4 de dezembro de 2014
Saiba quais são as especificações de alumínio com maior uso no segmento de carga.

Fábio Ometto |

O alumínio está presente em todas as soluções de transporte de carga utilizadas atualmente, seja por terra, água ou ar. No Brasil, onde o modal rodoviário é responsável por cerca de 2/3 da circulação de mercadorias pelo território nacional, uma grande variedade de ligas é empregada pela engenharia na produção de veículos comerciais e, destacadamente, em carrocerias e implementos, nos quais as propriedades e características de cada uma dessas especificações, apresentadas a seguir, se convertem em maior rentabilidade para os fabricantes e operadores.

A primeira e principal vantagem é que o alumínio permite transportar mais, por menos. Explica-se. Estruturas com taras de baixo peso específico proporcionam maior capacidade de carga útil, gerando mais produtividade por viagem. Para se ter ideia, de acordo com a European Aluminium Association (EAA), em um semirreboque com 13,5 m de comprimento, a adoção do chassi e do assoalho feitos em alumínio resulta em uma diminuição de 1.100 kg no peso total do implemento; no caso de carrocerias basculantes para caminhões, esta redução pode chegar aos 2.200 kg.

Ao mesmo tempo, além da economia de combustível quando o veículo não usa a capacidade total de carga, implementos mais leves proporcionam menor desgaste dos componentes mecânicos (pneus, suspensão e freios), o que resulta em diminuição de despesas e de tempo parado na oficina. No final das contas, somando-se a maior quantidade de carga transportada com a redução de custo sobre o frete, o resultado é o aumento da margem de lucro sobre a operação.

Porém, os benefícios oferecidos pelo metal não ferroso no setor de transporte vão muito mais além. Graças à alta resistência à corrosão e às intempéries, os veículos construídos com uso intensivo de alumínio necessitam de menos manutenção e apresentam maior durabilidade. Em caso de avarias, a maleabilidade do alumínio agiliza os reparos, permitindo o rápido retorno do veículo à operação. Os custos com limpeza e conservação da pintura também são consideravelmente menores.

Na distribuição de medicamentos, bebidas e alimentos, o material metálico é barreira absoluta contra as exposições à luz, umidade, oxigênio e odores, o que garante a preservação da qualidade dos produtos transportados.

Em caminhões-tanque aplicados no transporte de combustíveis, o uso do alumínio permite deslocar até cinco mil litros adicionais, além de ser mais seguro em diversos aspectos, tais como contra a contaminação, já que não necessita de pinturas protetivas; explosões e incêndios (em casos de acidentes), uma vez que não gera faísca quando atritado; e, ainda, contra vazamentos e rachaduras, pois é altamente maleável.

A segurança também é o diferencial do alumínio em para-choques laterais de caminhões, que não pesam mais do que 15 kg, absorvem duas vezes mais impacto do que os similares em aço e são facilmente removidos em caso de emergência ou de reparo.

Por fim, ao término da vida útil da frota, o alumínio ainda gera valor residual para os frotistas, porque sendo um material 100% reciclável, infinitamente, possui alto valor no mercado de sucatas.

Diversas aplicações

A alta maleabilidade e dutilidade do alumínio permitem à indústria utilizá-lo em vários processos de transformação (laminação, extrusão, fundição, forjamento, trefilação, estampagem, hidroconformação) e de acabamento (anodização, pintura, acabamentos mecânicos e químicos). Graças à combinação de suas propriedades físicas e mecânicas e ao uso de tecnologias específicas – como extrusão e injeção – o alumínio melhora o desempenho de componentes automotivos e permite a obtenção de peças com geometrias complexas e estreitas tolerâncias dimensionais, entre outras aptidões para a engenharia.

Para Adilson Molero, engenheiro de Desenvolvimento de Produtos da Sapa Aluminium Brasil, em termos de engenharia, a grande vantagem competitiva do alumínio nos implementos rodoviários é a flexibilidade do processo de extrusão. “Um bom projeto garante o comportamento estrutural adequado, melhora o produto final em termos operacionais e estéticos, facilita o processo de fabricação, montagem etc., e reduz o peso do conjunto, no mínimo, em 50%, quando comparado com as soluções equivalentes em aço”, justifica o executivo.

No segmento de transporte rodoviário de carga, os perfis extrudados são normalmente utilizados como componentes estruturais na fabricação de carrocerias como baús, carga-seca, basculantes e canavieiras, na forma de colunas, pisos, trilhos, laterais, longarinas e travessas. Entre os laminados, as aplicações típicas das chapas de alumínio são implementos rodoviários como os furgões, caminhões-tanque para grãos e combustível e acessórios, como reservatórios de combustível, escadas, portas, pisos etc. Além disso, as chapas também são usadas na fabricação de cabines de caminhão, enquanto as folhas são usadas na produção de trocadores de calor. Já o alumínio fundido e o forjado são aplicados em componentes de powertrain, suspensão, rodas, entre outras indicações.

Principais ligas no transporte

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A escolha apropriada da liga de alumínio em cada aplicação é crucial ao sucesso do projeto, garantindo que as potencialidades do metal sejam exploradas adequadamente. Os critérios de seleção no desenvolvimento e na manufatura de veículos comerciais levam em conta a disponibilidade de produtos semiacabados, as propriedades físicas e mecânicas, a adequação aos processos de fabricação disponíveis, a soldabilidade e a resistência à corrosão. De acordo com a European Aluminium Association (EAA), as especificações mais comumente utilizadas para este segmento, são:

Laminados
3003, 5005, 5059,  50835086, 50885182538354545456575460616082.

As chapas de alumínio e suas ligas têm suas propriedades mecânicas definidas para cada classe de produto, conforme a NBR 7823. (Para verificar limite de resistência à tração, limite convencional de escoamento e alongamento, em função da têmpera e da espessura da chapa, clique sobre a liga de seu interesse).

No manual da EAA “Aluminium in Commercial Vehicles” é possível consultar informações sobre conformabilidade, soldabilidade, anodização e resistência à corrosão de produtos laminados de alumínio, referentes a cada uma das ligas mencionadas acima.

Extrudados (e Forjados)
Ligas:
60606005A6008610660826061 e 7020.

Os produtos extrudados de alumínio e suas ligas têm suas propriedades mecânicas definidas conforme a NBR 7000. (Para verificar limite de resistência à tração, limite convencional de escoamento e alongamento, em função da têmpera e do diâmetro ou espessura nominal do extrudado, clique sobre a liga de seu interesse.)

Características de soldabilidade, anodização e resistência à corrosão de extrudados e forjados nas ligas de alumínio relacionadas acima podem ser consultadas no manual da EAA “Aluminium in Commercial Vehicles

Fundidos
Ligas: EN_AC_21100EN_AC_42000EN_AC_42100EN_AC_43000_(ISO_AlSi10Mg)EN_AC 44000 (ISO AlSi11)/
A composição química e as propriedades mecânicas de ligas de alumínio para fundição podem ser consultadas na norma europeia EN 1706. (Para verificar os limites de composição dos elementos químicos presentes, limite de resistência à tração, limite convencional de escoamento e alongamento, em função da têmpera e do processo de fundição, clique sobre a liga de seu interesse.)

O comportamento dessas ligas de fundição, em termos de fluidez, resistência ao trincamento a quente, estanqueidade, usinabilidade e resistência à corrosão é indicado no manual “Aluminium in Commercial Vehicles”, da EAA.

Guia indicativo de seleção de ligas em aplicações de transporte de carga
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Produção nacional

Como um dos grandes produtores de alumínio, o Brasil também produz praticamente todas as ligas empregadas na engenharia do transporte.

Segundo José Sakae, gerente técnico da Divisão de Extrusão da Alcoa Alumínio, as principais ligas extrudadas de alumínio consumidas no mercado nacional pelo setor de transporte são a 6005A T6, 6351 T6 e 6063 T6, todas produzidas nas três fabricas de extrusão que a empresa possui no Brasil. Ainda de acordo com Sakae, a Alcoa tem atendido qualquer necessidade do mercado, através de fornecimento de todas as ligas/temperas e perfis complexos com DCC (diâmetro do círculo circunscrito) de até 500 mm e comprimento de até 17 m.

