30 de março de 2016
Atualizada com trem de força elétrico e híbrido, ferramenta da European Aluminium evidencia menor pegada de carbono com alumínio

Por Marcio Ishikawa |

A EAA (European Aluminium Association) apresentou a atualização do seu “Modelo de Ciclo de Vida de Automóveis”, ferramenta que pode ser baixada gratuitamente e que simula o impacto de diferentes soluções de redução de peso em relação às emissões de gases do efeito estufa e outros poluentes durante todo o ciclo de vida dos veículos. A principal novidade da versão 2.0 é a inclusão, dentre as opções de trem de força, de veículos híbridos plug-in (Plug-In Hybrid Electrical Vehicles, equipados com motores à combustão e elétricos, com baterias recarregáveis na tomada, como o Toyota Prius) e veículos totalmente elétricos, também chamados de elétricos puros (Battery Electrical Vehicles, como o Nissan Leaf).

Tela inicial do “Modelo de Ciclo de Vida” da European Aluminium Association
Tela inicial do “Modelo de Ciclo de Vida” da European Aluminium Association

As novas modalidades de trem de força são uma tendência da indústria automobilística para se adequar às legislações de consumo e emissões de poluentes e gases do efeito estufa cada vez mais rígidas (leia mais aqui). Segundo a EAA, o “Modelo de Ciclo de Vida” não tem por objetivo ser customizável e capaz de substituir uma Avaliação de Ciclo de Vida, mas busca ser um “indicativo transparente de comparação entre materiais automotivos, com uma precisão razoável, usando fontes de dados e premissas robustas e referenciadas”. Ainda de acordo com a entidade, “diferentes materiais tem diferentes potenciais de redução de peso nos veículos e também diferentes pegadas de carbono, tanto na fase produção como no uso e na reciclagem”. Por isso, o Modelo dá ao usuário a possibilidade de comparar um carro base com duas versões de peso reduzido. O usuário determina a forma como essa redução aconteceria, selecionando uma combinação de diferentes tipos de soluções de alumínio (laminados, extrudados e fundidos) e aço avançado de alta resistência, em qualquer proporção.

Esquematização da estrutura de inserção de dados, cálculos e resultados da primeira versão do Modelo
Esquematização da estrutura de inserção de dados, cálculos e resultados da primeira versão do Modelo

Na ferramenta, o usuário realiza ajustes em vários dados, como:

Definição do veículo base: massa (em quilos), trem de força (diesel ou gasolina), ciclo básico de consumo de combustível, quilometragem do ciclo de vida, consumo de combustível (em l/100km), e a opção de incluir estimativas para uma economia secundária de combustível (de uma reotimização do trem de força, por exemplo).

Definição dos veículos de peso reduzido: massa do material substituído, percentual de redução de peso indireta, mix de material substituto, fatores do material leve (como massa do material substituído e reduções indiretas de peso).

Entrada de dados do material: especificação da percentagem do material que contem material reciclado e o percentual final de reciclagem ao final da vida útil.

São exibidos, ainda, os resultados de cálculos intermediários da massa de diferentes materiais no veículo base e nos de peso reduzido, resultantes das escolhas feitas pelo usuário.

Esquematização atualizada do Modelo da EAA, com a inserção de dados do trem de força elétrico
Esquematização atualizada do Modelo da EAA, com a inserção de dados do trem de força elétrico

Na versão atualizada, 11 novos campos foram adicionados, incluindo as funcionalidades dos veículos totalmente elétricos e híbridos elétricos plug-in, incluindo a seleção da região que é a fonte do fornecimento de energia. Há 57 opções de países, com fatores de emissões detalhadas, cinco regiões continentais ou, ainda, a opção do próprio usuário inserir esses dados.

Do berço ao túmulo
A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma metodologia desenvolvida no início da década de 1980 e que é utilizada para mensurar os impactos ambientais de um produto ou processo (de forma individual ou comparativa), desde a extração dos recursos naturais até o fim de vida, seja no descarte, reciclagem ou reutilização – é a chamada abordagem sistêmica “do berço ao túmulo”. Esta ferramenta pode ser utilizada para avaliar os impactos reais (diagnóstico de um produto já existente) ou potencial (prognóstico para um produto ainda a ser desenvolvido). À medida que a consciência ecológica cresce em todo o mundo, a importância do ACV aumenta proporcionalmente. Hoje em dia, principalmente nos países desenvolvidos, trata-se de um instrumento fundamental para empresas e também para o poder público.

