The Wall Street Journal
Curvados sobre um microscópio que aumenta objetos duas mil vezes, dois engenheiros de um fabricante de peças especiais de alumínio da Noruega estudam um componente do friso do teto de um veículo. Eles acabaram de dar os retoques finais à mão na peça que vai para um novo cliente automotivo.
O que os engenheiros veem resume claramente o futuro da produção de carros: uma peça que é tão forte quanto a que ela está substituindo, mas tem pelo menos metade de seu peso.
A indústria automobilística global não está deixando nenhuma molécula intocada em sua busca por maneiras inovadoras e diferentes de reduzir o peso dos veículos, numa tentativa de reduzir as emissões de carbono e impulsionar a economia de combustível.
Padrões mais rígidos sobre a emissão de poluentes e a economia de combustível nos Estados Unidos e em muitas outras regiões do mundo têm levado as montadoras não só a usar mais alumínio como também a experimentar outros materiais potenciais, como magnésio, aço de alta resistência, fibras de carbono, madeira compensada e até soja. Para cada 4,5 quilos que elas conseguem tirar de suas máquinas, entre 4 e 7 quilos de dióxido de carbono deixam de ser emitidos na atmosfera.
Mas como em qualquer dieta, reduzir o peso na balança não é uma missão fácil. Novos materiais podem ser caros. Alguns são difíceis de manusear e outros não funcionam no processo de produção automotiva.
Talvez o maior desafio seja o próprio veículo. A maioria ficou maior e mais pesado. Os carros e utilitários esportivos que circulam nas estradas americanas, por exemplo, aumentaram de peso em até 230 quilos nos últimos 20 anos.
“O tamanho vem aumentando em todos os segmentos pelo menos nos últimos dez anos”, diz Charles Klein, diretor global de estratégia de CO2 da General Motors Co. “Um carro compacto é agora quase tão grande quanto um carro médio era há dez anos. Estamos vendo também muito mais conteúdo em um veículo, seja por segurança ou outros recursos como uma câmera traseira. Tudo isso aumenta o peso”.
O carro compacto tradicional foi de 1.150 quilos em 1996 para mais de 1.300 quilos, segundo analistas da empresa de pesquisa e avaliação de veículos Kelley Blue Book. Há exceções. O utilitário esportivo subcompacto teve uma redução de peso. Desde que chegou às ruas, em 2011, com cerca de 1.400 quilos, esses veículos emagreceram e agora pesam em média 1.380 quilos.
Klein diz que esses números mostram quanto o setor ainda precisa avançar. As montadoras que não reduzirem o peso de seus veículos terão dificuldades para cumprir os novos padrões Corporativos de Economia Média de Combustível que entrarão em vigor em 2025 e exigem que as empresas aumentem a eficiência de combustível entre 10% a 20%.
Problemas materiais
O aço continua reinando como principal matériaprima. Cerca de 60% do veículo médio ainda é feito de aço. Os fabricantes de aço também têm corrido para se adequar às mudanças, produzindo tipos mais leves de aço e instituindo diferentes técnicas de aquecimento e resfriamento que podem reduzir o peso sem enfraquecer o metal.
Ainda assim, as montadoras têm passado a maior parte do tempo fazendo experimentos com o alumínio, que tem todas as vantagens do aço, mas é cerca de 40% mais leve. O único problema é que o seu preço é quase o dobro do preço do aço.
Isso não tem impedido as montadoras de fabricar peças do chassi, painéis das portas, capô e teto em alumínio. A Ford Motor Co. conseguiu uma das maiores reduções de peso, de mais de 300 quilos, há dois anos, quando mudou o chassi do seu campeão de vendas, a picape F150, de aço para alumínio.
A fabricante norueguesa de peças de alumínio Sapa AS, joint venture entre a Orkla ASA e Hydro ASA, abriu um centro de pesquisa e desenvolvimento onde ela produz e testa peças para Ford, Tesla Motors Inc. e outras montadoras. O centro da Sapa fabrica peças usando o método de extrusão, que passa o alumínio por moldes para produzir a peça.
Quando um repórter recentemente visitou o centro da Sapa, os engenheiros estavam inspecionando uma peça do trilho do teto, que é instalada acima das portas de um veículo e pesa menos da metade do similar feito de aço.
“O setor vem falando em usar materiais diferentes há anos e agora eles não têm outra escolha”, diz Jack Pell, diretor de vendas comerciais da Sapa. “Também vemos um efeito dominó, à medida que a indústria aprende mais sobre materiais diferentes”.
Uma dessas matériasprimas é o magnésio. A liga é 75% mais leve que o aço e 35% mais leve que o alumínio. Ele é aquecido e colocado em uma tintura para fazer uma série de peças. O maior desafio do uso do magnésio é o custo.
Enquanto os preços de mercado para o magnésio e alumínio oscilam bastante, o primeiro tende a ser mais caro.
A Fiat Chrysler Automobiles NV está usando um chassi de magnésio coberto por uma fina crosta de aço na porta traseira de sua minivan Pacifica modelo 2017. O magnésio reduziu 10 quilos do peso da porta. Ele também permitiu que a montadora criasse espaços dentro da porta para a instalação de altofalantes e luzes traseiras. A medida eliminou a necessidade de usar cerca de meia dúzia de braçadeiras, reduzindo os custos.
Ao mesmo tempo, a fabricante de peças francesa Faurecia SA está no meio de um projeto de vários anos para substituir algumas das matériasprimas que usa para fazer fibra de carbono com a meta de reduzir custos. Atualmente, meio quilo de fibra de carbono usado na produção automotiva custa US$ 7,30. A empresa quer reduzir esse custo pela metade.
“Se pudermos encontrar uma forma de mudar para que a produção fique muito mais barata, então poderia ser um modelo para toda a indústria”, diz Christophe Aufrère, diretor de tecnologia da Faurecia.
Cerca de 90% da fibra de carbono são feitos do composto químico poliacrilonitrila, que também eleva os custos. A Faurecia está tentando substituir esse composto, também conhecido como PAN, por lignina de madeira ou celulose. A lignina é uma substância orgânica que liga as células e as fibras de uma planta para formar a madeira. A substância está disponível e é muito mais barata de produzir que a PAN.
Aufrère espera que a empresa tenha uma solução para a produção em massa até 2022. (The Wall Street Journal/Jeff Bennett)