Os carros estão a ganhar massa e o fardo não é maior porque os construtores estão a apostar em plataformas mais leves e na utilização de materiais compósitos ou de ligas metálicas que, grama a grama, permitem poupar muitos quilos no peso final do conjunto.
Isto acontece em grande medida porque cada vez mais consumidores exigem veículos sofisticados, com mais equipamento, dispositivos de segurança e ajudas à condução que, anteriormente, estavam somente disponíveis em modelos topo de gama.
Porém, se a motorização dos automatismos e das ajudas a condução somam peso aos veículos, a preferência pelos SUV e a crescente obrigação de cumprimento dos exigentes regulamentos de segurança provocam ainda mais esta “engorda”.
Em conjunto com o desafio de desenvolver motores à altura de manterem a mesma performance com mais massa, os fabricantes apostam continuamente na procura de novos materiais e novas capacidades de engenharia, sob a ameaça de objectivos de emissões cada vez mais agressivos e que podem colocar até em causa a sua sobrevivência na próxima década.
A solução parece estar orientada para o desenvolvimento de novas plataformas que, sendo o elemento estruturante de qualquer veículo, requerem a utilização de materiais caracterizados por uma elevada rigidez e resistência, anteriormente só obtidos à custa de grandes espessuras do material utilizado.
Vejam-se as diferenças estruturais destas duas armaduras de porta:
Mas tão desafiante para os construtores quando o desenvolvimento da “base”, é integrarem nela todos os sistemas e dispositivos de segurança e ajudas à condução e fazê-los conjugar sob carroçarias com formas e geometrias complexas que, resultando interessantes e atraentes do ponto de vista visual, acrescentam intrincados problemas à tarefa de dar forma e de unir as diversas partes.
Tudo isso, tendo sempre como prioridade a necessidade de reduzir espessura para obter redução de massa, logo, menos peso.
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Alguns exemplos do que está a ser feito
Naturalmente, os custos de desenvolvimento para cumprimento de todas estas exigências são extraordinariamente elevados.
Daí que o Grupo PSA tenha vindo a reduzir o número de plataformas à escala de todas as suas marcas e de todos os mercados onde está presente, de forma a optimizar os custos de R&D, assim como os processos de industrialização.
Tendo como início a apresentação da plataforma EMP2 no Citroën Picasso (posteriormente utilizada em diversos modelos, incluindo comerciais e SUV, das marcas Peugeot, DS e, mais recentemente, Opel/Vauxhall), o fabrico futuro de todos os automóveis de passageiros do Grupo PSA assentará sobre duas plataformas multi-energia: a referida EMP2 (Efficient Modular Platform 2), lançada em 2013, e a CMP (Common Modular Platform), recentemente apresentada pela primeira vez com o DS3 Crossback.
De uma forma simplificada, veja-se na imagem seguinte, a flexibilidade dimensional de uma plataforma modular
A CMP é dedicada à produção, actual ou futura, de todos os citadinos compactos (segmento B), gama média (segmento C) e SUVs compactos, enquanto os restantes veículos dos segmentos C, D e SUV serão produzidos a partir da plataforma EMP2.
A CMP pode ser optimizada para versões de combustão interna e elétrica na mesma linha de produção, enquanto a EMP2 foi desenvolvida para facilitar a integração de tecnologia híbrida plug-in para veículos a gasolina (PHEV).
Assim, os principais modelos, essencialmente carros citadinos de todas as marcas do Grupo PSA, serão produzidos utilizando o CMP. A partir de 2019, a plataforma (eCMP) surge em variantes 100% eléctricos, casos dos futuros Peugeot 208 e Opel Corsa.
A PSA reconhece esta questão da redução de peso como fundamental no desenvolvimento da nova plataforma CMP, conseguida através da utilização de materiais de alto desempenho, como aço avançado e ultra resistente (AHSS e UHSS), alumínio e compósitos.
Por essa via perdeu em média 30 kg em comparação com a plataforma anterior, constatando-se, na imagem que se segue, a diversidade de materiais utilizados para consegui-lo:
A “reinvenção” do aço
A indústria de siderurgia global continua a desenvolver novos tipos de aço, definidos por capacidades cada vez maiores de resistência e moldagem, reinventando e diversificando para atender a estes requisitos.
Estes aços avançados de alta resistência (AHSS) são caracterizados por micro-estruturas únicas e propriedades metalúrgicas que permitem aos fabricantes cumprirem com os diversos requisitos funcionais e de segurança dos veículos actuais.
Líder mundial na produção do aço, o grupo Hyundai tem vindo a rentabilizar esse facto na sua divisão automóvel, inovando na utilização de aços AHSS nas suas plataformas. Exemplo disto é o novo Sonata, que será produzido na nova plataforma “Smart Stream Powertrain”.
Esta plataforma, além de utilizar uma combinação de aços AHSS, apresenta uma melhoria de estabilidade conseguida pela instalação dos componentes mais pesados numa posição mais rebaixada da plataforma, baixando dessa forma o centro de gravidade do veículo.
Também uma questão de segurança
Entre as principais razões para a utilização de aços AHSS estão, além da redução de peso, uma melhor performance na gestão da energia de colisão (zonas de colisão) e uma resistência superior, apesar da espessura das peças ser mais reduzida.
Os aços AHSS oferecem mais resistência e melhor alongamento consoante a aplicação, como é o caso dos elementos estruturais do compartimento dos passageiros, onde se combinam aços flexíveis mas elevada resistência como os aços martensiticos.
Com índices de carbono inferiores a 0,1 %, os aços martensiticos são inoxidáveis e dotados de uma resistência mecânica muito mais alta, graças aos teores de cromo, níquel, fusão a muito elevada temperatura e esfriamento bastante rápido. A sua rigidez e resistência ao desgaste podem ser verificadas na fabricação de instrumentos cortantes, como lâminas ou facas, por exemplo.
“A guerra das ligas”
Mas os fabricantes têm de ser rápidos a evoluir perante a ameaça para a exigência do cumprimento das metas de emissões actuais e, principalmente, as previstas até 2030.
Porém, a rentabilidade é outro factor de preocupação. Daí a partilha de plataformas, de linhas de produção e até a cedência de tecnologia a concorrentes (veja-se a aparente intenção do grupo Volkswagen de partilhar com outras marcas a sua plataforma modular para veículos eléctricos MEB), como forma de atenuar os custos de investigação e de desenvolvimento.
Esta questão é sobretudo fundamental quanto a tecnologia dos motores térmicos parece estar no seu pico de desenvolvimento no que se refere à eficiência e os ganhos, nesse domínio, só surgem por via do acréscimo de electrificação da mecânica térmica.
Daí que já estejam a ser desenvolvidos aços AHSS de 3.ª geração. Estes conjugam novas ligas de materiais com processamentos termomecânicos elaborados, essenciais para atingir valores combinados de resistência e ductilidade mais elevados do que os aços actuais. Porém, com potencial para uma efectiva capacidade de ligações estruturais a custos de produção reduzidos.