“Através da Avaliação do Ciclo de Vida é possível traçar o perfil ambiental de um produto, algo que é fundamental hoje em dia para a maioria das empresas. A partir do diagnóstico que os resultados oferecem, é possível fazer um planejamento para melhorar ambientalmente esse produto”, explica Diogo Lopes Silva, mestre em Ciência e Engenharia de Materiais e doutorando em Engenharia de Produção da Universidade de São Paulo. “O ACV também pode ser incorporado aos processos de desenvolvimento de produto, o chamado Eco-design, tornando-os ambientalmente melhores”. Por fim, o ACV também funciona como uma ferramenta de marketing ecológico.

A indústria automobilística
Em um mundo cada vez mais preocupado com a questão ambiental, os automóveis tiveram que se reinventar para se adequar às legislações cada vez mais rígidas no que diz respeito às emissões e ao consumo de combustível e, também, a um mercado consumidor muito mais consciente. Os carros, então, precisam não só ser cada vez mais rápidos, confortáveis e seguros a cada geração, mas também precisam evoluir no que diz respeito à sua performance ambiental. Não é surpresa, então, que as Avaliações de Ciclo de Vida estejam presentes no ambiente corporativo da indústria automobilística há algum tempo. Recentemente, no Aluauto, falamos sobre a Avaliação de Ciclo de Vida comparativa feita pela Ford, que expôs as vantagens ambientais de um Veículo Leve Multi-Materiais frente a um Ford Fusion 2013.

A Volkswagen é outra empresa do setor que tem as Avaliações de Ciclo de Vida já enraizadas em sua cultura corporativa. De acordo com um relatório produzido pela marca em 2012, intitulado “The life cycle approach at Volkswagen” e de autoria de Jens Warsen, responsável pelas Avaliações de Ciclo de Vida no Departamento de Assuntos Ambientais da marca, e Stephan Krinke, chefe de Assuntos Ambientais de Produto, a marca alemã tem utilizado regularmente os ACVs nas últimas duas décadas, buscando otimizar os seus produtos e processos. Em 1996, a companhia foi a primeira fabricante de automóveis a realizar e publicar um inventário de ciclo de vida para o Golf. Nos anos seguintes, o mesmo foi feito para diversos modelos da empresa.

O paper ainda destaca que “os maiores desafios enfrentados pelo setor automotivo são as mudanças climáticas, qualidade do ar e da saúde humana e a utilização de recursos renováveis”, ressaltando que esses três pontos foram incorporados nos objetivos ambientais da marca Volkswagen. Isso fez com que cada novo modelo lançado pela marca necessariamente apresente uma evolução em sua performance ambiental (durante todo o seu ciclo de vida) quando comparado com o seu antecessor (no caso de carros com várias gerações, caso do Golf, hatchback médio que é o best-seller mundial da marca e que atualmente está em sua sétima geração) ou com os veículos utilizados como referência no seu desenvolvimento (para novos produtos, caso por exemplo da Amarok, a primeira picape média lançada pela marca em 2010).

Design leve inteligente
Na avaliação da Volkswagen, o peso é um dos fatores de maior influê ncia no consumo de combustível (veja quadro abaixo). Por isso, um dos focos do desenvolvimento sustentável de produto aplicado na empresa diz respeito ao desenvolvimento de carrocerias mais leves. Apesar de que, em geral, tanto os materiais leves tradicionais, como o alumínio, como os mais novos, como a fibra de carbono, tem processos de produção que demandam mais energia e geram mais CO2), o chamado “design leve inteligente” é atingido quando esse aumento nas emissões na fase de produção são superados pelos resultados de economia de combustível na fase de utilização. Os ACVs, ou mesmo a ferramenta da EAA, ajudam os times de desenvolvimento a determinar qual é a combinação de materiais mais eficiente.

variaveis-consumo

Além da redução de peso em si, a Volkswagen destaca que o uso de materiais alternativos leves, como o alumínio, invariavelmente resulta em componentes com desenhos diferentes que reduzem a necessidade de espaço, oferecendo assim potencial para o desenvolvimento de novas estratégias – por exemplo, uma mudança no trem de força. Na prática, no entanto, o mesmo design leve pode permitir alterações e adaptações no trem de força no veículo A, mas não no veículo B. O alerta, portanto, é que as medidas de design leve devem sempre ser consideradas em um contexto completo do veículo, jamais da perspectiva de um único componente.

Outra área potencial para a redução de emissões de CO2 está na fabricação dos materiais, fase em que existe a oportunidade de se reduzir o consumo específico de energia por quilo de material produzido – usando fonte de energia renovável, como é o caso da matriz energética do Brasil, por exemplo. Os impactos ambientais também podem ser reduzidos com o uso de materiais secundários, como acontece em ligas de alumínio fundido podem usar até 90% de alumínio reciclado – característica que dá vantagem ao metal também na fase de fim de vida, com um alto índice de reciclabilidade.

Perfil ambiental

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