Carros mais leves e econômicos – Ford pesquisa novos compostos
utilização de fibra de carbono em seus automóveis. Já há segundo a matéria
replicada no final deste texto (detalhando mais o assunto), subprodutos dessa pesquisa
em utilização pela empresa. Mas quero brevemente discutir outro aspecto dessa
iniciativa.
Desde a primeira crise do petróleo em 1973 o mundo começou a acordar para uso
mais eficiente do nobre recurso finito que é o petróleo. Os até então
espetaculares e beberrões motores de 8 cilindros começaram a ser substituídos
por soluções mais econômicas. A cada novo choque do petróleo (vários ocorreram)
ou entre as crises alguma inovação surgia. Por exemplo nesta fase o sistema de
injeção eletrônica tomou o lugar dos antigos carburadores e distribuidores.
Turbo compressores antes usados apenas para extrair potências monstruosas dos
motores passaram a compor sistemas mais eficientes e até econômicos (ainda com
potencial de entregar grande quantidade de potência e torque). Avançando mais
rapidamente esta história chegamos atualmente na era dos veículos híbridos que
quebraram um paradigma na concepção das unidades motrizes. Aliás, tive o prazer
de discutir este assunto no “videocast” do site Vida Moderna bastante. Fica o
convite para assistirem os vídeos neste link.
Chegando ao tema deste texto, usar fibra de carbono é uma outra quebra de
paradigma. Diria que existe uma analogia com o que acontece com os notebooks e
smartphones. A tecnologia de baterias evolui mais lentamente do que a volúpia
por miliampéres consumidos pelas dúzias de aplicativos usados diariamente
nestes dispositivos. Assim, visando oferecer mais autonomia a busca pela
eficiência (usar melhor a carga existente) tornou-se a tônica entre os pesquisadores
e fabricantes. Sistemas que diminuem a velocidade quando pouco usados, hibernam
quando sem uso, aplicativos ociosos fechados, etc. Tudo para ganhar preciosos
minutos para seu usuário extraídos não apenas de uma bateria melhor e sim do
uso mais inteligente do recurso existente.
No caso dos notebooks e smartphones é um pouco mais drástico porque eles
diminuem de tamanho e notadamente de espessura cada vez mais. Isso torna o
espaço para as baterias ainda mais exíguo. Tarefa difícil desses engenheiros
eletrônicos.
Mas no mercado automobilístico algo similar acontece. São motores de 3
cilindros (conhecido fenômeno do downsizing), válvulas mais inteligentes,
controle sofisticado do fluxo de combustível e da própria combustão… Mas há
certos limites. Infelizmente uma das intransponíveis leis da termodinâmica
explica indubitavelmente que não será superada a barreira da eficiência de 30%
nos motores de combustão interna a gasolina (um pouco melhor para os motores a
diesel). Assim toda inventividade dos engenheiros deve ser para direções menos
óbvias, fora do ponto focal motor propriamente dito para obter economia de
combustível.
Diminuir o peso é relativamente óbvio. Afinal uma economia de 100 Kg
(equivalente a uma pessoa a mais no carro e porta-malas carregado) é suficiente
para aumentar o consumo em 10% a 20%. O que dizer de reduzir o peso de um carro
pela metade, carros que pesam entre 1000
e 2000 Kg!!!
A fibra de carbono existe há bastante tempo, mas por conta de seu custo elevado
vinha sendo usada apenas em aplicações muito especiais. Aviões, carros de
competição (como a Fórmula 1) e carros de passeio de alto desempenho já têm
partes feitas em fibra de carbono. É um material que tem praticamente o dobro da
resistência do aço comum com quase a metade do peso. Por isso tem os resultados
são tão dramáticos.
Vejo como mérito da iniciativa da Ford a busca de uma solução que tenha um
compromisso técnico e financeiro. Ele vem desenvolvendo por meio de suas
parcerias com empresas especializadas materiais compostos de fibra de carbono,
aço, aço boro, alumínio, que levem às economias de peso (e energia) próximas do
nível de carros supostamente feitos puramente com fibra de carbono. E como tudo
na indústria, achando uma boa solução de custo-benefício o fator escala de produção
se incumbirá de trazer para o patamar da popularização esta nova forma de
construir carros, com benefícios para todos!! Eu quero que um de meus próximos
carros pese apenas 700 kg e renda 20 Km/l na cidade. Chegaremos lá? Porque
não??!!
DowAksa e o Departamento de Energia dos Estados Unidos para pesquisar a
produção e uso em larga escala de fibra de carbono nos automóveis. O objetivo é
desenvolver componentes de fibra de carbono de baixo custo para tornar os
veículos mais leves e aumentar a economia de combustível, sem perda de
desempenho. O conceito Ford GT com carroceria de fibra de carbono e o Mustang
Shelby GT350R com rodas desse material, apresentados no Salão de Detroit, são
exemplos dessa aplicação.
recém-criado Instituto para a Inovação da Manufatura de Compostos Avançados,
criado pelo governo dos EUA e integrado à Rede Nacional para a Inovação da
Manufatura, apoiada pelo Departamento de Energia dos EUA.
participação nessa organização aumentam significativamente o alcance do nosso
trabalho”, diz Ken Washington, vice-presidente de Pesquisa e Engenharia
Avançada da Ford. “Nós temos uma verdadeira aliança de pessoas altamente
talentosas trabalhando para levar os materiais automotivos a um novo nível.”
Ford com a DowAksa – uma joint-venture 50/50 entre a Dow Chemical Company e a
Aksa Akrilik Kimya Sanayii – é superar o alto custo e a disponibilidade
limitada de fibra de carbono, desenvolvendo um processo viável de fabricação em
alto volume. A Ford e a Dow Chemical começaram a trabalhar juntas em 2012 para
desenvolver compostos de fibra de carbono de baixo custo e alto volume.
atual de desenvolvimento da Ford com a Dow Chemical e acelera o nosso
cronograma para a introdução de compostos de fibra de carbono em aplicações de
alto volume”, diz Jim deVries, gerente global de Pesquisa de Materiais e
Manufatura da Ford.
engenharia e manufatura de alto volume complementa a força da DowAksa na
produção de compostos de carbono para a criação de peças muito mais leves que
os componentes de aço, sem perda de resistência.
DowAksa vai ajudar efetivamente na superação de barreiras para o uso de
compostos de fibra de carbono em aplicações automotivas de alto volume”,
diz Douglas Parks, membro do Conselho da DowAksa e um dos participantes da
fundação do Instituto para a Inovação na Manufatura de Compostos Avançados.
“O novo instituto oferece uma plataforma de colaboração para acelerar o
nosso progresso.”
extremamente baixo, os compostos de fibra de carbono têm sido usados há décadas
em aviões e carros de corrida. As propriedades de resistência do material podem
ser adaptadas a um determinado componente para torná-lo mais rígido ou flexível
conforme a necessidade.
material capaz de reduzir significativamente o peso do veículo e aumentar a
economia de combustível para os clientes”, diz Patrick Blanchard,
supervisor de Materiais da Ford. “A flexibilidade da tecnologia permite
desenvolver materiais para todos os subsistemas dos veículos, em toda a linha
de produtos, com uma redução de peso de mais de 50% comparado ao aço.”
parte importante do plano “Blueprint for Sustainability” da Ford para a redução
do consumo de combustível e das emissões. O New Fiesta com a aplicação de aço
boro na carroceria e a nova F-150 com liga de alumínio de nível militar são
exemplos dessa filosofia.
Ford usando materiais como alumínio, aço de alta resistência, magnésio,
compostos e fibra de carbono em quase todos os sistemas, permite que o sedã
grande tenha o mesmo peso de um compacto Fiesta – uma redução de cerca de 25%.
O aprendizado obtido com esse conceito pode levar as tecnologias de baixo peso
a uma escala muito maior. A Ford e a DowAksa estão trabalhando também para
reduzir o consumo de energia e o custo das matérias-primas na produção de
componentes de fibra de carbono, além de desenvolver processos de reciclagem.
