Engenheiros alemães estão desenvolvendo uma nova geração de plásticos à base de plantas, substituindo os plásticos convencionais derivados do petróleo na indústria automotiva. Esses biopolímeros reforçados com fibras não apenas reduzem a pegada de carbono, mas também contribuem indiretamente para a preservação ambiental, tornando os veículos mais leves e eficientes em termos de consumo de combustível ou energia das baterias.
O projeto enfrentou o desafio de criar componentes plásticos capazes de suportar cargas mecânicas e dinâmicas elevadas, incluindo suportes de motores e hastes de acoplamento no chassi. Para minimizar as emissões de CO2 na produção, os engenheiros do Instituto Fraunhofer para Durabilidade Estrutural e Confiabilidade de Sistemas (LBF) estão adotando uma abordagem dupla. Primeiro, eles substituem plásticos à base de petróleo por biopolímeros reforçados com fibras, fabricados a partir de matérias-primas renováveis, como subprodutos agrícolas. O foco central do projeto é a otimização de uma biopoliamida derivada do óleo de linhaça, adequada para peças automotivas leves e duráveis sujeitas a vibrações.
Em segundo lugar, os engenheiros visam reduzir as emissões de gases de efeito estufa ao projetar materiais com menos desperdício. A meta é diminuir o uso de material em cada componente em 20 a 30%, resultando em menor consumo de energia no processo de fabricação.
Essas alternativas ecológicas têm o potencial de reduzir as emissões de CO2 em mais de 50% ao longo do ciclo de vida, com um foco na matriz de material compósito, visando uma pegada de carbono de 4,5 kg de CO2 por kg de produto, comparado aos 9 kg de CO2 por kg de peso do produto dos plásticos tradicionais.
Peças silenciosas e leves
Desenvolver peças de bioplástico mais leves que as atuais envolveu a criação de novos métodos de cálculo que consideram as influências da fabricação no comportamento estático e cíclico dos materiais. Com esses métodos de simulação aprimorados, é possível estimar propriedades como rigidez e resistência com base na disposição das fibras no componente. O processo de fabricação desses protótipos de biopolímeros ocorre por moldagem por injeção e é seguido por testes em bancadas, que avaliam a influência da temperatura, umidade e fadiga na geometria do componente, sua rigidez e durabilidade estrutural, levando em conta as características acústicas e vibratórias para reduzir ou eliminar vibrações e ruídos indesejados. Apesar dos avanços nas capacidades dos biopolímeros, projetar componentes sustentáveis que possam suportar cargas semelhantes aos materiais de base fóssil ainda representa um desafio significativo.
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