Laboratórios correm atrás de metal leve

17 de março de 2011

Dois laboratórios rivais de Pittsburgh estão numa corrida para desenvolver versões mais leves de um metal pesado.

Cientistas, engenheiros e metalurgistas da Alcoa Inc. e da U.S. Steel Corp. estão testando novas ligas para desenvolver metais mais finos, resistentes e maleáveis que eles esperam que as montadoras usem na nova geração de carros com menor consumo de combustível.

As peças mais cobiçadas pelas siderúrgicas no momento são as da carroceria, que corresponde a 25% do peso do carro. Os fabricantes de metais também querem capturar as peças que se ligam ao esqueleto - o capô, as portas.

No novo centro de tecnologia da U.S. Steel, de quase 20.000 metros quadrados, os engenheiros sentam-se diante de fileiras de computadores no laboratório de metalurgia, onde as propriedades físicas dos metais são examinadas no microscópio. Os engenheiros estão realizando testes que mostram como acrescentar durante o processo de produção pequenas quantidades de uma liga chamada ferrita - um material magnetizado feito de pó de óxido de ferro - e o mineral martensita modificam o peso e resistência do aço, bem como sua capacidade de ser moldado em peças diferentes.

Ferrita demais ou de menos pode tornar o aço quebradiço, fraco ou inadequado para uso em automóveis. Se o aço se tornar tão resistente que acabe perdendo a maleabilidade, dificulta realizar e extrusão e moldagem nas formas desejadas. Mas se for frágil demais, por outro lado, ele não resistirá ao impacto ou ao calor necessário para soldá-lo a outra peças. Como a maioria das peças dos carros tem que ser revestida com zinco e tintas, o aço também precisa ser liso e capaz de segurar uma camada para proteger o carro da corrosão.

Os engenheiros da U.S. Steel dizem que pode levar entre oito e dez anos para desenvolver a mistura correta de aço e ligas para produzir a nova geração do aço. Quando os engenheiros conseguirem desenvolver uma fórmula promissora, a enviarão para outra parte do centro de tecnologia - uma versão miniaturizada de uma siderúrgica -, onde a amostra é produzida e recebe a espessura desejada. Depois de resfriada, ela é testada novamente.

Um teste que era realizado perto envolvia uma torre parecida com uma guilhotina e que esmaga o aço para verificar como ele suporta o impacto. No centro do aparelho havia uma fileira de barras de aço amassadas, cada uma com sua própria narrativa sobre como ela protegeria os ocupantes num acidente.

Enquanto isso, no laboratório da Alcoa, os engenheiros estão tentando encontrar maneiras de tornar o alumínio leve ainda mais leve, bem como aumentar sua resistência e capacidade de reter revestimentos.

Na Alcoa, boa parte da verdadeira produção metalúrgica é feita fora do laboratório. Os cerca de 600 engenheiros e cientistas do centro usam conexões via satélite para se comunicar com colegas na Austrália, na Europa e no Estado americano de Michigan. Eles não se concentram apenas em carros, mas também em aplicações de aviação e turbinas elétricas, dois negócios em que a indústria de alumínio lucra mais.

Mas o desenvolvimento de automóveis está começando a ocupar uma fatia maior do cotidiano aqui. Um exemplo: um engenheiro trabalhando silenciosamente num computador que opera uma máquina de laser que mede as dimensões, os ângulos e a espessura de uma tampa de porta-malas feita de alumínio e 4,5 quilos mais leve que a de aço. A Alcoa afirma que uma montadora, que não quis identificar, usará a tampa em sua próxima geração de utilitários esportivos.

Os engenheiros também estão tentando descobrir novas maneiras de usar a extrusão para moldar o alumínio em várias formas. Isso eliminaria a necessidade de soldar peças e permitiria que as montadoras economizem e baixem ainda mais o peso. E, com peças mais leves e resistentes, talvez as montadoras nem precisem mais dos pesados grampos que usam atualmente. 

Por Robert Guy Mattews