Utilização de materiais menos densos em sistemas automotivos e sua aplicabilidade

Utilização de materiais menos densos em sistemas automotivos e sua aplicabilidade

Partindo de um movimento iniciado nos Estados Unidos, o desenvolvimento de tecnologia capaz de aumentar a eficiência de elementos veiculares tem sido uma busca incessante. O movimento consistia em uma lei que obriga os fabricantes da indústria automotiva e de transportes a aumentarem a economia de combustível de seus veículos para aproximadamente 15 km/litro até o ano de 2020 motivou a normalização em escala global.

Motores mais eficientes e motores elétricos não podem ser inteiramente encarregados dessa tarefa, para tanto, materiais mais leves e de força equivalente ou superior às ligas metálicas mais presentes no chassi dos atuais carros são alvos de desenvolvimento constante na indústria automotiva. A importância desse segmento na tecnologia é refletida em dados publicados que indicam o aumento da eficiência de combustível a cada 10% de redução do peso nos automóveis, sendo facilmente alcançada na substituição por componentes mais leves. Os recentes protagonistas em pesquisas voltadas a larga utilização nos futuros automóveis são aços desenvolvidos, alumínio e fibra de carbono, cada um deles apresentando pontos favoráveis quanto à economia, processos de fabricação e resistência/manutenção.

Os conhecidos “aços desenvolvidos” são assim chamados quando são comparados com a larga utilização de aços no começo da era industrial quando ainda eram mais rústicos e, por consequência, mais pesados. A evolução nesse segmento foca-se no emprego de processos de fabricação que os tornam mais leves e ainda assim resistentes, conservando sua facilidade no âmbito de mercado.

O alumínio, por sua vez, é um material que se encontra em constante pesquisa, seu estado original, ou seja, puro, é de aparência “mole”, entretanto, processos térmicos e de encruamento o tornam mais resistente, chegando a ser comparado com o aço. Esse benefício o torna ainda mais atrativo para o meio industrial, pois suas características básicas como baixa densidade, resistência e a alta capacidade de ser reciclado são, em vários pontos, favoráveis ao mercado.

Compósitos de fibra de carbono embora fisicamente mais eficientes quanto a resistência e leveza são de difícil acesso no mercado, sendo mais empregados em grande quantidade em produtos de alta performance. Em carros populares ainda são encontrados em menor escala para diminuir vibrações e impacto.

Segundo Scott Miller, diretor global de massa, energia e aerodinâmica da General Motors a distribuição de peso em veículos comuns é dada por 37% de corpo do carro, 30% de chassis, 14% powertrain, 12% do interior, 4% em elétrica e 3% em HVAC (heating, ventilating, and air conditioning) e sistema de resfriamento do powetrain, denotando a necessidade de foco nos segmentos estruturais.


A equipe Fórmula Route UFSCar busca a cada protótipo a otimização da estrutura por meio da redução de peso, diminuição do centro de gravidade do carro e rigidez torcional. A utilização de aço é uma exigência do regulamento, portanto, a cada projeto visamos a melhor maneira de posicionar os subsistemas e conformar os tubos para atingir melhorias e soluções de forma viável e vantajosa economicamente.

 

Referência foto de capa: “Ferrari Formula 1 lineup at the Nürburgring” by Edwin van Nes from IJsselstein, Netherlands – Flickr. Licensed under CC BY 2.0 via Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ferrari_Formula_1_lineup_at_the_N%C3%BCrburgring.jpg#/media/File:Ferrari_Formula_1_lineup_at_the_Nürburgring.jpg

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