A pesquisa por novos materiais sempre fascinou os cientistas e possibilitou a evolução e desenvolvimento de tecnologias em diversas áreas do conhecimento que, em última análise, trouxeram mais segurança, funcionalidade e bem-estar para a humanidade. Na medicina, geração de energia, telecomunicações e também na evolução da mobilidade, temos inúmeros exemplos de invenções que jamais teriam surgido se novos e revolucionários materiais não fossem descobertos. Nessas conquistas, as áreas da Metalurgia, Química e a Física tiveram papel fundamental.
Especificamente nos setores aeronaval e automobilístico, a necessidade conduziu a infindáveis pesquisas em busca de materiais mais leves, resistentes e de custo acessível para melhorar a eficiência e o desempenho de complexas máquinas. Um dos focos principais tem sido o desenvolvimento de substitutos para o aço, largamente utilizado pela resistência e disponibilidade a preço razoável, mas com desvantagens quanto ao peso e suscetibilidade à corrosão. Em contrapartida, o alumínio, em suas diversas ligas, ganhou um apreciável terreno, principalmente no campo aeronáutico.
Desde o começo do século 20, foram muitas as experiências com diversos tipos de fibras e, no início dos anos 1950, já se produziam veículos, barcos e aeronaves com a então revolucionária fibra de vidro. Só nos anos 1960 e 1970 é que as pesquisas se concentraram no desenvolvimento da fibra de carbono, impulsionadas pela corrida espacial. Sem limitações de custo, os foguetes passaram a contar com elementos fabricados com o material.
No início, a fibra de carbono era obtida a partir do piche e do rayon, que, aquecidos, se transformavam nesse revolucionário material. Mais tarde, surgiu o PAN (polímero usado na fabricação de fibra acrílica), que, em conjunto com a aramida (fibra sintética muito leve e resistente) e o epóxi, permitiu o desenvolvimento de material altamente resistente à fadiga, de grande durabilidade, boa resistência ao calor e que pesava apenas 20% em relação ao aço.
Os novos aviões a jato já incorporam em escala crescente a fibra de carbono. Embora o custo seja mais elevado que o do alumínio, o produto final fica muito mais leve e, no final das contas, permite transportar mais passageiros e carga, resultando num custo operacional vantajoso em relação aos materiais tradicionais.
A fibra de carbono é largamente utilizada em veículos de competição, da carroçaria até os elementos de frenagem, principalmente nas Fórmulas 1 e Indy. Aparece também em veículos como o Porsche Carrera GT, produzido à razão de pouquíssimas unidades por dia. Acontece que o tempo de cura da resina aplicada ao material simplesmente inviabiliza a fabricação em série.
A China e o Japão respondem atualmente por quase toda a produção mundial de fibra de carbono, que já supera um milhão de toneladas/ ano. O material deverá apresentar notável crescimento da demanda com os veículos elétricos, nos quais o baixo peso é fundamental para melhorar a autonomia entre as recargas de bateria.
Centenas de laboratórios em todo o mundo já se dedicam à tarefa de tornar o produto mais rápido na cura, para ajustar a velocidade da produção a um eventual crescimento da demanda. Todas as grandes montadoras estão empenhadas na viabilização do material nos automóveis futuros. Muitas estabeleceram que o peso dos novos veículos deve ser de 30% a 50% menor que os equivalentes atuais antes do final da década.
No caminho da realização dessa meta há que encarar o fato de que, para chegar aos tais automóveis do futuro, as fábricas não apenas terão de substituir atuais processos de produção baseados no uso e manuseio do aço, que consumiram bilhões de Reais durante muitos anos. Vão precisar também investir em novas linhas de montagem.
Mas, obstáculos existem para ser vencidos. O objetivo agora, mais do que nunca, é produzir automóveis mais leves, acessíveis, com excelente desempenho, eficiência e durabilidade, e em paz com a natureza. De certa forma foi sempre assim, porém com outro perfil de prioridades.
* Francisco Satkunas é conselheiro da SAE BRASIL
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