Matérias-primas em questão

Matérias-primas em questão Apesar da liderança do aço na indústria veicular, alumínio e plástico correm com o desenvolvimento de soluções para ganhar preferência em novos projetos Texto Alzira Rodrigues e André Barros. redacaoad@autodata.com.br 104

istockphoto.com/dsgpro A disputa é tão grande que chega ser comparada a um Fla x Flu. Só que em campo os fabricantes de aço e de alumínio, que disputam entre si maior espaço dentro dos veículos, e ainda têm de competir com a indústria química e seus avançados plásticos de engenharia. E todos querem marcar gol. Quanto maior o placar, maiores os benefícios para as montadoras e certamente para o consumidor. A analogia com o clássico carioca, feita pelo diretor técnico da Associação Brasileira de Alumínio, Abal, Ayrton Filleti, reflete bem a corrida pelo desenvolvimento de novas soluções para atender ao setor automotivo. A busca é por materiais cada vez mais leves e resistentes, de menor custo e que contribuam para a redução de emissão de. CO 2. Os investimentos são elevados e envolvem todos os fornecedores. Como diz Filleti, há espaço para todos: As siderúrgicas não precisam ficar preocupadas. O alumínio tem vantagens, mas não vai desbancar o aço. Ainda líder absoluto na composição do peso do veículo, o aço é sem dúvida o mais visado pelos concorrentes e gradualmente vem sendo substituído em diferentes componentes do veículo, inclusive na carroceria. Dentre as mais recentes novidades destacam-se o uso de plástico na estrutura dos bancos, desenvolvimento da Rhodia em parceria com a Faurecia, e as chapas de compósito de Poliamida 6 produzidas pela Lanxess que estão sendo utilizadas em peças antes feitas apenas de metal, casos do front-end e do módulo de alojamento do estepe do novo Audi A8 (veja matéria na página 110). Jesse Paegle, responsável pelo desenvolvimento de aços de alta resistência para veículos da Arcelor Mittal, reconhece que a siderurgia evoluiu relativamente pouco nos últimos dez anos: Ainda há muito a fazer no mundo do aço. Paegle observa, no entanto, que a indústria vem recuperando o tempo perdido: Das 45 novas plataformas que serão lançadas no Brasil nos próximos 105

Utilização do aço AHSS (Brasil) 129 Novos Divulgação/Lanxess 134 AHSS (1000 ton) 37 69 sistência, mais leve e menos espesso, que pode ser usado em até 25% da carroceria, principalmente na parte estrutural. Apesar de ser mais caro torna o processo de produção em média 10% mais barato, garante Paegle. Por enquanto o aço é importado, mas já está programada a sua produção local. 19 2011 2012 2013 2014 2015 Fonte: Usiminas. anos, 90% trarão tecnologias inéditas no que diz respeito ao aço. Siderúrgicas do mundo todo trabalham no desenvolvimento de produtos menos espessos e de menor custo justamente para fazer frente às investidas dos fabricantes de alumínio e de plástico. A Arcelor Mittal está trazendo para o Brasil o Usibor 1500 P, aço estampado a quente, de alta re- Menos poluente. A Usiminas, por sua vez, é a única empresa brasileira presente no projeto World Auto Steel, entidade que reúne dezessete companhias de doze países, inclusive a Arcelor Mittal, em busca de um aço menos pesado e mais barato. Dentre os avanços já obtidos tem o chamado AHSS, Advanced High-Strength Steel, que tende a ter consumo ampliado no Brasil. Segundo Ed Juarez Taiss, gerente de produtos e soluções da superintendência de marketing da Usiminas, o uso local do AHSS, hoje na faixa de 19 mil toneladas por ano, deve saltar para 134 mil toneladas em 2015. De menor espessura, pesa 18% a menos e seu custo é 2% inferior ao do convencional. 106

Todo o nosso trabalho caminha no sentido de ter um produto mais leve e de menor custo, que propicie redução de emissões e de consumo de combustível com aumento de segurança. Segundo Taiss, as novas normas para os testes de impacto dos veículos, principalmente em relação aos danos causados aos passageiros, definidas nas resoluções 220 e 221 do Contran, estão contribuindo para o crescimento do uso do AHSS pelas características do material. Os representantes da Arcelor Mittal, Usiminas e Abal participaram em junho do Simpósio SAE Brasil Novos e Nanotecnologia, realizado em São Paulo, SP, para apresentar aos fabricantes as tendências em metais e plásticos. Filleti, da Abal, mostrou as vantagens do alumínio em relação ao aço, destacando, dentre outras, a maior facilidade de reciclagem, maior leveza, o dobro de absorção de energia, condutibilidade térmica e resistência. Só como exemplo, basta lembrar que o trem de pouso do avião é feito em alumínio. Em alguns componentes, segundo Filleti, já está consagrado o uso do alumínio, como nos pistões e caixas de suspensão. Há oportunidades em para- -choque e chicotes. O alumínio reduz o peso em 40%, índice que é de 11% no caso do aço de alta resistência. Cada 1 kg de redução no peso do carro tira 20 kg de emissão de CO 2. A diferença no uso destas duas matérias-prima, porém, ainda é relevante. O consumo de aço no mundo é de 1,1 bilhão de toneladas por ano, enquanto o de alumínio limita-se a 35,8 milhões. É preciso escala Executivos do setor automotivo presentes no simpósio SAE Brasil Novos e Nanotecnologia, realizado em São Paulo em junho, foram unânimes quanto à importância do desenvolvimento de novos materiais no processo de ganhos de produtividade da indústria brasileira. Mas também foi consensual nas palestras e debates do simpósio a análise de que os novos materiais serão incorporados somente nos modelos ainda em desenvolvimento pela indústria. O custo da engenharia hoje é caro e mudar matéria-prima de veículo já em produção tem ônus elevado, disse João Pimentel, diretor de compras da Ford América do Sul. Segundo Pimentel, a redução dos custos decorrente dos investimentos em novos materiais é fundamental para o setor automotivo, principalmente no João Pimentel caso do Brasil que enfrenta problemas de competitividade. Os importados estão chegando com preço atraente e para fazer frente a eles precisamos oferecer um produto melhor e ao mesmo tempo mais barato. Não se pode ignorar, porém, todo o processo que envolve a incorporação dos novos materiais nas linhas de montagem das montadoras. O diretor de compras da General Motors América do Sul, Cláudio Bello, lembra que antes de mais nada é preciso escala. O consumidor tem de comprar a ideia de que terá um produto melhor, mais econômico e menos poluente. Se a indústria não tiver a aprovação do mercado fica inviável incorporar as novidades na linhas de montagem. Esse é hoje o nosso maior desafio. É a mesma opinião de Roger Dias, diretor da FPT Purschasing para a América Latina. O importante agora é trabalhar para que os projetos que visam produzir carros melhores, mais econômicos e de menor custo sejam implantados de vez no setor. Para o representante do Grupo Fiat, a nanotecnologia ainda é incipiente no Brasil. O nível de investimentos em novas tecnologias ainda é muito baixo no País. É cem vezes inferior ao dos Estados Unidos e de países europeus. Samuel Iavelberg 108

A invasão do plástico Soluções inéditas tomam espaço dos metais nas estruturas dos veículos, sob o capô e até mesmo em substituição aos vidros laterais e traseiro Texto Alzira Rodrigues e André Barros. redacaoad@autodata.com.br Dia após dia os plásticos de engenharia, mais trabalhados e resistentes que o tradicional polipropileno, há muito incorporado nos automóveis, ganham cada vez mais espaço nos projetos das fabricantes de veículos. Passaram a ter presença em lugares antes inimagináveis, como dentro do compartimento do motor, e podem substituir materiais que eram considerados indispensáveis a um veículo, como os vidros das janelas laterais e traseiras. Estudo da fabricante de componentes plásticos Plascar indica que a aplicação desse material na indústria automotiva triplicou nos últimos quarenta anos. Passou de 50 kg por veículo em 1970, quando seu uso limitava-se ao acabamento interior, para 150 kg em 2010 já em componentes estruturais, powertrain e sistemas de combustível. Em média, segundo a Plascar, os plásticos e as borrachas já respondem por 14% da composição de um carro, só perdendo para o aço, com participação de 57%. Alumínio tem fatia de 8% e vidros, 3%. Os 18% restantes envolvem diferentes materiais. A tendência é aumentar 7% ao ano a aplicação do plástico no setor automotivo, ganhando participação sobre outros materiais. Cada carro hoje tem, em média, 14 kg de peças plásticas, afirma Anderson Marostica, da Lanxess, fabricante química alemã que produz a Poliamida 6, material mais usado em plásticos de engenharia na Europa. No Brasil, em especial, ainda há muito espaço para substituição. O uso do plástico pela indústria local ainda é incipiente. A redução do peso com os componentes de plástico é notável. Um módulo de alojamento do estepe desenvolvido pela Lanxess, presente no Audi A8 usando a Poliamida 6, reduziu em 30% o peso da peça com relação ao metal, antigo material usado. É uma peça de 9,5 kg capaz de sustentar até 70 kg, revela Marostica. A árabe Sabic desenvolveu uma resina resistente a impactos e ao calor com peso que chega a ser até 50% inferior a outros materiais, segundo Edson Simielli, gerente geral automotivo da companhia. Presente no para-lamas dianteiro e na tampa do tanque de combustível do sedã Peugeot 408, tem também como qualidade operacional poder entrar na linha de pintura acompanhado do veículo, o que equaliza custos de produção. Bancos. Outra novidade recém-anunciada no mundo dos plásticos é o seu uso na estrutura dos bancos, um dos grandes desafios do setor até então. A Rhodia e a Faurecia assinaram em fevereiro protocolo de desenvolvimento de uma gama de componentes que visa substituir o aço na estrutura dos assentos. 110

Divulgação/Rhodia/Sabic Protótipo da Rhodia com peças feitas em plástico e material desenvolvido pela Sabic em substituição ao vidro A linha utilizará o chamado Technyl SI da Rhodia, um composto de poliamida de superimpacto projetado para satisfazer às necessidades de resistência a impacto em peças de utilização intensa. Marcos Curti, diretor da Rhodia Plásticos de Engenharia, acredita que o novo produto terá produção em série a partir de 2014. A Faurecia já está em negociação com os fabricantes de veículos e sistemistas para fornecer o material. Curti explica que dos 150 kg de plástico existentes num carro pequeno, com peso em torno de 1,2 mil kg, apenas de 7,5 kg a 8 kg são polimiada. O objetivo da indústria química é ampliar a participação do plástico de alta resistência nos veículos. Como lembra Curti, os plásticos nos automóveis já passaram por três ciclos. A história começa pela calota, seguida das maçanetas. Numa segunda etapa atingiu o acabamento interno, começando pelo painel. E só depois começou o seu uso sob o capô. A utilização da poliamida em substituição ao aço tem apenas dez anos e agora já avançou para peças perto do motor, como o coletor de admissão. Uma novidade que está para chegar ao mercado é a poliamida na estrutura do cárter do óleo. Também será lançado em breve no Brasil um carro, cuja marca Curti não divulgou, com o front-end Aplicação dos polímeros (utilização dos plásticos na indústria automotiva) Acabamento Interior Crescimento Acentuado Sistemas de Combustível Peças de Acabamento Parachoques Powertrain Sistemas Eletrônicos Componentes Estruturais Aplicações Under-the-Hood Componentes de Carroceria Powertrain 1970 1980 1990 2000 2010 111

