19 de dezembro de 2016
Estudo visa aumentar absorção de energia e reduzir a gravidade dos acidentes com automóveis de passeio

por André Barros |

O alumínio estreou no segmento de transporte rodoviário em 1910, aplicado nos ônibus parisienses. Anos depois, seu uso foi estendido ao transporte de cargas, onde seus benefícios são estudados, ampliados e colhidos até os dias de hoje, desde a redução do peso do produto – e, por consequência, aumento na capacidade de carga e/ou redução no consumo de combustível e emissões de poluentes –, até o aumento na segurança de motoristas e passageiros.

A segurança nas estradas, que é uma prioridade para os órgãos responsáveis pela legislação em regiões como a América do Norte e a União Européia, tem no alumínio um forte aliado. Em sistemas de absorção de impacto, ele absorve duas vezes mais energia por unidade de peso em casos de colisão e oferece o dobro de resistência, quando comparado ao aço; por causa do seu módulo de elasticidade que pode chegar a até 75 GPa.

Caminhão cara-chata - Volvo
Caminhão “cara-chata” da Volvo

Fim dos caras-chatas?
Esse direcionamento já é adotado pela indústria de transporte nos países desenvolvidos, mas ainda assim há espaço para melhorias e novos desenvolvimentos. Um exemplo é uma pesquisa encomendada pela European Aluminium Association (EAA) ao fka, instituto alemão dedicado ao trabalho de pesquisa e desenvolvimento de soluções para a indústria automobilística e de transportes, que culminou com a criação de um novo conceito de crash-boxes de alumínio para caminhões.

O estudo avaliou como seria possível reduzir a gravidade dos acidentes envolvendo caminhões – que, na Europa, possuem predominantemente o design do tipo cara-chata, em que a cabine do motorista é posicionada acima do motor e não possuem capô frontal.  Esse design não tem nada a ver com uma questão de gosto: a legislação europeia, assim como a brasileira, soma os cavalos-mecânicos ao tamanho total da composição. Então, para permitir que as carretas pudessem transportar mais carga, as cabines foram se achatando, de modo a evitar o “desperdício” de metros úteis.

Caminhão cara-chata - Scania
Caminhão “cara-chata” da Scania

No entanto, esse formato faz com que, em um eventual acidente com um automóvel, a estrutura da cabine do caminhão absorva pouca energia da colisão, que acaba sendo transferida majoritariamente para o veículo de passeio. A principal conclusão do estudo é que a instalação um novo sistema de crash-boxes de alumínio, especialmente desenhados para esses caminhões, acrescentando um pequeno “nariz” de 80 centímetros na parte dianteira, salvaria 300 vidas por ano na Europa.

O fka desenvolveu um conceito avançado de Crash Management System (CMS) para ser utilizado nos caras-chatas, sem maiores modificações nos projetos atuais dos fabricantes, sendo instalados no interior dos para-choques, que passariam a ter um formato arrendondado.

Extensão da frente do caminhão - crash-boxes de alumínio
Extensão da frente do caminhão

De acordo com as conclusões do estudo, o alumínio é o material mais indicado para a construção desses CMSs, devido à sua capacidade de absorção de impactos muito maior do que outros materiais. Além disso, um sistema em alumínio pode oferecer de 45% a 50% de redução no peso quando comparado com os projeto em aço. O CMS da fka, que pesa apenas 10 quilos, foi desenvolvido com perfis extrudados de alumínio, de modo a reduzir o custo, que seria de 400 euros por caminhão.

Caminhão conceito da fka - crash-boxes de alumínio
Design do CMS de alumínio para um caminhão cara-chata com frente estendida

Em seus estudos, a fka simulou algumas colisões envolvendo automóveis e caminhões, tanto em um choque frontal dos dois veículos, como em uma situação em que a frente do caminhão atinge a traseira de um automóvel. Nos dois casos, a energia absorvida pelo caminhão aumentou consideravelmente com o CMS em alumínio.

