos presenciar a forte presença dos metais se fortalecendo com novos produtos que ainda estão sendo desenvolvidos nos centros de P&D, sendo uma reação estratégica que pode até inibir o momento do compósito dentro do setor automotivo.

Enfim, tudo isto faz parte de uma corrida contra o tempo, tratando de questões de interesses, oportunidades e investimentos. Muito obrigado e até a próxima coluna.

 

Referências


[1] http://feiplar.com.br/materiais/palestras/SAMPE/apresentacao/senna.pdf;
[2] http://www.owenscorning.com.br/pt-br/compositos-produtos-home;
[3] http://www.ige.unicamp.br/espectrobauxita/montmorilonita.html; http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=000862924;
[4] http://www.inova.unicamp.br/sici/visoes/ajax/ax_pdf_divulgacao.php?token=yWk1BWUW;
[5] www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-30072010…/VENTURINI.pdf.
Marco Antonio Colosio
Marco Antonio Colosio
Diretor de Associação e Atividades Estudantis da SAE BRASIL. Chairperson do Simpósio SAE BRASIL de Materiais Novos e Nanotecnologia. Engenheiro Metalurgista e Doutor em Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - USP. Professor titular do curso de Engenharia de Materiais da Fundação Santo André, lecionando diversas disciplinas na área da Metalurgia. Colaborador e associado da SAE BRASIL com mais de 29 anos de experiência no setor automotivo nos campos de especificações de materiais, análise de falhas e inovações tecnológicas

1 Comentário

  1. wilmar gomes guimaraes disse:

    Att. Professor Dr. Marco Antonio Colosio.
    Lí o seu artigo Compósito é ou será uma realidade nos veículos?
    Para o segundo semestre deste ano estamos iniciando o desenvolvimento de fibras de bananeira para uso industrial.
    Desenvolvemos um equipamento para produção de fibras de bananeira.
    As aplicações seria no ramo automotivo, construção civil e cordas.
    Gostaria de fazer uma pergunta: qual a possibilidade de usar a fibra de bananeira na área automotiva e de compósitos?
    Ou se tem alguma universidade brasileira que tem trabalhos nesta área?
    wilmargomesguimaraes@yahoo.com.br

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *