Olá pessoal que acompanha o site dos Nobres do Grid, A nossa coluna deste mês foi elaborada a quatro mãos. Para evitar de escrever alguma besteira, procurei a “ajuda dos universitários”... mas não os alunos. Procurei um PhD em resistência de materiais, nosso também colunista Professor Luiz Mariano, que contribuiu em muito com algumas dúvidas técnicas. Que eu tinha. Assim como em diversos seguimentos da indústria, o setor automobilístico trabalha todos os dias para criar produtos mais eficientes, mais ecológicos e, mais acessíveis aos seus potenciais compradores. Dentre as maiores mudanças que a indústria automobilística passou nos últimos 50 anos, a substituição de diversos componentes metálicos e de madeira existentes nos veículos automotores foi uma das que causou maior impacto – ao menos visualmente – aos olhos e às opiniões dos compradores. “Bom mesmo eram os carros de antigamente, que eram de ferro, com parachoques grossos e lataria resistente...” quantas vezes eu já ouvi isso perdi a conta. E em casa, marido ainda sai com essa umas duas vezes por ano... mas a resposta que eu darei aos leitores do nosso site vai ser um pouco diferente da que dou em casa. Há alguns anos os plásticos estão tomando conta dos nossos veículos. É uma mudança irreversível. A necessidade de carros que consumissem menores quantidades de combustível e que fossem eficientes, seguros e confortáveis, surgiu em 1973 e 1979 com as crises do petróleo. A partir daí, a indústria automobilística começou a substituir materiais tradicionais por materiais plásticos. Com as inovações de polímeros de alto desempenho (polímeros que possuem resistência mecânica, térmica e química) as necessidades foram solucionadas e, hoje, o plástico constitui parte essencial dos automóveis. Além da redução de peso, os materiais plásticos necessitam de menos energia para serem produzidos, o que contribui para a redução das emissões de gases e resíduos. Outro ponto para o meio ambiente, é que esses materiais são mais duráveis, diminuindo a demanda de peças de reposição. Independente do fabricante, o uso dos plásticos tem proliferado para diversas partes, algumas inimagináveis. Automóveis mais leves são mais eficientes energeticamente e, por isso, têm menor consumo de combustível, gerando menos resíduos e emissões. Estudos do American Chemistry Council (ACC, 2011) demonstram que 4,7 toneladas de dióxido de carbono - CO2 deixam de ser emitidas por carro ao longo de sua vida útil, em função do uso de plástico em sua composição. Para cada 100 kg de peças plásticas utilizadas em veículos, 200 a 300 kg de outros materiais deixam de ser consumidos. Isso nos leva a uma conta simples. Um carro que rodar 150 mil Km poderá economizar 750 litros de combustível para cada 100 kg de peças plásticas utilizadas no veículo. (APME, 1999) Cálculos sugerem que a redução anual total de consumo de combustível é equivalente a 12 milhões de toneladas de petróleo, representando uma redução de 30 milhões de toneladas de CO2 emitidos. Plástico... um conceito bastante amplo. Aplicados a princípio apenas no exterior dos carros, a exemplo das calotas, os plásticos vêm crescendo em partes dos veículos tradicionalmente constituídas de aço, como na “lataria” localizada sobre as rodas traseiras e na porta do porta-malas. Hoje, até mesmo espaços que eram considerados inóspitos, por causa das altas temperaturas e da contaminação por produtos químicos, já podem ser feitos de plástico, a exemplo do motor, cárter e galerias de combustível. Assim, os atuais 44 kg médios de plástico nos veículos substituem cerca de 350 kg de aço. Na Europa esse número já chega a 100 kg de plástico em automóveis. Este processo tem feito os fabricantes de produtos de resinas plásticas produzirem produtos diversificados e complexos. O percentual de plástico nos carros deve subir de atuais 15% para 25% a 30% em 2030. Este é um crescimento significativo e esta matéria-prima ainda pode conquistar um espaço ainda maior. Exemplo disto são os aviões, feitos com 65% de plástico. Sim, o A380, o maior avião da fabricante Airbus precisou utilizar uma mistura de resina plástica para deixar o avião leve o suficiente para ser comercialmente viável. O desenvolvimento da indústria petroquímica criou, através do processo de polimerização (ampliação de cadeias de carbono em grandes cadeias) a possibilidade de se produzir e se criar compostos de alta maneabilidade, alta resistência e grande leveza. Peças como o "protetor de cárter", aquela chapa de aço que fica embaixo do motor já está sendo substituida por plástico. Essas resinas são divididas em dois grupos: As termorígidas e as termoplásticas. As resinas termorígidas (também chamadas de termofixas ou termoestáveis) são “resinas de cura”. Depois de polimerizadas e rígidas as mesmas não voltam mais ao seu estado original, ou seja, não amolecem nem mesmo com o calor. A tentativa de aquecê-lo para reutilizá-lo leva o composto à degradação. A “cura” é uma reação química irreversível, chamada reticulação, que libera calor, com o material sofrendo um aquecimento natural. As resinas termoplásticas não sofrem processo de “cura”, podendo ser fundidas facilmente em temperaturas entre 135°C e 250°C, dependendo do polímero. Estes endurecem novamente com o resfriamento a temperatura ambiente e podem ser