Os carros e as muitas faces do aço

Chicago - Apesar de todas as montadoras utilizarem materiais de alta-tecnologia para fabricar veículos mais leves e resistentes, a matéria-prima para a produção em massa de veículos é a mesma que sempre foi: o aço. O metal ainda corresponde a mais da metade do peso de um carro moderno.

Entretanto, o aço automotivo passou por várias mudanças desde que o primeiro Ford T saiu da linha de montagem, em 1908. Os metalúrgicos e montadoras apren­­deram a manipular a microestru­­tura do aço por meio do controle preciso de seu processamento, e conseguem hoje produzir chapas de aço cada vez mais resistentes.

Acuados pelos requisitos de segurança e a necessidade de fazer carros mais leves e mais eficientes, os fabricantes estão substituindo o aço convencional por chapas de alta resistência. Onde antes uma única espécie de aço servia, o típico "corpo bran­­co", como as montadoras chamam o "esqueleto" básico de um carro, hoje são empregadas dú­­zias de variedades de aço, de diferentes tipos e resistências, desenvolvidas através da modelagem computacional para resistir às tensões sofridas pelo veículo em movimento e fortes impactos.

"O dia das peças de aço convencional já morreu na Ford Mo­­tor Company. A maioria dos aços que utilizamos hoje são de super ou ultra resistência",diz Steve Kozak, chefe da engenharia de segurança da empresa.

Entre os novos aços mais avan­­çados, há o D.P. (para fase dupla, em inglês) e TRIP (para plasticidade de transformação induzida, em inglês). Os mais fortes são utilizados em peças ou partes co­­mo a armação das portas, cuja fi­­nalidade é impedir a invasão de um objeto estranho (como o para-choques de outro veículo) ao compartimento do passageiro, e as colunas ao lado das janelas, cuja função é impedir que o teto do carro achate os passageiros caso o veículo venha a capotar.

Na traseira e dianteira dos veículos, onde existe mais espaço para se absorver o impacto de uma colisão, variedades de aço que deformam com mais facilidade (e ficam mais fortes ao fazer isto) podem ser utilizadas. Até mesmo os painéis da lataria, que são feitos de aço mais leve, estão sendo tratadas para serem mais resistentes, com tratamento térmico complementar durante a cura da pintura para uma maior resistência a amassados.

A indústria do aço, de acordo com Richard A. Schultz, da Du­­cker Worldwide, empresa de con­­sultoria que monitora os materiais utilizados pelas montadoras, desenvolveu novos produtos para manter o aço como base na produção automobilística e inibir o uso cada vez maior de alumínio ou outros materiais.

Os fabricantes de aço dedicaram décadas ao desenvolvimento de aços HSLA (liga leve de alta resistência, em inglês). Entretan­­to, este tipo de material era caro e difícil de ser convertido em pe­­ças. "Parecia que ele se enquadra­­va melhor para fins aeroespaciais", revela Schultz.

Foi apenas nos últimos anos que os pesquisadores e fabricantes descobriram como produzir aços de alta resistência mais econômicos, mais fáceis de serem modelados e utilizados nos complexos processos de montagem da indústria automobilística, onde tempo é dinheiro.

"As grandes mudanças em tecnologia foram os materiais de grande resistência que podemos utilizar como peças", diz James G, Schroth, gerente do Centro de Desenvolvimento e Laboratório de Materiais e Processos da Ge­­ne­­ral Motors.

Ao utilizar um aço de alta re­­sistência, pode-se fazer peças mais finas e leves, o que ajuda na economia de combustível. Algu­­mas peças, em especial os painéis da lataria, já são tão finos (menos de 1 milímetro na maioria dos casos), que fica difícil se falar em resistência.

Para a montadora, existe um cálculo complexo envolvendo a resistência, requisitos de peso e custos para escolher qual aço se­­rá utilizado em cada peça. Uma peça feita com aço mais resistente pode ser mais leve, mas irá exigir mais trabalho em sua confecção, além de maquinário e ferramentas especiais. "Os custos de desenvolvimento de ferramentas custa muito dinheiro", afirma Schultz. Outros aços po­­dem exigir métodos diferentes de solda, o que pode inviabilizar o custo ou a praticidade deles na linha de montagem.

O que é certo, entretanto, é que os carros irão ficar cada vez mais leves e resistentes. As novas leis federais nos EUA, por exemplo, exigem que o teto agüente três vezes o peso do veículo em caso de capotagem, o dobro do padrão anterior. Schultz calcula que, para estar de acordo com as metas de economia de combustível de 2020, os fabricantes de veículos terão que continuar a usar cada vez menos os aços me­­nos resistentes, e chegar até a subs­­tituir as variações mais antigas de alta resistência, por outros de resistência ainda maior (e, em alguns casos, com alumínio, plás­­ticos e outros materiais).

Para as siderúrgicas, isto re­­presenta continuar pesquisando e investindo no desenvolvimento de produtos mais avançados que sejam resistentes, porém maleáveis.

Para as mineradoras, mesmo melhorias incrementais irão ajudar as montadoras a aten­­der aos requisitos de segurança para co­­lisões e gasto de combustível – além de ajudar as siderúrgicas a manter os fabricantes de outros materiais bem longe da indústria automobilística.