Na Sapa Aluminium, que pode produzir perfis com até 16 m de comprimento, ideais para várias aplicações no segmento de implementos rodoviários, as ligas mais utilizadas também são do grupo 6xxx, de média resistência mecânica, todas produzidas no Brasil. As aplicações de perfis acontecem tanto em componentes estruturais quanto em peças complementares. “Os painéis que montam os chamados `baús de alumínio´, por exemplo, são fabricados com perfis em 6063 ou 6005A, combinados com laminados em 5052. Os perfis funcionam tanto como estrutura quanto como facilitadores do processo produtivo do implemento”, afirma Molero. Já nas carrocerias para distribuição urbana de bebidas, quase todos os perfis são em 6063; neste caso, segundo o especialista, as funções mais comuns são operacionais, com destaque para as portas tipo ‘roll up’, que se recolhem facilmente para cima.

A Novelis, fornecedora global de laminados para a indústria automotiva, possui um vasto leque de ligas e especificações, mas particularmente para veículos comerciais, grande parte dos usos se concentra nas ligas das séries 3xxx, 5xxx e 6xxx. Com exceção de algumas aplicações específicas, que requerem chapas da família 6xxx, – que necessitam de tratamento térmico e são produzidas apenas na América do Norte, Europa e Ásia – ou chapas com largura superior a 2.000 m, não existe qualquer tipo de limitação técnica para a produção e fornecimento nacional de laminados de alumínio para o setor de transporte, segundo Fernando Wongtschowski, gerente de Marketing da empresa.

Já a Votorantim Metais CBA, líder no mercado brasileiro de alumínio, fornece produtos tanto extrudados quanto laminados para a indústria de transporte, todos produzidos na fabrica localizada na cidade de Alumínio (SP). De acordo com Heber Pires, gerente de Desenvolvimento de Mercado & Inovação da empresa, entre os extrudados, as principais ligas são 6005A e 6351, aplicadas em pisos de baús frigoríficos e partes estruturais de baús. Em relação às chapas, as mais importantes são 3105 e 5052, utilizadas em pisos e revestimentos de baús e implementos, enquanto as folhas 8011 têm aplicação em sistemas de trocadores de calor.

Parcerias com os clientes
É possível desenvolver, em cooperação entre os fornecedores de alumínio e as fabricantes de veículos e implementos, projetos sob medida, que oferecem melhor desempenho para o uso previsto.

A fim de oferecer serviços técnicos de qualidade para clientes em todos os segmentos, inclusive o de implementos rodoviários, a Sapa Aluminium Brasil mantém uma equipe de engenheiros especialistas no metal alumínio, no processo de extrusão e no desenvolvimento de perfis, “Quando esses engenheiros trabalham junto com o cliente, que entende tudo do seu produto, os resultados em geral são muito bons”, afirma Adilson Molero, engenheiro de Desenvolvimento de Produtos da empresa. “O objetivo é sempre desenvolver aplicações inovadoras e competitivas, de maneira a melhorar a posição de nossos clientes no mercado.”

De forma semelhante, a Votorantim Metais CBA provê todo o apoio técnico para especificação, seleção e aplicação de ligas de alumínio, conforme cada projeto. “Temos parcerias com alguns fabricantes de implementos para desenvolvimento de projetos, com investimentos em teste de homologação de produtos como simulação matemática, aplicação de sistemas de medição dinâmica de carga em implementos”, explica o gerente de Desenvolvimento de Mercado & Inovação, Heber Pires. A empresa também promove treinamentos para equipes de clientes, como os de soldagem.

A Novelis do Brasil dá suporte às empresas parceiras na especificação do material correto, assim como em simulações, por exemplo, usando os Diagramas Limite de Conformação e outros testes computacionais que comprovam a eficácia da aplicação do material. “Em alguns casos, também podemos trabalhar juntos na otimização de projetos, que visam principalmente à substituição do aço pelo alumínio”, revela o gerente de Marketing da empresa, Fernando Wongtschowski.

A Alcoa Alumínio trabalha também em parceria com as engenharias das montadoras, desenvolvendo, entre outros projetos, geometrias específicas para cada aplicação e simulações por elementos finitos para analise estrutural.

Ideais para pegar no pesado

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