Indústria Automotiva

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1 UsodoAlumíniona na Indústria Automotiva Desenvolvimento de novos materiais metálicos para a indústria automotiva B.Horizonte Eng. Ayrton Filleti Diretor Técnico - ABAL

2 Índice Introdução Porque usar materiais i leves Propriedades do alumínio Uso em automóveis e comerciais leves Segurança veicular Aspectos econômicos e ciclo de vida Previsão do uso de alumínio em veículos Conclusões

3 Associação Brasileira do Alumínio 67 empresas associadas 2010 (%) Objetivos PROMOVER O ALUMÍNIO/ INCENTIVAR NOVAS APLICAÇÕES PUBLICAR ESTATÍSTICAS DA INDÚSTRIA ELABORAR E DIVULGAR NORMAS TÉCNICAS REPRESENTAR A INDÚSTRIA EM REPRESENTAR A INDÚSTRIA EM TODOS OS NÍVEIS DO GOVERNO

4 milhões de toneladas Consumo de metais Aço 1,3 bilhões de toneladas ,9 kt Alumínio Cobre Zinco Chumbo Níquel Magnésio* Estanho Fonte: World Metal Statistics e IBS (*) estimativa Metal Pages

5 Produção e consumo de alumínio ALUMÍNIO PRIMÁRIO Produção Mundial ( mil t) CONSUMO TRANSFORMADOS Total Mundial ( mil t) 15, , ,000 12,000 9,000 9,000 6,000 6, kt ,000 3, ,661 China Rússia Canadá EUA Austrália BRASIL 10 6 o. produtor mundial 0 China EUA Japão Alemanha Itália Reino Unido Índia França E spanha C oréia do Sul BRASIL 10 Fonte: Associação Brasiliera do Aluminio 11º fabricante de semi-manufaturados

6 Consumo de alumínio 2009 kg/ habitante/ ano Japão Can. EUA UE Méx. Venez. Brasil Argent. Fonte: Aluminum Association, AA

7 O metal alumínio Metal na juventude - pouco mais de 100 anos de vida Novos produtos ainda estão sendo desenvolvidos Na condição de metal puro é bastante mole Adições de outros metais, tratamento térmico e processos de encruamento, o tornam tão resistente quanto o aço

8 Durante o século XX, os veículos mudaram a sociedade, no século XXI a sociedade mudará os veículos Meio Ambiente emissões NOx, CO, material particulado Mudança do clima gases estufa CO 2 Consumidores optando por tamanhos, economia de combustível, segurança e conforto

9 Conceitos Resistencia aerodinamica Resistencia ao movimento Resistencia i à aceleração Resistencia ao declive Fonte:: Volkswagen AG

10 Evolução do peso dos veículos 2000 = 1350kg 1971= 950kg Fonte: European Aluminium Association - EAA

11 Emissões de CO 2 24% termoelétricas 19% indústria 19% 23% transportes doméstico 15% incineração biomassa Fonte: International Energy Agency - IEA, 2004

12 Legislações em aprovação UE EUA Japão Ano de vigência 2012/ progressiva Valores 130 g CO 2 / km 15,0 km/l (2020) 16,8 km/l Penalidades Multas Multas a definir Fonte: Ducker Worldwide, 2008

13 Legislação - emissões de CO 2

14 Emissões de CO 2 por veículo US Europe Jpn g CO2 per km BMW DC Ford GM Honda Nissan PSA Renault Toyota VW Fonte: European Aluminium Association - EAA

15 Eficiência e sustentabilidade ambiental Diminuir o peso estrutural dos veículos, ou manter seu peso em razão dos adicionais recursos tecnológicos é um desafio constante da Indústria Automotiva e de Transportes Uso de materiais de baixa densidade

16 Peso do veículo x consumo Redução de peso e seu efeito na eficiência do combustível (kg) ,9 93 9,3 98 9, , , , , , , ,7 13,2 132 (Km/l) Fonte: Aluminum Association - AA

17 Redução de peso Cada 10% de redução de peso nos automóveis representa um aumento de 5 a 10% em eficiência de combustível Cada 1 kg de redução do peso diminuirá 20 kg de emissão de CO 2 (gás estufa), durante a vida do veiculo ( km) Fonte: European Aluminium association

18 Uso de materiais mais leves Aço de alta resistência Titânio Alumínio Magnésio Plástico Compósitos

19 Dutilidade / Maleabilidade Laminação Extrusão Forjamento Trefilação Estampagem

20 Leveza e Resistência D id d Al 2 / 3 Densidade: Al = 2,7 g/cm 3 Materiais ferrosos = 7,8 g/ cm 3

21 Condutibilidade térmica Cerca de um terço inferior à condutibilidade do cobre e aproximadamente 4 vezes mais condutor que o aço

22 Resistência à corrosão Camada delgada de Al 2 O 3 mesmo princípio da proteção contra a corrosão que a camada de Cr 2 O 3 confere ao aço inoxidável

23 100% reciclável, infinitamente Infinitamente it t reciclável l sem perda das características físico-químicas Consumo de energia de 5% em relação ao consumo para produzir o alumínio a partir do seu minério (bauxita) Cerca de 90% do alumínio contido nos veículos fora de uso é reciclado Mais de 55% do alumínio usado na fabricação de automóveis é proveniente da reciclagem do metal

24 % Consumo mundial de alumínio Can/ EUA Europa Japão Brasil 07 Brasil 08 transportes embalagens constr. civil Fonte: Anuário Estatístico ABAL, 2008

25 Usos consagrados e oportunidades Componente Penetração de Al Usos consagrados Oportunidades» Trocadores de calor 100%» Pistões 100%» Caixas de transmissão > 98%» Cabeçotes > 98%» Rodas > 69%» Blocos de motor > 69%» Eixo cardãn > 50%» Articulações (knucles) > 39%»Capôs > 22%» Braços de suspensão > 15%» Para-choques > 11%» Berços de motor (cradles) > 10% Fonte: Apresentação de Randall Schpes no IV Congresso Int. da Ind. do Alumínio, 2010

26 Potencial de redução de peso Novo Explorer: capô de alumínio é 66% mais leve que modelo original em aço Fonte: Aluauto, 3º trimestre de 2010

27 Potencial de redução de pêso Alumínio oferece 29 pontos porcentuais a mais de potencial de redução de peso que o aço de alta resistência Uma nova pesquisa, realizada pelo Institut für Kraftfahrzeuge (ou, em português, Instituto para Veículos Motorizados) da Universidade de Aachen, na Alemanha, põe fim a uma dúvida frequente nas áreas de projeto, inovação e especificação de materiais, em montadoras ao redor do mundo: qual o material mais efetivo na diminuição da massa de veículos: o alumínio ou o aço de alta resistência? Segundo o estudo, concluído em maio desse ano, a resposta é inquestionável: as ligas de alumínio oferecem potencial de redução de peso de até 40% para os principais componentes automotivos, e os aços de alta resistência garantem apenas 11% de diminuição. Fonte: Aluauto, 2º trimestre de 2010

28 Consumo de alumínio nos veículos leves Dados mundiais Por produto Dados mundiais Por produto 2009 Outros 2009p Extrudados Laminados Fundidos Fonte: Ducker Worldwide, 2008

29 Materiais em veículos leves Dados mundiais Por material 2009p Fonte: Ducker Worldwide, 2008

30 Consumo de alumínio nos veículos leves (kg) Os veículos americanos são 20% mais pesados que os dos demais países, e contém mais Al 2009p 140 Produção mundial = 72,3 milhões de veículos comerciais leves Brasil NA EU Jap Média Cor. China Índia Rus. A.Sul Bras. Afric. mundo Ásia Eur. Oriente Fonte: Ducker Worldwide, 2008

31 Segurança - Alta absorção de energia O alumínio absorve duas vezes mais a energia de impacto em uma colisão e oferece o dobro da resistência quando comparado ao aço Para-choque

32 Segurança Para-choque dianteiro Veículo: Carro compacto 1000 kg gasolina ~ 16,7 Km/litro Componente: Para-choque dianteiro em alumínio: 3,9 kg em aço carbono: 7,0 kg redução efetiva de peso 3,8 kg Fonte: Internatonal Aluminium Institute - IAI

33 Segurança veicular

34 Custo-benefício Redução de massa e custo por componente Diferença SecondaryMassa Custo Massa Custo Motor 38 kg US$375 14,78% 14,78% Fonte: IBIS Associates

35 Custo-benefício Para Schamll (VW), a indústria terá que buscar matérias-primas alternativas, como plástico e alumínio para evitar impactos significativos do aço no preço final dos veículos. Para o executivo, o mercado está mais competitivo e não há espaço para repassar novos aumentos de custos. / / O S 2/6/2010 Jornal O Estado de S. Paulo Economia & Negócios

36 Ciclo de vida Veículo: Carro familiar 2041 kg gasolina ~ 8,9 Km/litro Componente: Capô em alumínio: 10,1 kg em aço de alta resistência: 17,5 kg Diferença de massa: 7,4 kg Redução de massa indireta: 1,7 kg Redução efetiva de peso: 9,1 kg Redução de emissões: 80,8 kg de CO 2 após 100 mil Km rodados 161,6 kg de CO 2 após 200 mil Km rodados Fonte: Internatonal Aluminium Institute - IAI

37 Consumo de alumínio em veículos leves Porcentagem do peso total nos carros norte-americanos Fonte: Ducker Worldwide, 2008

38 Conclusões Os países desenvolvidos estão empenhados em reduzir as emissões de CO 2 em linha com o que estabelece o Protocolo de Kyoto A legislação da Unidade Européia é rigorosa e certamente mudará substancialmente os hábitos da comunidade, e exigirá um grande esforço da indústria automotiva A legislação americana, focando em consumo de combustível, automaticamente diminuirá as emissões de gás carbônico Mesmo com os projetos de carros híbridos, a redução de massa dos veículos é importante para reduzir as emissões

39 Conclusões A utilização de materiais leves, com ênfase no alumínio, é fator determinante para atingir as metas das legislações É provável que os SUV, no conceito atual, tenham diminuição de aceitação junto ao consumidor, no longo prazo O Brasil carece de legislação semelhante à européia e americana O uso de alumínio em veículos montados no Brasil deverá crescer, pelo forte apelo da sustentabilidade que migrará dos países desenvolvidos para os emergentes

40 O alumínio constrói melhores veículos redução de massa economia de combustível infinitamente reciclável redução de emissões melhor desenpenho maior segurança

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