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Simpósio SAE BRASIL: alumínio oferece sustentabilidade e segurança a veículos

CBA e Novelis apresentaram atributos do metal no evento

A indústria do alumínio esteve representada no 14º Simpósio SAE BRASIL de Novos Materiais e Aplicação na Mobilidade, realizado virtualmente nos dias 11 e 12 de agosto. Contando com a participação de Novelis e Companhia Brasileira de Alumínio (CBA), o evento apresentou avanços em diferentes materiais, com foco em mobilidade sustentável e segura, e trouxe discussões sobre a tendência de eletrificação dos veículos. 

Don Whitacre, gerente do Customer Solution Center (Centro de Soluções ao Cliente – CSC) da Novelis de Detroit, nos Estados Unidos, abriu o Painel de Sustentabilidade.

O executivo ressaltou as principais características do alumínio, os benefícios para o consumidor e o valor agregado que o metal oferece. Destaque para:

  • Baixa densidade de massa, que permite redução no consumo de combustível e emissões de CO2, além de melhor performance, adequando os veículos a legislações cada vez mais rígidas;
  • Maior resistência à corrosão, fornecendo maior vida útil ao produto;
  • Alta capacidade de absorção de energia, tornando os carros mais seguros;
  • Reciclabilidade infinita.

“A estrutura e os painéis de carroceria representam cerca de 40% da massa total de um veículo. No trabalho conjunto que fazemos com as fabricantes de autopeças, a substituição do aço pelo alumínio permite uma redução de pelo menos 10% da massa total do veículo, o que significa um incremento de 5 a 7% na eficiência energética”, disse Whitacre.

Ele ainda lembrou do trabalho em parceria direta com os fabricantes de automóveis, em que são desenvolvidas soluções customizadas relacionadas a processos de estampagem, união, estruturas e avaliações de custos.

Por fim, Whiteacre falou sobre os programas de reciclagem de ciclo fechado estabelecidos em parceria com a Jaguar Land Rover, no Reino Unido, e com a Ford, nos Estados Unidos. Por meio deles, a sucata primária da produção é recolhida e retorna para a Novelis, que a insere de volta ao ciclo produtivo, transformando-os no mesmo produto original. 

Sistemas de absorção de impacto
Nataly Yoshino, head de Desenvolvimento de Mercado & Inovação da CBA, foi uma das palestrantes no Painel de Segurança Veicular. Segundo a profissional, além dos sistemas de absorção de impacto, o alumínio tem grandes oportunidades nos segmentos de eixos, componentes estruturais e peças impressas em manufatura aditiva.

“O processo de extrusão do alumínio permite que se atinja as mais complexas geometrias em um único processo, dispensando a necessidade de etapas posteriores de união. A extrusão também oferece melhor combinação entre liga e geometria, além de diferentes espessuras em um mesmo perfil, eliminando material onde não é necessário e reduzindo ainda mais o peso”, explicou Yoshino.

Ela também apresentou um business case referente à substituição de um sistema de absorção de impacto frontal do importado Toyota Yaris 2010. O baseline possui barras em aço de alta resistência DP800, crash box com chapas estampadas de aço H320 LA, também usada na flange de fixação, mas com menor escoamento. Seu peso é de 8,73 Kg.

Após a avaliação de inúmeros formatos com alumínio, os dois mais promissores foram selecionados. O primeiro (1, na tabela abaixo) pesa 6,74 kg e conta com usinagem de reforço; o segundo (2) tem 5,16 kg, sem usinagem. Em ambos, a barra foi produzida na liga 7046 T6, o crash box com a 6060 T6 e a flange com 6082 T6. 

Foram realizados dois testes. O primeiro é o chamado R-CAR, que simula uma colisão frontal de baixa velocidade, avaliando a absorção de energia e se há necessidade ou não de troca. Trata-se de um bom indicador de reparabilidade.  

 

Absorção de energia

Necessita troca?

Peso

Baseline de aço

4586 J

não

8,73 Kg

Alumínio 1

4633 J

não

6,74 Kg

Alumínio 2

4647 J

não

5,16 Kg

Destaque para modelo 2, que é cerca de 40% mais leve que o baseline e oferece absorção de energia ligeiramente superior. 

O segundo teste foi o ODB com dummy, de impacto frontal a 56 km/h contra uma barreira deformável, simulando uma colisão com outro carro. São avaliados 19 parâmetros que indicam as prováveis lesões nos ocupantes. O modelo 2 novamente se saiu melhor, com desempenho superior em 10 desses parâmetros. 

Por fim, a representante da CBA ressalta que os dois testes mostram uma importante variável que precisa ser considerada ao se falar de custos. A substituição pelo alumínio pode oferecer um menor investimento em reparabilidade, que influi diretamente no custo do seguro, e mais segurança, com uma possível nota melhor no teste da Latin NCap.

Eletrificação em debate
O Simpósio da SAE também promoveu um debate sobre veículos híbridos e elétricos. Como era de se esperar, a relevância do alumínio no processo de eletrificação foi um dos destaques da mesa. Todd Mueller, gerente de Novas Tecnologias de Engenharia da Ford nos Estados Unidos, afirmou a necessidade de redução de peso com os veículos elétricos. 

Para ele, a questão do peso sempre foi importante na indústria automobilística, mas o tópico ganhou uma importância ainda maior com os veículos elétricos. Afinal, a natureza da atual tecnologia das baterias faz com que elas sejam muito pesadas e a redução de peso se transformou no grande foco das fabricantes.

“No momento em que o mercado de veículos totalmente elétricos evoluir e os volumes de produção aumentarem, deve haver um rearranjo do tipo de material utilizado e o alumínio deverá ter um papel fundamental”, disse Mueller.

Ele lembra que, recentemente, a Tesla anunciou o maior uso de grandes partes fundidas de alumínio em seus modelos – uma possível tendência da indústria nos próximos anos. A Ford também já usa grandes peças fundidas de alumínio na linha Explorer e pode ampliar essa aplicação.

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