Carros neutros em carbono exigirão uma colaboração abrangente e antecipada com relação aos materiais

Se o tempo típico de desenvolvimento — do início da Fase de Conceito até o primeiro carro sair da linha de montagem — é de cinco anos, para cumprir o prazo do seu primeiro carro neutro em carbono, você deve começar, no mais tardar, em 2025.

Como mostra o gráfico a seguir da Volvo, converter um carro a gasolina em um veículo elétrico a bateria (BEV) reduzirá as emissões de CO₂ em mais da metade ao longo de 200.000 km — desde que o BEV seja carregado com eletricidade proveniente de fontes renováveis.

“No entanto, o BEV ainda tem 24 toneladas de CO₂e incorporado e oriundo de sua fabricação e materiais”, destaca Jonas Adolfsson, da Business Development Mobility. “E 17% dos seus materiais são aço. Além disso, o aço automotivo convencional de hoje tem um teor de carbono incorporado de 2,4 kg de CO₂e/kg de aço.”

“Ao usar o aço SSAB Zero™ agora ou o aço SSAB Fossil-free™ – disponível em quantidades comerciais em 2026 – você pode reduzir as emissões incorporadas do seu aço BEV para 0,3 CO₂e/kg de aço, ou uma redução de 87% de CO₂e do aço atual”, observa Adolfsson.

“Mas a SSAB não vai parar por aí”, continua Adolfsson. “Estamos dando duro para descarbonizar nossos fornecedores primários (upstream); por exemplo, nossos produtores de ligas. Enquanto isso – e também com a finalidade de reduzir peso – os projetistas automotivos se beneficiam com a minimização/otimização do uso de aços AHSS/UHSS nos componentes de segurança de suas carrocerias (BIW): ou seja, usando graus mais fortes em configurações mais finas”.

Esta tira de aço martensítico Docol^® eletrogalvanizado de 1400 MPa – com apenas 1,0 mm de espessura e 20 mm de largura – pode levantar 2800 kg, demonstrando a resistência dos aços UHSS em espessuras finas.

“O grau de aço Docol 1500M da SSAB fez parte de um dos meus primeiros projetos", diz Brian Oxley da Shape Corp. "Fizemos inovações geométricas e novos perfis de lâminas de pára-choques. Fabricamos designs para aproveitar totalmente a resistência deste material. Nossos clientes aceitaram essa solução e, hoje, ela é usada em instalações de fabricação nos EUA, UE, México e China." Leia o caso de cliente na íntegra: Com os aços Docol^®, a Shape Corp. melhorou os componentes da estrutura de suas carrocerias.

Quatro passos para reduzir significativamente a pegada de carbono das suas peças de aço

1. Comece com o aço com baixo Co2₂e: O aço SSAB Zero™ ou o SSAB Fossil-free™.
2. Maximize a eficiência dos materiais com a otimização das peças para designs mais leves (por exemplo, mais finos).
3. Maximize o uso dos materiais com a redução do desperdício (por exemplo, resultante de microfissuras, etc.) combinando cuidadosamente os graus de aço com seus processos de conformação.
4. Reduza o consumo de energia em sua produção. Por exemplo, usando processos de conformação a frio (por exemplo, laminação) em vez de aços endurecidos por prensagem.

“Acreditamos firmemente que a laminação tem grande potencial para as estruturas da carroceria (body-in-white), especialmente à medida que a resistência dos aços continua a aumentar”, afirma Adolfsson. “O processo de laminação, quase por definição, resulta em taxas muito altas do uso de material. Geometrias laminadas também podem proporcionar alto desempenho de segurança, em caso de colisões, bem como outras propriedades desejáveis, como rigidez.”

Para aproveitar totalmente as vantagens dos materiais, como componentes laminados, é necessário se envolver, já nas fases iniciais, com o fabricante do seu AHSS/UHSS. O mesmo se aplica a todos os esforços de otimização das peças de aço, à medida que vocês trabalham em conjunto para cumprir as metas de design da sua empresa para um determinado modelo.

Juntamente com seu fornecedor de aço para componentes de estrutura das carrocerias, você pode analisar seus objetivos de design e suas configurações de produção atuais e planejadas para seus locais de fabricação apropriados. 

Adolfsson ressalta: “Entendemos que: projetar um carro é um exercício de compromisso para alcançar a solução ideal — como equilibrar peso, desempenho em colisões, rigidez e outras propriedades — com o maquinário de conformação disponível ou prestes a ser adquirido (por exemplo, laminação). Como o maior fabricante de aços AHSS/UHSS do mundo, oferecemos não apenas a mais ampla escolha de aços avançados de alta resistência, como também a maior variação dentro de uma determinada classificação – ou mesmo dentro de um determinado nível de resistência.”

Quebrando “silos” com a engenharia simultânea

Engenharia simultânea, obviamente, significa colocar os engenheiros de conceito/design — logo no início do projeto de um novo carro — para trabalhar com os engenheiros de materiais e os engenheiros de fabricação. Todos os três departamentos devem confiar fortemente em seu produtor de AHSS: o aço específico usado na estrutura da carroceria (body-in-white) obviamente afetará seu design e fabricação. 

“Esse esforço colaborativo inicial vai além do mero suporte técnico em aços UHSS”, diz Adolfsson. “Você precisa usar totalmente o seu aço BIW da maneira que melhor alcance as propriedades do componente que você precisa, usando o equipamento de conformação que você tem (ou terá em breve). O Knowledge Service Center da SSAB faz análises profundas em áreas tais como a otimização da geometria de peças, simulações de conformação, soldagem e assim por diante.”

Em 2014, a Gestamp queria desenvolver um novo braço de controle inferior dianteiro para o Toyota Yaris europeu. No entanto, logo ficou evidente que o grau de aço necessário para desenvolver esta peça ainda não existia. Foi quando a Gestamp procurou a SSAB. Ler A Gestamp e a SSAB colaboram a longo prazo para um futuro automotivo mais resistente e leve.

Desenvolvimento de carros neutros em carbono

A colaboração inicial na fase de conceito de um carro é simplesmente a melhor prática que há. Mas também trabalharemos com você em todas as outras etapas, à medida que você desenvolve seu carro neutro em emissões de carbono (ou com Co₂e extremamente baixas). Nunca é cedo demais para nos contatar nessa corrida conjunta para reduzir as emissões de CO₂ incorporadas nos materiais automotivos.