AVANÇO NA PESQUISA DE MATERIAIS AVANÇADOS

Oavanço na pesquisa de materiais avançados desempenha um papel de alta relevância na indústria da mobilidade, impulsionando a inovação, a eficiência e a sustentabilidade em vários setores, como automotivo, aeroespacial, ferroviário, aquaviário e na mobilidade humana em geral. Esses materiais oferecem vantagens significativas em relação aos materiais tradicionais, permitindo o desenvolvimento de veículos de alto desempenho, estruturas leves e soluções aprimoradas de armazenamento de energia.

Há alguns pontos chave que destacam a importância de materiais avançados na indústria da mobilidade, como o baixo peso e a eficiência de combustível. Materiais como compostos de fibra de carbono, ligas de alumínio e aço de alta resistência são mais leves do que materiais convencionais como o aço e sua utilização na fabricação de veículos resulta em uma maior eficiência de combustível, emissões reduzidas e maior autonomia da bateria em veículos elétricos. Componentes mais leves também contribuem para um melhor manuseio e melhor desempenho geral.

Outro ponto relevante para o avanço tecnológico em materiais é a sua resistência e segurança. Materiais avançados exibem proporções excepcionais de resistência em relação ao peso e melhor resistência ao choque, garantindo a segurança dos passageiros e operadores dos veículos. Por exemplo, compósitos reforçados com fibra de carbono geralmente oferecem integridade estrutural superior e resistência ao impacto em comparação com materiais tradicionais. Ao incorporar esses materiais em projetos de veículos, os fabricantes podem melhorar a proteção dos ocupantes e atender aos rigorosos regulamentos de segurança.

Na eletrificação e no armazenamento de energia, a transição de veículos a combustão para veículos elétricos exige soluções eficientes de armazenamento de energia. A pesquisa intensiva de materiais para essa finalidade permitirá o desenvolvimento de baterias de alto desempenho, como baterias de íons de lítio e de estado sólido, com maior densidade de energia e vida útil, tempos de carregamento mais rápidos e melhor desempenho geral da bateria. Além disso, materiais avançados auxiliam no desenvolvimento de supercapacitores leves e tecnologias de armazenamento de hidrogênio, apoiando o crescimento de fontes alternativas de energia e mobilidade limpas.

Os materiais avançados contribuem também para o desenvolvimento de veículos com design aerodinâmico ou hidrodinâmico mais eficientes, reduzindo o arrasto e, consequentemente o consumo de energia para o movimento. Materiais como compósitos de fibra de carbono podem ser moldados em formas complexas que otimizam o fluxo de ar, reduzindo o consumo de energia e aumentando o alcance dos veículos elétricos. Além disso, revestimentos avançados e tratamentos de superfície reduzem o atrito e aumentam a eficiência dos motores, transmissões e outros componentes do veículo.

A durabilidade e a manutenção podem tomar crédito do avanço tecnológico dos materiais, com aumento da resistência à corrosão e vida útil mais longa em comparação com os materiais tradicionais. Materiais como titânio, cerâmica e polímeros avançados são cada vez mais utilizados em componentes críticos como motores, freios e sistemas de exaustão, reduzindo as necessidades de manutenção e aumentando a longevidade dos veículos. Isso contribui para reduzir os custos do ciclo de vida e melhorar a sustentabilidade. Os navios, por sua vez, são expostos a ambientes marinhos hostis e altamente suscetíveis à corrosão e deterioração das estruturas. Materiais avançados, como aço inoxidável, compostos reforçados com fibras e revestimentos, são empregados para proteger contra a corrosão e prolongar a vida útil dos navios. Eles reduzem as necessidades de manutenção, aumentam a confiabilidade operacional e garantem a segurança da embarcação e da tripulação.

Os materiais avançados também suportam práticas de manufatura sustentáveis, como no caso de materiais leves, que reduzem o consumo de energia durante a produção, minimizam o desperdício de material e reduzem as emissões durante a operação do veículo. Geralmente incorporam conteúdo reciclado ou de base biológica, reduzindo ainda mais o impacto ambiental da indústria da mobilidade.

Outros fatores podem ser considerados resultados do avanço da pesquisa em materiais avançados:

O aumento da resistência térmica e uma melhor e mais eficaz dissipação de calor, fator crucial na longevidade de motores de aeronaves e voos de alta velocidade, por exemplo;

A redução do ruído das aeronaves, pelo uso de materiais com propriedades acústicas superiores, como painéis compostos com camadas de amortecimento de som, que ajudam a absorver e reduzir o ruído gerado por motores, fluxo de ar e outras fontes. Esse melhor desempenho em ruído contribui para o conforto dos passageiros e abordam as preocupações ambientais relacionadas à poluição sonora das aeronaves no entorno de comunidades próximas a aeroportos.

Nos carros, caminhões e ônibus, a escolha de materiais, como espuma e polímeros de alto desempenho, são projetados para ajudar a absorver e dissipar as vibrações geradas entre o pneu e a superfície da estrada, minimizando o ruído percebido pelos ocupantes do veículo e pelas pessoas no exterior do veículo.

Nos trens, além de algumas vantagens citadas anteriormente, as ferrovias também se beneficiam dos materiais avançados com menores níveis de vibração nos vagões.

No que diz respeito à mobilidade individual humana, os dispositivos de mobilidade pessoal se beneficiam significativamente dos materiais avançados, com os patinetes elétricos, as bicicletas e cadeiras de rodas, com materiais cada vez mais leves, tecnologias de baterias aprimoradas e designs aerodinâmicos que contribuem para aumentar o alcance, a eficiência e o conforto do usuário nesses dispositivos. Além disso materiais avançados permitem o desenvolvimento de soluções de mobilidade compactas, dobráveis e portáteis que podem ser facilmente transportadas e utilizadas em vários ambientes.

Outro aspecto relevante da mobilidade humana é a conectividade, onde os materiais avançados viabilizam a integração perfeita de tecnologias e conectividade na mobilidade humana. Como exemplo, materiais condutores flexíveis e transparentes são usados em telas sensíveis ao toque, janelas inteligentes e sensores, aprimorando a experiência do usuário e permitindo recursos avançados em veículos. A integração de materiais avançados com sensores, comunicação sem fio e sistemas de dados permite monitoramento em tempo real, comunicação entre veículos e outras soluções inteligentes de mobilidade.

Portanto, os materiais avançados são essenciais na indústria da mobilidade, impulsionam avanços em leveza, no armazenamento de energia, na segurança, na aerodinâmica e na sustentabilidade. A sua utilização permite o desenvolvimento de veículos eficientes e de alto desempenho e apoia a transição em curso para um ecossistema de mobilidade mais sustentável e amigo do ambiente. E a SAE Brasil, a Casa do Conhecimento da Mobilidade Brasileira, traz sua contribuição para a sociedade brasileira por meio de centenas de voluntários que consolidam conhecimento e promovem a sua disseminação pelas mentorias de tecnologia e inovação e pelas seções regionais ao longo de todo ano.

Andre Gasparotti, PMP – Head of R&D Programs & R&D Strategy @EMBRAER, Chairman of the Management Board @SAE BRASIL, Member of the Management Board @ANPEI