Plásticos e Borrachas 14% Alumínio 8% de poliamida. Seu peso é de apenas 3,5 kg contra os 10 kg da mesma peça em metal. É a parte frontal do carro que segura os faróis e o radiador dentre outros componentes. O processo de validação durou um ano e a tecnologia agora já está disponível. A ampliação do uso do plástico depende principalmente da escala. Um dos custos mais elevados é o do molde, lembra Curti. O investimento só se justifica se houver volume. Dentre os itens que sofreu grande resistência no setor quanto ao uso do plástico destaca-se o pedal de freio: Hoje a Fiat já está utilizando-o em um dos seus modelos. Vidros 3% Fonte: Plascar Aplicação dos materiais (composição média da aplicação dos materiais nos veículos) Outros 18% Aço 57% Janelas. Diversas soluções em plástico estão no mercado somente à espera de que alguma montadora banque sua produção. Na Europa já são ofertados modelos de automóveis que substituíram os vidros laterais e traseiro por um componente a base de policarbonato Os vidros representam de 3% a 5% do peso total do veículo e sua substituição pelo plástico traz também ganhos paralelos, como a eliminação das canaletas das portas. Além de reduzir o peso, o material traz benefícios térmicos, reduzindo a carga nos sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado, contribuindo ainda mais para a redução nas emissões de CO 2. Há fabricantes interessadas e começamos a buscar parceiros na América do Sul para dar início à produção. Acredito que em dois ou três anos tornem-se realidade no mercado brasileiro, afirma Simielli, da Sabic. Dentre as novidades da Plascar para o mercado brasileiro apresentam-se os polímeros reforçados com fibras inteligentes, mais longas e contínuas. Os novos polímeros têm altíssimo desempenho para aplicações estruturais, como em teto panorâmico, bancos e powertrain, explica Márcio Tiraboschi, gerente de engenharia avançada da Plascar, Já a holandesa Basell desenvolveu uma nova geração de poliolefinas, material que lidera o uso de termoplástico no automóvel e a linha que foi batizada de Softel, usada no interior dos veículos. Além de oferecer um acabamento com pouco brilho, mais valorizado pelos usuários, o Softel tem a vantagem de dispensar pintura, podendo ser feito na cor escolhida pelo fabricante, comenta Mariana Machado, supervisora do laboratório de desenvolvimento de produtos e aplicações da empresa. Sua primeira utilização comercial foi no painel de instrumento do Opel Astra. A empresa petroquímica de origem brasileira, Braskem, por sua vez, desenvolveu o polietileno feito a partir da cana-de-açúcar. Ele já está disponível para o setor automotivo, lembra Leonora Novaes, da área de desenvolvimento do mercado de químicos verdes da empresa. O plástico verde começou a ser produzido em escala industrial em setembro de 2010 com a inauguração da fábrica de sua matéria-prima, o eteno derivado de etanol, em Triunfo, RS. A nova planta permitiu que a Braskem se tornasse a maior produtora mundial de biopolímeros. Soma-se a isso, o atual processo de pesquisa a respeito do polipropileno verde, ainda não disponível industrialmente. A combinação de polímeros com elementos naturais colabora com a opinião de Francisco Satkunas, da SAE Brasil, de enxergar nos plásticos o material mais promissor no futuro dos veículos: É um material de grande disponibilidade, fácil de trabalhar e com capacidade de reduzir bastante os custos da produção automotiva. 112

Corrida contra a balança Projetos que visam reduzir o peso do veículo lançam luz sobre materiais antes improváveis para a indústria Texto Alzira Rodrigues e André Barros. redacaoad@autodata.com.br Grande parte da luta da indústria por redução de peso na carroceria do veículo nos últimos anos serviu para compensar o uso dos componentes eletrônicos e de segurança surgidos nos últimos anos. O comentário é de Francisco Satkunas, conselheiro da SAE Brasil que por anos trabalhou na General Motors: Cerca de 80% do ganho em materiais mais leves foi para compensação. Se colocarmos na balança, um carro que pesa hoje 1,2 tonelada tem só 100 quilos a menos que um similar antigo. O trabalho de redução nos pesos, segundo o engenheiro, estendeu-se agora para os materiais da eletrônica e de segurança. Um módulo de sistemas de freio ABS pesava cinco quilos quando foi lançado, em 1983, e hoje seu peso não chega a 10% disso. Com relação ao aço, Satkunas diz que a indústria siderúrgica vem aprimorando seu produto mesmo antes de sofrer ameaças de outros materiais. Lembra que na década de 70 os fabricantes recebiam críticas por conta da qualidade do material, que, aqui no Brasil, enferrujava. Hoje todos os aços são galvanizados e as ferrugens inexistem. Agora as empresas estão em outro patamar de desenvolvimento, que é o da redução do peso com chapas mais resistentes, pois o desejo dos consumidores é ter carros mais leves com maior capacidade de transporte, não só de mercadorias, mas também de toda a eletrônica embarcada que os veículos ganharam nos últimos anos. Alumínio x cobre. Quem pode ganhar um bom espaço nessa nova fase é o maior rival do aço, o alumínio. Mas em cima de outro metal: o cobre. A Delphi desenvolveu e inclusive expôs no último Congresso SAE Brasil chicotes de alumínio que reduzem o peso do carro em cerca de 30%, com a vantagem do material não passar por tantas oscilações de preço como o cobre. Satkunas acredita ser possível no futuro usar alumínio até na estrutura dos automóveis. O problema do alumínio é o elevado custo na soldagem. Teria de substituir essa etapa e fixar as partes de outra forma, como, por exemplo, adesivos, que já estão em desenvolvimento na Europa. Com relação ao plástico, uma istockphoto.com/pagadesign 114

das grandes vantagens do material, além de ser mais leve, é a redução no custo de desenvolvimento, que por vezes acaba compensando o preço mais salgado do componente. A peça plástica pode ser moldada ao gosto dos engenheiros e dos designers, permitindo criar componentes integrados. Dispensa o uso de parafusos, porcas e outros materiais que agregam mais custos e mais impostos -, além de não demandar mão de obra especializada, uma vez que o injetor despeja a matéria-prima no molde e dali sai a peça pronta, sem necessidade de outros processos de manufatura. Um módulo de alojamento de estepe para a linha de veículos da Audi desenvolvido pela empresa química alemã Lanxess, por exemplo, transformou as quinze peças usadas no componente em apenas duas. Reduziu em 70% o investimento em ferramental, explica Anderson Marostica, especialista técnico de aplicação da companhia. Além disso, lembra Edson Simielli, gerente geral automotivo da Sabic, o plástico permite maior liberdade aos designers por ter mais maleabilidade que os metais. Entraves. O reduzido uso dos componentes plásticos nos carros brasileiros quando comparados com outros países, como os europeus, é atribuído por Marostica à falta de engenheiros capacitados em desenvolver o material. O Brasil forma muitos Aplicações automotivas de alumínio Componente % de alumínio Usos consagrados Trocadores de calor 100 Pistões 100 Caixas de transmissão 98 Cabeçotes 98 Rodas 69 Blocos de motor 69 Eixo cardã 50 Articulações 39 Oportunidades Capôs 22 Braços de suspensão 15 Para-choques 11 Berços do motor 10 Carroceria - Fiação elétrica - Fonte: Abal, Associação Brasileira de Alumíno. engenheiros mecânicos que têm na base de seu aprendizado o metal. A indústria química procura, portanto, trabalhar em conjunto com as montadoras para apresentar suas soluções e desmistificar algumas máximas, como a de que o plástico é mais caro. De fato, o preço por quilo é superior, admite o executivo da Lanxess. Mas ainda assim conseguimos reduzir em até 30%, em média, o custo, porque usamos bem menos material. Efeito memória Seguindo caminho inverso da maioria dos fornecedores, que utilizam materiais de terceiros, a Truck Bus decidiu investir em uma nova borracha, com tecnologia própria e já devidamente patenteada com o nome Rigiflex. Ideal para substituir metal e plásticos em diferentes aplicações, o material já está sendo utilizado no encapsulamento de motores dos caminhões Iveco e teve testes concluídos com a MAN para fornecimento a partir de 2012. É uma borracha estrutural com propriedades que permitem diversificar os níveis de dureza do material na confecção de uma mesma peça. É um material que não trinca e nem quebra, além de ter o efeito memória, conta Ricardo Pacheco da Fonseca, diretor da Truck Bus, fornecedora de sistemas antivibração e de vedação para veículos comerciais. Efeito memória significa que no caso de a peça entortar ela volta automaticamente ao formato original. Atualmente a Truck Bus realiza testes com o Rigiflex para uso no protetor de para-lama da van Iveco Daily. Também em fase de negociação estão Volvo e Mercedes-Benz. É a primeira vez que a empresa desenvolve projeto para melhorar a estrutura da borracha, a principal matéria prima de seus produtos. 116