reprocessádos várias vezes, contudo, sob processos contínuos de reciclagem, perdem suas propriedades e poderão degradar-se. São compostos com estabilidade térmica bem menor que os termorigidos, mas são reprocessados de forma mais fácil e econômica. Os nossos veículos tem alguns tipos destas resinas. São inúmeros os polímeros empregados na fabricação de peças de carros. Conheça alguns e suas aplicações: Polietileno de Alta densidade (PEAD) Boa resistência ao calor e a solventes, baixa permeabilidade, boa processabilidade e baixo custo. Aplicação: bombona de reserva, caixa de triângulo de emergência, proteção anti-cascalho, reservatório de água do para-brisa, sistema de distribuição de combustível e tanque de combustível. Policarbonato (PC) Apresenta excelente transparência, alta resistência ao impacto, boa estabilidade dimensional, boas propriedades elétricas, boa resistências às intempéries, resistência à chama, capacidade de refletir a luz e estabilidade a radiações ultravioletas. Aplicação: faróis, lanternas, painel de instrumentos. Poliamidas (PA) Boa resistência à tração, alta temperatura e excelente estabilidade dimensional. Aplicação: dutos de captação de ar, engrenagens, conectores do sistema de injeção e sistema de freio de estacionamento. Poli(metacrilato de metila) (PMMA) Boa transparência e resistência ao impacto e às intempéries. Aplicação: fibra ótica e lanternas. Poli(tereftalato de etileno) (PET) Alta resistência mecânica, térmica e química, boa transparência e impermeabilidade Aplicação: carcaça de bombas, do limpador de para-brisas e de componentes elétricos. Polipropileno (PP) Alta resistência mecânica e química, aos solventes e às intempéries, excelente flexibilidade e durabilidade, baixo custo. Aplicação: cobertura de volantes e amortecedores, painel de portas e de instrumentos, para-choques, porta-luvas, revestimento de bancos, porta-malas e tetos. A competição na indústria é feroz e os engenheiros tem buscado mais e mais materiais, mais leves resistentes e versáteis. Hoje, em média, são utilizados quatorze quilos de plásticos de engenharia por carro. Mas a tendência é este índice aumentar. A demanda por este tipo de plástico, segundo estimativas da companhia, manterá um ritmo de crescimento de 7% ao ano até 2020. Não por acaso, a produção global de veículos leves também tem subido ano a ano. Todos esses conceitos somados sustentam ainda que os veículos devem adotar cada vez mais plásticos de alta tecnologia. Mas não basta apenas substituir, é preciso usar de forma inteligente e isso se dá através dos processos de produção de materiais que permitem a reciclagem. Algumas resinas possuem percentuais diferentes de material reciclado, dependendo do “grade”. Além dos materiais serem uma opção de uso de resina recuperada, todos os produtos atendem aos requisitos da RoHS (Restriction of Hazardous Substances) e da Reach (acrônimo de Registration Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals), pois não possuem substâncias restritas ou proibidas que possam limitar a “reciclabilidade” dos materiais. “Em algumas aplicações, realizamos a validação da peça do cliente já utilizando uma porcentagem de material reciclado na peça”. Com a velocidade que as pesquisas estão acontecendo e a produção de ligas mistas, não vai demorar muito a termos nos metais um componente raro na estrutura dos nossos veículos. Um dos principais meios para atingir este objetivo está nas janelas de policarbonato (PC). Dependendo do desenho e da complexidade da peça, é possível reduzir o peso em até 50%, aponta, comparando o material ao vidro. O módulo frontal, módulos de portas, painéis de instrumentos e interior de portas traseiras, onde reduções até três quilos de peso são possíveis; e até mesmo em aplicações como o volante – neste caso, um projeto totalmente de plástico pode significar uma economia de 20 por cento no peso. A capacidade de produzir materiais parece não ter limites. Seja para o aço, o vidro ou a madeira. Até onde parecia ser impensável as resinas plásticas prometem avançar. Está em desenvolvimento por alguns fabricantes estão desenvolvendo uma roda polimérica com fibras naturais que pesa de 20% a 30% menos do que a roda de liga leve, e até 40% menos, se comparada com um modelo de aço. Muitas iniciativas permeiam o mercado de veículos. Um novo conceito para a fabricação de carrocerias automotivas. Por meio da combinação de processos e materiais, a empresa diz que reduz entre 30% e 40% o peso da peça. A comparação é feita com um sistema tradicional de fabricação. O principal material é uma resina termoplástica desenvolvida para aplicação em processos de termofixos. A inovação está em usar um termoplástico nas mesmas condições e meios de produção de um termofixo como o poliéster ou o epóxi. Outros materiais desenvolvidos para compor o projeto são os adesivos acrílicos compatíveis com a resina termoplástica e com nível de alongamento alto, núcleo poliuretano à base de óleo vegetal e fibras de vidro com resistências específicas para esta aplicação. Os próximos anos serão frenéticos na indústria automobilística mundial e se você gosta de “carros de ferro”, como marido gosta, compre logo o seu antes que eles virem peças de museu! Muito axé pra todo mundo, Maria da Graça
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