Colisão traseira Colisão frontal descentralizada
Caminhão trafegando a 20 km/h atinge a traseira de um automóvel de passeio parado (0 km/h)  Caminhão trafegando a 21 km/h atinge a frente de um automóvel de passeio trafegando a 42 km/h. Choque ocorre com deslocamento de 30%
Caminhão conceito da fka - crash-boxes de alumínio Caminhão conceito da fka - crash-boxes de alumínio
As barras coloridas demonstram a energia absorvida pelo caminhão e pelo carro, respectivamente.
Redução de 65% na aceleração do automóvel Redução de 17% na aceleração ao automóvel
Uma quantidade muito maior de energia é absorvida pelo caminhão equipado com o novo conceito de crash-boxes de alumínio, reduzindo a severidade do acidente para o automóvel de passeio, uma vez que há redução na aceleração do veículo – e os níveis de aceleração estão diretamente relacionados ao risco de lesão dos ocupantes do veículo.

Mas para isso tudo funcionar, a legislação europeia precisaria ser alterada, permitindo esse ganho de 80 centímetros na cabine, sem prejudicar a carga transportada permitida. A fka ainda sugere que essa mudança seja atrelada a outras regras, como a obrigatoriedade de instalação do CMS nos caminhões, além de metas de redução de emissões mais restritivas.

Caminhão conceito da fka com crash-boxes de alumínio
De acordo com a legislação atual, um CMS mais longo representa perda de capacidade de carga

Além disso, o design proposto facilitaria a instalação de sistemas de tratamento de exaustão e também promoveria um melhor isolamento de ruído na cabine. Outro benefício importante diz respeito à visibilidade do motorista, graças ao aumento na área envidraçada da cabine. Na imagem abaixo, é possível ver a comparação entre o caminhão-conceito com CMS e um modelo de produção, utilizado como base de referência.  Com a visão direta do motorista ampliada, é possível reduzir o número de atropelamentos de pedestres e ciclistas.

Visibilidade do motorista é ampliada no caminhão-conceito da fka com crash-boxes de alumínio
Visibilidade do motorista é ampliada no caminhão-conceito da fka

Benefícios em cascata
No Brasil, o uso do alumínio em estruturas de automóveis de passageiros mais suscetíveis a impactos, como para-choques e crash boxes, tem forte tendência de crescimento. No entanto, é uma aplicação desconhecida no segmento de caminhões.

“Existe um paradigma a ser quebrado na indústria brasileira: o preço. Este ainda é um ponto decisivo na hora de escolher entre o alumínio ou outro metal”, diz Antonio Carlos de Assis, engenheiro da SAE Brasil. Segundo ele, nos países desenvolvidos, os departamentos de engenharia das indústrias de transporte estão muito mais focados no conjunto de soluções, não apenas na questão da precificação. “Não é segredo que o custo do alumínio supera o do aço, mas é essencial levar em conta todos os benefícios do alumínio. No fim, o conjunto de fatores pode levar o custo final do produto a ser inferior”.

Caminhão cara-chata - Mercedes-Benz
Caminhão “cara-chata” da Mercedes-Benz

Assis ainda destaca outras vantagens indiretas proporcionada pelo uso do alumínio nos caminhões. A própria redução do peso final do veículo traz um efeito cascata: o gasto de combustível e, por consequência, das emissões, é reduzido, melhorando a qualidade do ar e a saúde da população. No Brasil, onde existem vários locais com acesso restrito, o aumento da carga útil em veículos semipesados ou leves gera menos viagens e maior rentabilidade.

A economia de recursos naturais não para por aí: com caminhões menos sobrecarregados rodando, diminui o desgaste dos pneus e do próprio asfalto. “A redução do peso colabora diretamente para o aumento da segurança”, diz Assis.

Ele cita também a aplicação do metal nos implementos rodoviários: em caminhões-tanque, por exemplo, já amplamente difundido em muitos países do mundo (Leia mais sobre os caminhões tanque em alumínio os ganhos logísticos com o uso do alumínio em caminhões e implementos rodoviário). Em caso de acidente, como o alumínio não produz faísca, o risco de explosões de caminhões carregados de material inflamável não existe.

“Está mais do que na hora do alumínio sair das pranchetas – ou melhor, dos softwares – dos engenheiros brasileiros e passar a ganhar as estradas nas estruturas dos caminhões”, conclui o engenheiro.

Novos crash-boxes de alumínio para caminhões

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *