O Alumínio nos Transportes

O Alumínio nos Transportes
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Alumínio: parte da solução
para a sustentabilidade
do planeta.
OO
Alumínio
nos
Alumínio nos
Transportes
Transportes
A cadeia produtiva do alumínio no Brasil inclui o conceito de sustentabilidade em todas as etapas:
da mineração às soluções tecnológicas que os produtos feitos a partir do metal oferecem para
a sociedade; desde as boas práticas ambientais, passando pelo estabelecimento de uma matriz
energética, de base essencialmente hídrica, limpa e renovável e adequada às necessidades do setor,
até os benefícios provenientes da reciclagem infinita do alumínio.
A indústria do alumínio apoia as metas de redução de emissões de gases
poluentes e de consumo de combustível da indústria automobilística e de
transportes, e está preparada para somar esforços para uma produção
veicular sustentável e em larga escala. Os dados apresentados nas
próximas páginas não deixam dúvidas de que o alumínio é a alternativa
eficaz e viável à produção de veículos em convergência aos desafios dos
tempos atuais.
Vantagens
Por que usar alumínio na fabricação de veículos
Benefícios ambientais
O impacto do uso do alumínio na redução das emissões veiculares
Diferenciais por componente
Ganhos do uso do alumínio em trens, embarcações, aviões,
implementos rodoviários e ônibus
Custo-benefício
Comparativos de custos da substituição de aço por alumínio
Evolução e tendência
Qual o volume e os componentes de alumínio dos carros de hoje e
dos de amanhã
Alumínio
Infinitamente
Reciclável
VANTAGENS DO ALUMÍNIO
VANTAGENS DO ALUMÍNIO VANTAGENS DO ALUMÍNIO
PorPor
que
usar
alumínio
que
usar alumínio
Leveza
O alumínio é um dos metais mais leves
encontrados na natureza. Seu peso específico é
de 2,7 g/cm3, ou seja, cerca de um terço do peso
do aço. Para o setor automotivo e de transportes,
isso significa redução expressiva do consumo de
combustível e de emissões de gases poluentes,
menor desgaste de pneus e de componentes,
maior capacidade de carga e eficiência
operacional dos veículos.
O uso do metal – em substituição ao aço e ao
ferro fundido – permite reduzir em mais de 400
kg o peso de um automóvel de tamanho médio
(que pesa em torno de 1.200 kg); em mais de
50% a massa de motores, para-choques e
sistemas de transmissão e de direção, e em até
50% o peso de chassis, de partes de suspensão e
de rodas. Um ônibus ou um caminhão de porte
médio chega a pesar 700 kg a menos se tiver
uma carroceria de alumínio, em vez de uma
similar de aço; um caminhão-tanque com 40 a
45 mil litros de capacidade pode, se o
reservatório for de alumínio, carregar de 3,5 a
5 mil litros a mais com 2,5 a 3 toneladas a menos;
e um rodotrem canavieiro pode ser até 25%
mais leve se tiver perfis extrudados de alumínio
nas carrocerias.
Economia e Proteção Ambiental
Mais leves, os veículos que fazem uso intensivo
de peças, estruturas e componentes fabricados
com alumínio são, definitivamente, econômicos
e, portanto, menos poluentes, pois emitem
baixas quantidades de CO2. Cada 10% de
redução de massa equivale a um aumento da
eficiência energética (ou redução do consumo
de combustível) na mesma proporção.
Resultado: a aplicação de alumínio em veículos
de passeio e caminhões leves fabricados em
2006 poupou o consumo de 55 bilhões de litros
de petróleo, segundo o International Aluminium
Institute (IAI). A preservação de recursos naturais
é otimizada pela característica única do
alumínio de ser 100% reciclável, infinitamente,
sem perda de suas propriedades físico-químicas.
Hoje, 50% do alumínio usado na fabricação de
veículos é oriundo da reciclagem, processo que
consome apenas 5% da energia necessária para
produção do alumínio primário.
Segurança
O alumínio absorve duas vezes mais a energia
de impacto em uma colisão e oferece o dobro da
resistência quando comparado ao aço. Isso está
relacionado ao módulo de elasticidade do
metal, que pode chegar a até 75 GPa, atribuindo
às estruturas e componentes de alumínio, como
para-choques e crash boxes, uma elevada
capacidade de amortecer golpes. É possível
prever o comportamento das peças de alumínio
no momento de uma batida e, devido à alta
relação resistência-peso do metal, projetar
estruturas maiores (como zonas de
esmagamento) com melhor desempenho em
termos de absorção de impacto e segurança
veicular. No transporte de substâncias
inflamáveis ou explosivas, um diferencial: o
alumínio não produz faísca, o que elimina o risco
de incêndios e explosões em casos de acidentes.
Assim, o metal é o mais seguro em
caminhões-tanque.
Resistência
A excelente relação resistência-peso do alumínio
garante o sucesso de sua utilização em estruturas
de veículos diversos: da carroceria de automóveis,
trens de pouso de aeronaves a vagões de trens de
alta velocidade. Por meio da adição de elementos
de liga, de trabalho a frio e/ou de tratamentos
térmicos, é possível ampliar a resistência à tração
do alumínio de 90 MPa para mais de 700 MPa,
conferindo-lhe um excelente comportamento
mecânico. O metal também possui boa
resistência mecânica tanto em temperaturas
elevadas – como as que são submetidos os
componentes dos motores a diesel de caminhões
e ônibus – quanto em temperaturas abaixo de
zero – como as que suportam os cascos e
estruturas de navios que navegam em águas
geladas. A alta resistência à endentação e a boa
rigidez local, torsional e flexional do alumínio,
além de adequada formabilidade, fazem dele
matéria-prima chave para fabricação de chassi
para semireboques e painéis de fechamento,
como portas, capô, para-lamas, teto e tampa do
bagageiro de automóveis, e portas, laterais,
tampas traseiras e bagageiro de ônibus.
Nas linhas de
montagem, as
características
do metal se
revertem em
competitividade.
02
03
VANTAGENS DO ALUMÍNIO
VANTAGENS DO ALUMÍNIO VANTAGENS DO ALUMÍNIO
PorPor
que
usar
alumínio
que
usar alumínio
Durabilidade
Peças e componentes feitos em alumínio têm
excepcional resistência à corrosão – inclusive em
regiões litorâneas –, o que garante maior tempo
de uso, facilita a conservação dos veículos com
menos manutenção e elimina custos de
proteção superficial. Essa propriedade intrínseca
do metal o torna ideal para aplicações em
barcos, navios, balsas, iates e outros tipos de
embarcações. Por ser imune à oxidação, o
alumínio aplicado em transportes facilita os
trabalhos de limpeza e higienização, sendo
muito utilizado na fabricação de ambulâncias e
carretas frigoríficas. A durabilidade do material
também é favorecida pelo seu alto limite de
resistência à fadiga, que resiste a 50 milhões de
inversões de tensão e pode variar de 25% a 50%
da tensão de ruptura, conforme a liga.
Propriedade cada vez mais aproveitada por
fabricantes de sistemas de powertrain.
04
Dirigibilidade e conforto
Automóveis, ônibus e caminhões com uso
intensivo de alumínio aderem perfeitamente ao
solo, com acelerações mais rápidas e frenagens
mais curtas, garantindo excelente performance
e estabilidade. A aplicação do metal possibilita
que o conjunto de elementos entre as rodas e a
carroceria sejam menos volumosos e mais leves,
eliminando ruídos de vibração e minimizando o
barulho das rodas e da estrada ao
compartimento de passageiros. Itens como
airbags e equipamentos de ar condicionado
fabricados com o material leve agregam
segurança e conforto aos veículos sem o
prejuízo de aumento expressivo de peso.
Adicionalmente, o emprego do alumínio nos
sistemas de freio, de direção e de suspensão
favorece o manuseio e o comportamento
dinâmico da estrutura. O resultado é uma
excelente dirigibilidade, com muito conforto.
Versatilidade
A alta maleabilidade e dutilidade do alumínio
permitem à indústria utilizá-lo em diversos
processos de transformação (laminação,
extrusão, fundição, forjamento, trefilação,
estampagem, hidroformagem) e de acabamento
(anodização, pintura, acabamentos mecânicos e
químicos). Versatilidade que propicia o
desenvolvimento de peças com formas
inovadoras, designs modernos e excepcional
qualidade de acabamento superficial, conforme
exigido na fabricação de carrocerias e painéis de
fechamento. Devido à boa combinação de
propriedades físicas e mecânicas e ao uso de
tecnologias específicas – como extrusão e
injeção – o alumínio melhora o desempenho de
diversos componentes automotivos e permite a
obtenção de peças com geometrias complexas,
estreitas tolerâncias dimensionais e funções
integradas, como as observadas em braços de
suspensão, longarinas, caixas de transmissão e
blocos de motor.
Temperatura controlada
Por ser um excelente condutor de calor,o alumínio
é indispensável em defletores de calor e em
sistemas de refrigeração – como componentes de
radiadores, evaporadores, compressores e
condensadores de ar condicionado. As chapas
defletoras de alumínio isolam os sistemas que
atingem alto grau de aquecimento, impedindo a
transferência de temperatura para o interior do
veículo. O coeficiente de leveza associado à alta
dissipação de calor do metal permite ainda
diminuir os tubos e a espessura das paredes de
trocadores, com aumento da troca e da
eficiência térmica dos equipamentos.
05
BENEFÍCIOS AMBIENTAIS
BENEFÍCIOS AMBIENTAIS
BENEFÍCIOS AMBIENTAIS
Alumínio
reduz
emissões
Alumínio
reduz emissões
Produzir meios de transporte econômicos e com
baixas taxas de emissões de CO2 é palavra de
ordem hoje em todas as montadoras do globo,
pressionadas pela dependência do petróleo,
ameaça das mudanças climáticas e pelos novos
hábitos dos consumidores. Como veículos mais
leves consomem menos combustível e são
menos poluentes, substituir materiais pesados
pelo alumínio, um terço mais leve que o aço, nas
linhas de montagem, é alternativa eficaz e viável
para responder a essa meta. Só o alumínio é leve
e resistente ao mesmo tempo e já oferece
equipamentos e tecnologias para todas as
aplicações automotivas e de transportes.
Os números comprovam. Estudo realizado pelo
International Aluminium Institute (IAI), com a
colaboração da European Aluminium Association
(EAA) e da Aluminum Association (AA), confrontou
casos reais de componentes de mesma
performance, fabricados com matérias-primas
distintas, e produzidos em série para
aplicação em carros com peso e consumo
similares. A cada quilo de alumínio usado em
substituição ao aço, ao ferro fundido ou ao aço
de alta resistência, cerca de 15 kg a 20 kg de
emissões de gases de efeito estufa são
poupados por componente, a depender do caso.
Veja tabela.
Desempenho energético equivalente ou até
maior é também constatado no setor de
transportes. Pesquisa realizada pelo Institute for
Energy and Environmental Research (IFEU), na
Alemanha, mostrou que ao reduzir o peso dos
veículos em 100 kg, é possível evitar a emissão
de CO2, durante suas vidas úteis, em 5,2
toneladas para ônibus urbanos; 6,3 toneladas
para caminhonetes; mais de 10 toneladas para
navios cargueiros comuns e trens de curta
distância; 137 toneladas para balsas de alta
velocidade e até 1.500 toneladas para aviões em
voos de curta distância. O alumínio conduz o
setor automotivo e de transporte à
sustentabilidade.
REDUÇÃO DE EMISSÕES PELO USO DO ALUMÍNIO: IMPACTO POR COMPONENTE
Componente
Para-choque dianteiro de
um veículo compacto
Bloco de motor de um
veículo compacto
Capô de um sedan
Carroceria de um
carro de luxo
Substituição de
matéria-prima
Economia de peso
(redução de massa)
Você sabia?
Economia de combustível
• Desde 1990, o aumento do uso do alumínio no meio automotivo evitou a combustão de mais de 84
bilhões de litros de combustível;
• Cada 10% de redução de peso nos automóveis representa um aumento de 5% a 10% em eficiência
de combustível;
• A cada 100 quilos de redução de peso de um automóvel, cerca de 300 a 900 litros de combustível
podem ser economizados durante todo o ciclo de vida do veículo. Em táxis e em ônibus urbanos, a
economia é significativamente superior a 2.500 litros.
Redução de emissões
• 100 quilos a menos na massa total de um carro equivalem à redução de nove gramas de CO2 por
quilômetro rodado pelo veículo;
• Em média, cada quilo de alumínio, aplicado em substituição a um material pesado, pode evitar a
emissão de até 20 quilos de CO2 durante a vida útil de um automóvel; 28 quilos de CO2, de caminhões,
e 40 kg a 45 kg de CO2, de ônibus;
• A redução do peso dos veículos do setor de transporte no mundo pode evitar a emissão de pelo
menos 700 milhões de toneladas de CO2 a cada ano.
Infinitamente reciclável
• A reciclabilidade infinita e o elevado valor residual da sucata de alumínio estimulam a aplicação do
metal no setor automotivo e de transportes;
• Com diversas vantagens técnicas, econômicas e ambientais, cerca de 90% do alumínio presente nos
veículos é recuperado e reciclado;
• Em 2006, mais de 55% do alumínio usado na fabricação de automóveis foi proveniente da reciclagem
do metal;
• Além de poupar o meio ambiente, a reciclagem do alumínio utiliza apenas 5% da energia necessária
para a produção do metal primário, a partir do seu minério (bauxita).
Economia de emissão /
200 mil km rodados
direta
indireta
Aço de alta resistência
por Alumínio
2,6 kg
0,6 kg
60 kg de CO2 equivalente
Ferro fundido
por Alumínio
14,6 kg
3,4 kg
330 kg de CO2 equivalente
Aço de alta resistência
por Alumínio
7,4 kg
1,7 kg
160 kg de CO2 equivalente
Aço por
Alumínio
180 kg
41 kg
4.425 kg de CO2 equivalente
Fonte: International Aluminium Institute, 2007
Reduzir a massa
dos veículos é necessário
para diminuir emissões
de gases poluentes.
Usar alumínio
é indispensável
à sustentabilidade.
06
07
DIFERENCIAIS POR COMPONENTE
DIFERENCIAIS POR COMPONENTE
Por Por
que
fabricar
comalumínio
alumínio
que
fabricar com
Powertrain
Baixo peso específico, elevada condutividade
térmica e alta capacidade de resistir à corrosão e
a repetidos ciclos de tensão – mesmo em
temperaturas acima de 150ºC – explicam o
incremento do uso do alumínio no sistema de
powertrain – composto por motor, câmbio,
cardan e eixos traseiro e dianteiro. A leveza do
metal favorece o desempenho dos motores, que
passam a operar com maior torque e potência e
menor nível de ruído.
Cada tonelada de alumínio usado em
substituição ao ferro fundido em blocos de
motor tem o potencial de economizar oito mil
litros de petróleo durante o ciclo de vida dos
veículos. Os pistões, fundidos ou forjados com
ligas especiais de alumínio, apresentam elevada
resistência mecânica, baixas taxas de expansão
térmica e de desgaste, sendo usados até mesmo
na produção de motores a diesel, que suportam
pressões acima de 18 MPa e temperaturas acima
de 300ºC.
No processo de fabricação dos componentes, o
alumínio é a melhor opção em custo-benefício
operacional: sua alta maleabilidade, associada
às tecnologias de fundição, aufere maior
precisão dimensional à fabricação de peças de
geometrias complexas, reduzindo o número de
componentes do veículo; sua baixa densidade e
alta condutividade térmica permitem operações
de usinagem com velocidades elevadas, menor
desgaste de ferramentas e maior aproveitamento
do material, aumentando a produtividade e
diminuindo os custos; sua alta resistência à
corrosão descarta a necessidade de pintura ou
de outros tratamentos de superfície e aumenta a
durabilidade do conjunto.
Estruturas e componentes da carroceria
O conjunto estrutural de um veículo (onde são
fixados todos os componentes mecânicos e
partes da carroceria) responde por até 30% do
peso total da unidade; se fabricado com
tecnologia monocoque ou space frame em
alumínio, seu peso pode ser 40% a 50% mais leve
e 60% mais rígido do que a opção em aço,
oferecendo ainda uma série de benefícios
relacionados a custo e manufatura.
A excelente relação resistência-peso das ligas de
alumínio permite: a fabricação independente
por elemento, resultando na criação de itens
multifuncionais e na redução drástica do
número de componentes; o uso de zonas
maiores de esmagamento, que servem para
reduzir as forças de impacto sobre os ocupantes
de um veículo em colisão. Nesses casos, a rigidez
e a propriedade do material em resistir a uma
Painéis de fechamento
A leveza e as propriedades mecânicas do
alumínio,
notadamente
resistência
a
endentação, rigidez local e, acima de tudo,
rigidez torsional e flexional, conferem excelente
desempenho aos painéis de fechamento –
portas, capôs, para-lamas, tetos e tampas do
bagageiro –, com designs complexos e perfeito
acabamento superficial.
Para fabricar painéis em alumínio é possível
explorar amplamente as plantas tradicionais já
usadas na fabricação de carrocerias de aço, sem
a necessidade de modificar intensamente os
processos de produção. A simples substituição
de material (aço por alumínio), ainda que exija
deformação plástica fazem com que a energia
do choque seja absorvida com uma eficiência
duplamente maior à desempenhada por
componentes de aço, garantindo maior
proteção aos ocupantes no interior do veículo.
aumento de espessura da peça, garante ganhos
de 40% a 50% de redução de peso. Quando o
projeto e o processo de fabricação são
concebidos especificamente para o uso do
alumínio, o potencial de redução de peso dos
componentes passa para 65%.
Ligas de alumínio com excelente soldabilidade e
resistência à corrosão facilitam a manufatura e
garantem maior durabilidade aos painéis de
fechamento, cuja resistência mecânica pode ser
aumentada por tratamento térmico de
envelhecimento, durante o processo de
secagem da pintura do veículo.
O alumínio oferece
vantagens técnicas
e operacionais
imbatíveis para
os principais sistemas
e componentes
veiculares.
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DIFERENCIAIS POR COMPONENTE
DIFERENCIAIS POR COMPONENTE
comalumínio
alumínio
Por Por
que
fabricar
que
fabricar com
Chassi, Suspensão e Direção
Aplicado a componentes do chassi, dos sistemas
de direção, da suspensão e em rodas de liga leve,
o alumínio contribui decisivamente para
melhoria da dirigibilidade e estabilidade do
veículo, proporcionando muito conforto e
segurança aos passageiros. Elementos de
acoplamento, fabricados com o metal, são até
50% mais leves e 30% mais resistentes que as
soluções equivalentes em aço, além de
apresentarem melhor desempenho contra a
fadiga, quando produzidos por forjamento.
Partes do sistema de freios – como amplificador,
válvulas, distribuidor, componentes do sistema
ABS e pistões – fabricados em alumínio têm
pesos expressivamente menores que similares
em aço. Nos discos, material compósito com
matriz de alumínio, super-resistente ao desgaste,
mantém a capacidade de resfriamento e a
integridade estrutural da peça, impedindo
danos à superfície, como corrosão. Dentro do
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veículo, a leveza de todo esse conjunto, menos
volumoso, é percebida pela eliminação dos
ruídos de vibração.
Quando usado para fabricação de itens de
suspensão, além de contribuir para a redução do
peso total do veículo, o alumínio melhora o
comportamento dinâmico da estrutura, com
decorrente incremento do índice de
dirigibilidade. Outra vantagem é a elevada
dutilidade do material, que permite alcançar
estreitos limites de tolerância dimensional sem
perda de resistência mecânica e definir formatos
ilimitados, como os exigidos por sistemas de
alavancas com geometrias complexas. Nos eixos
dianteiro e traseiro, a dureza e a alta rigidez
diagonal do alumínio, combinadas com formas
otimizadas, oferecem ganho em aderência nas
curvas ao mesmo tempo em que incrementam o
conforto em dirigir o veículo.
Trocadores e defletores de calor
O alumínio é hoje matéria-prima consolidada na
fabricação de radiadores, evaporadores,
condensadores e compressores de ar
condicionado. As principais vantagens do uso
do metal nesses componentes veiculares são:
redução do peso; excelente condutividade
térmica (quatro vezes superior à do aço); ótima
resistência à corrosão, à temperatura e a ciclos
de pressão, além de disponibilidade comercial
para uma série de ligas com boa formabilidade
que permitem a obtenção de peças com
geometrias sofisticadas.
Seja utilizando as folhas de alumínio com clad
ou os tubos de alumínio com tecnologia coating,
pronto para união, os trocadores de alumínio
brasado são sinônimo de leveza e alta
performance térmica – indispensável nos
sistemas de refrigeração.
As propriedades físicas do alumínio – excelente
refletividade,
baixa
emissividade,
alta
condutividade térmica e elevado calor específico
– também o tornam indispensável na fabricação
de defletores de calor. Aplicado em diversos
compartimentos – no motor e nas áreas de
escapamento, no piso do veículo e em outros
“pontos quentes” – os defletores de alumínio
garantem uma excelente dissipação de calor,
além de contribuírem para minimizar a emissão
de ruídos de alguns sistemas automotivos,
garantindo proteção térmica e conforto acústico.
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TRANSPORTES
TRANSPORTES
TRANSPORTES
TRANSPORTES
Alumínio:
por
Alumínio:
maismais
carga, carga
por menos
Aumento da carga útil + alto valor residual = rentabilidade adicional
intensivo do metal potencializa também a
Diminuir o peso de caminhões e carretas, com
capacidade de carga de veículos leves e semialumínio, permite aumentar a carga útil
pesados. Além disso, para os frotistas, o alumínio
transportada a custos menores com frete, sem
gera renda ao final da vida útil da frota, dado o
exceder os limites de peso rodoviários
alto valor no mercado da sucata do material,
estabelecidos pela Lei da Balança. Em locais cujo
100% reciclável.
acesso de caminhões e carretas é restrito, o uso
Durabilidade + menor manutenção + economia de combustível = custos menores
diversos, a maleabilidade do alumínio agiliza
Na análise de custos para aquisição de unidades
reparos eventuais dos componentes ou das
veiculares, a relação investimento-durabilidade
estruturas, permitindo o rápido retorno do
é determinante. Nesse cálculo, o alumínio é
veículo à atividade a menores gastos de gestão.
imbatível: oferece alta resistência à corrosão e às
Adicionalmente, roda-se mais com menos: a
intempéries. Assim, frotas que fazem uso
redução de uma tonelada do peso dos veículos –
intensivo de alumínio rodam em média 15 anos
facilmente atingida com a aplicação de
sem necessidade de manutenção drástica,
componentes em alumínio – economiza, a cada
contra oito anos de outros materiais. Os custos
100 mil km, cerca de 1.500 litros de diesel para
com limpeza e manutenção da pintura também
caminhões basculantes que carregam
são expressivamente inferiores. Com o veiculo
mercadorias pesadas e de 1.700 litros a 1.900
mais leve, o conjunto - freios, pneus e suspensão
litros de diesel para ônibus urbanos.
- sofre menor desgaste. Em caso de danos
menos
Trens
Trens de alumínio possuem uma estrutura rígida
que resiste a cargas complexas, ao desgaste e às
forças aerodinâmicas resultantes da passagem
das locomotivas pelos túneis. Em trens com
paradas frequentes, como o metrô e unidades
de conexões intermunicipais, a leveza da
carroceria, dois terços inferior à de uma estrutura
similar em aço, gera economia de energia em
movimento e razoável aceleração entre as
paradas. Já os de alta velocidade ultrapassam os
270 km/h sem sobrecarregar o sistema de
rolamentos/rodas. Caso notório, o francês TGV
Duplex transporta 40% mais passageiros
pesando 12% menos que uma versão em aço de
um único andar, graças à estrutura de alumínio.
Já os vagões de trens de carga fabricados com o
metal leve chegam a transportar até seis
toneladas a mais que similares em aço;
apresentam melhor resistência ao transporte de
cargas corrosivas como fertilizantes e adubos e
duram muito mais com menos manutenção.
Embarcações
Até 30% mais leves que similares em aço inox,
embarcações fabricadas com alumínio
demandam menor potência instalada com
motorização, sem prejuízo de performance e de
velocidade e com expressiva economia de
combustível. Como o alumínio tem grande
resistência à corrosão mesmo em ambientes
marítimos, investimentos adicionais para pintura
do casco são dispensados, e os custos com
manutenção e revisão são expressivamente
menores. A leveza do metal, que garante às
embarcações, com propulsão a vela ou motor, boa
dirigibilidade e agilidade nas manobras também
permite a redução de calado, assegurando
navegabilidade sobre zonas pouco profundas, em
especial nos portos e em canais. Ao mesmo
tempo, o metal confere aos veículos excepcionais
índices de dureza e de resistência a choques,
auferindo segurança às estruturas e
superestruturas de cruzeiros, transatlânticos, iates,
catamarãs, balsas, veleiros e barcos de pescaria.
O alumínio oferece aos
operadores de frotas o
que eles mais querem:
lucratividade. Escolha
pelo metal racionaliza
os custos e potencializa
os investimentos.
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TRANSPORTES
TRANSPORTES
TRANSPORTES
TRANSPORTES
Alumínio:
por
Alumínio:
maismais
carga, carga
por menos
Aviões
Alta resistência e extrema leveza fazem do
alumínio o material de excelência para aviões.
Presente nas asas, na fuselagem, em estruturas
de portas, janelas, assentos e no trem de pouso,
o metal responde por até 80% do peso
estrutural de uma aeronave. É ótimo dissipador
Implementos rodoviários
Estruturas com taras de baixo peso específico
consomem menos combustível e permitem
maior volume de carga transportada, com
consequente redução do custo do frete e
otimização de peças, pneus, freios e suspensão.
Desempenhos operacionais e econômicos que
consolidam o uso do alumínio em caminhões
furgão, furgões sobre chassi e semi-reboque,
basculantes, carrocerias com fueiros e
silo/graneleiro.
No transporte de medicamentos e de paletes de
bebidas e alimentos – majoritariamente realizados
por furgões carga geral – o metal é barreira
absoluta contra luz, umidade, oxigênio e odores,
favorecendo a preservação da qualidade do
produto transportado.
de calor, que permite voos a altíssimas
velocidades com muito conforto térmico, e
altamente resistente a repetidos ciclos de carga
e descarga, sendo empregado em diversos
componentes de segurança.
Em caminhões-tanque para transporte de
combustível, permite o transporte adicional de
até cinco mil litros, e traz maior segurança
contra: contaminação, pois não necessita de
pinturas protetivas; explosões e incêndios em
casos de acidentes, pois não emite faísca;
vazamentos e rachaduras, pois é altamente
maleável. A segurança também é o diferencial
do alumínio para para-choques laterais de
caminhões, que não ultrapassam 15 kg,
absorvem duas vezes mais impacto que
similares em aço, duram mais, dada a excelente
resistência à corrosão do metal, e são facilmente
removidos em caso de acidentes.
Ônibus
No transporte coletivo de passageiros, o
alumínio é financeiramente estratégico para
encarroçadoras e frotistas: reduz em até 30% o
peso das carrocerias com equivalente
otimização de combustível e resiste às
condições adversas e à corrosão, aumentando a
vida útil da frota.
Maleável, o metal propicia a fabricação de
portas, tampas e bagageiros articulados e
móveis, de maneira a facilitar as operações de
colocação e retirada de bagagens, bem como
entrada e saída de passageiros. Fácil de limpar, o
alumínio facilita a manutenção e higienização
menos
dos veículos. O acabamento também é
aprimorado, especialmente em relação à
planicidade dos painéis externos, que, mais lisos,
ainda favorecem a aerodinâmica do veículo.
No interior dos ônibus, perfis de alumínio se
integram facilmente a materiais diversos,
favorecendo designs modernos a puxadores,
suportes, bagageiros de mão, portas deslizantes,
divisórias e muito mais. Do lado de fora, rodas
forjadas de alumínio chegam a ser pelo menos
cinco vezes mais resistentes que as rodas de aço,
além de serem de 30% a 35% mais leves.
Redução de peso por componente de alumínio
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Componentes para caminhões
e tratores
Cabine e portas: - 200 kg
Chassi: - 350 kg
Partes de powertrain: - 125 kg
Partes de suspensão: - 110 kg
Superestruturas
Corpo rígido (90 m2): - 800 kg
Caixa basculante: - 800 kg a - 2.200 kg
Tanque para transporte de combustível
(43 mil l): - 1.100 kg
Componentes para superestrutura
Trilhos de divisórias (2 x 13,5 m): - 100 kg
Parede frontal: - 85 kg
Porta traseira: - 85 kg
Painéis laterais (600 mm): - 240 kg
Fueiros (stanchions) (10 x 600 mm): - 50 kg
Partes de segurança
Para-choque dianteiro: - 15 kg
Para-choque traseiro: - 15 kg
Para-choque lateral: - 20 kg
Subestruturas de reboques
Chassi (13,5 m): - 700 kg
Chassi (6 m): - 300 kg
Chassi + piso (13,5 m): - 1.100 kg
Travessas: - 35 kg
Acessórios
Câmaras de ar (air pressure vessels) (6 x 60 l): - 54 kg
Tanque de diesel (600 l): - 35 kg
Corpo do serviço (toolbox): - 15 kg
Tail lift: - 150 kg
Rodas (14): - 300 kg
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CUSTO-BENEFÍCIO
CUSTO-BENEFÍCIO
CUSTO-BENEFÍCIO
CUSTO-BENEFÍCIO
abricar
com
alumínio
É mais
vantajoso
fa
o fabricar com alumínio
É mais vantajoso
Quanto custa economizar?
Estudo da IBIS Associates comprovou que é mais
barato aumentar o desempenho de consumo de
carros fabricados com alumíno do que com
materiais convencionais. Para melhorar a
eficiência energética de um veículo com
carroceria convencional de aço em 1
milha/galão – o correspondente a 0,42 km/l, é
necessário investir cerca de US$ 259 (para
híbridos) e aproximadamente US$ 192 (no caso
de motor a diesel). Já as unidades veiculares que
têm estrutura leve de alumínio precisam de um
investimento menor – US$ 173 (para sistemas
híbridos) e US$ 104 (para motor a diesel).
unidade de alumínio, em comparação à de aço,
incorre num faturamento mensal adicional de
12,20% para o tanque leve. O valor,
considerando o crédito do Imposto sobre
Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS) e
dos juros do Financiamento de Máquinas e
Equipamentos (Finame), amortiza o adicional do
investimento inicial em apenas três anos, com
folga de R$ 15 mil. Veja a tabela.
CUSTO / MILHA POR GALÃO - MÉDIA
Custo pelo aumento de eficiência em
uma milha por galão
mensurou, na prática, os custos específicos da
fabricação de um monobloco com materiais
mistos (aço, alumínio, magnésio e polímeros). O
resultado foi o SuperLightCar, uma estrutura com
performance equivalente à do Golf V, mas 101 kg
mais leve graças à introdução de 96 kg de
alumínio. Na conta, a estrutura do carro leve
demandou um investimento adicional de
apenas 7,8 Eur/kg a menos no chassi. Resultado
indubitavelmente acessível à produção de larga
escala e que ainda não leva em conta as
vantagens durante a fase de uso, como redução
de consumo e emissões.
A consultoria internacional IBIS Associates
demonstrou que uma vez considerados os
ganhos diretos e indiretos com redução de peso
– que incluem a diminuição das dimensões dos
componentes e economia de combustível –, a
substituição intensiva do aço por alumínio na
produção de um veículo de passeio produzido
em larga escala resulta num investimento
adicional de apenas US$ 0,38/kg.
Como alternativa às estruturas 100% alumínio,
um grupo formado por 38 organizações líderes
de nove países europeus, entre institutos de
pesquisa, montadoras e fornecedores,
Quanto custa transportar?
A fabricante de implementos rodoviários Heil
Trailer Internacional realizou um comparativo de
custos entre dois tanques semireboques: um em
aço carbono e outro em alumínio. A análise,
embasada em informações reais de custo de
aquisição e de uso, cruzou valores operacionais
com a capacidade de carga e faturamento
decorrente do transporte. Os resultados
comprovam que a maior capacidade de carga da
US$ 300,00
US$ 250,00
US$ 200,00
US$ 150,00
US$ 100,00
US$50,00
US$ 0,00
Carro de porte médio,
fabricado em alumínio
Carro híbrido, de porte
médio, fabricado em aço
Carro a diesel, de porte
médio, fabricado em aço
Carro a diesel, de porte
médio, fabricado em alumínio
Carro híbrido, de porte
médio, fabricado em alumínio
Cenário: carroceria e sistemas de powertrain
TANQUES SEMIREBOQUE - COMPARATIVO DE INVESTIMENTOS
Fonte: IBIS Associates, 2008
SEMIREBOQUE
Capacidade (litros)
Faturamento/mês (R$)
Aço Carbono
Alumínio
41.000
46.000
20.500,00
23.000,00
Diferença mensal faturamento (R$)
Comparativos de custos
reais revelam que a
substituição
de aço por alumínio,
além de agregar
qualidade, segurança
e sustentabilidade
aos veículos,
é economicamente
viável à produção em
larga escala.
Diferença
12,20%
(ganho real)
12,20%
(ganho utilizado)
2.500,00
2.500,00
Encargos do Finame (%)
1,5
1,5
-
Spread bancário (%)
3,0
3,0
-
Total de juros (%)
4,5
4,5
-
Total de parcelas (meses)
36
36
Carência das parcelas
0
0
Juros com carência
0
0
Valor do produto (R$)
105.000,00
180.000,00
Valor da entrada (R$)
10.500,00
18.000,00
Valor total das parcelas (R$)
100.924,49
173.013,40
-72.088,91
Total investimento (R$)
111.424,49
191.013,40
-79.588,91
6.982,50
11.970,00
4.987,50
90.000,00
10.411,09
Crédito de ICMS (*)
Receita durante o financiamento
Subtotal (R$)
Residual após três anos
(50% do valor inicial) (R$)
Diferença após 3 anos (R$)
-8.000,00
15.399,40
52.500,00
90.000,00
37,500,00
52.899,40
(*) Crédito de ICMS sobre o valor total menos IPI.
Fonte: Heil Trailer Internacional, 2009
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17
EVOLUÇÃO E TENDÊNCIA EVOLUÇÃO E TENDÊNCIA
EVOLUÇÃO E TENDÊNCIA
Alumínio:
ve
ez
mais
presente
Alumínio: cada
cada vez
mais
presente
com mais de 32 montadoras dos quatro
continentes do globo, comprova a afirmativa
por meio de dados sobre a evolução do
consumo do metal ao longo dos anos, as
aplicações atuais e as perspectivas de uso do
material nos carros do futuro.
O aumento das aplicações automotivas de
componentes e de sistemas fabricados com
alumínio é uma tendência em todo o mundo.
Pesquisa realizada pela Ducker Worldwide e
comissionada pela Aluminum Association (AA),
embasada em levantamentos com fornecedores
de matérias-primas e de autopeças e entrevistas
CONSUMO DE ALUMÍNIO NOS CARROS NORTE-AMERICANOS
50 Anos de Crescimento Ininterrupto
CONSUMO DE ALUMÍNIO EM 2009 PARA 72,3 MILHÕES DE VEÍCULOS LEVES
12%
9,6%
10%
7,8%
8%
8,6%
8,8%
Estima-se que os veículos leves fabricados em 2009, em todo o mundo, foram equipados, cada um, com uma média
de 112,5 kg de alumínio. Em 2020, a projeção da média mundial é de aproximadamente 136 kg de alumínio/veículo.
170,6 kg
4,5%
34,9 kg
2,0%
5,1%
3,9%
2,1%
2%
Histórico
Projeção
123,8
Quilos por veículo
Em 2008, os veículos
da Honda já tinham
mais de 10% do peso
do carro em alumínio
6,1%
147,9
150
6,9%
6%
4%
10,4%
0%
114,8
120
112,5
107,5
99,8
81,2
90
79,4
69,4
68,9
América
do Sul
Oriente
Médio
e África
60
30
1970
1975
1980
Calendário anual
1985
1990
1995
2000
2005
2009
2010P
2015P
América
do Norte
2020P
Participação do alumínio no peso médio dos veículos
Fonte: Ducker Worldwide, 2008
Japão
Média
Mundial
Corea
do Sul
China
Índia e
outras
partes
da Ásia
País ou Região
Rússia
e outras
partes da
Europa
Fonte: Ducker Worldwide, 2008
CONSUMO DE ALUMÍNIO: quilos por veículo
CONSUMO DE ALUMÍNIO NOS VEÍCULOS LEVES EM 2009
Dados mundiais - Por produto
Sistema ou
Componente
Outros produtos
1,6%
Extrudados
6,4%
Laminados
11,0%
Atualmente, o
alumínio responde
por cerca de 7,8% do
peso de um carro de
passeio. Em 2020,
essa marca chegará
a 10%.
União
Europeia
Fundidos
81,0%
8,14 bilhões de quilos
Fonte: Ducker Worldwide, 2008
América do Norte
União Europeia
Japão (excluindo
veículos do segmento A)
2002 2006
2009
2002 2006 2009
2002
2006 2009
Motores
42,12
51,74
55,75
36,64
41,01
42,90
44,55
45,00
48,78
Transmissão
e Sistema de
Eixos Cardan
28,2
31,57
30,0
15,45
15,54
15,48
15,48
21,82
21,90
Chassi,
Suspensão
e Direção
6,25
8,51
8,35
8,23
10,29
11,60
2,95
3,57
3,59
Rodas
22,42
23,66
25,22
14,25
18,06
20,25
20,25
19,36
20,24
Trocadores
de Calor
14,55
14,35
14,30
11,05
12,29
12,32
12,00
13,64
13,86
Freios
2,49
3,78
4,14
2,73
4,76
5,15
1,68
3,42
3,51
Painéis de
Fechamento
1,96
2,51
2,70
2,41
4,90
5,16
0,27
1,85
1,94
Carroceria
e Painel
de Instrumentos
0,45
0,59
0,60
1,77
2,82
2,89
0,14
0,21
0,10
Coletores
de Admissão
1,74
1,85
1,91
1,18
1,36
1,50
0,55
1,07
1,10
Para-choques
0,61
0,87
1,09
1,42
2,76
2,73
0,78
0,69
0,58
Todos os Outros
Componentes
4,1
4,1
4,28
3,86
3,86
3,93
2,77
3,19
3,23
Total
123,54 143,71 148,34 98,99 117,65 124,15 104,09 113,82 118,64
Fonte: Ducker Worldwide, 2008
18
19
EVOLUÇÃO E TENDÊNCIA
Alumínio:
vez
Alumínio: cada
cada vez
mais
maispresente
presente
OO
Alumínio
Alumínio nos
nos
Transportes
Transportes
TENDÊNCIA DO CONSUMO DE ALUMÍNIO AUTOMOTIVO NO
MERCADO NORTE-AMERICANO PARA 2020
Até 2020, espera-se que 50% do crescimento do consumo de alumínio automotivo
seja pela aplicação do metal em painéis de fechamento, acoplamentos, braços de
suspensão e estruturas da carroceria.
Chassi,
suspensão
e direção
7%
Freios e
outros
5%
Carroceria,
para-choques
e painéis de
fechamento
7%
Powertrain e
trocadores de calor
65%
Fontes
Associação Brasileira do Alumínio (ABAL) - www.abal.org.br
Aluminum Association's Aluminum Transportation Group - www.autoaluminum.org
Ducker Worldwide, LLC. - www.ducker.com
European Aluminium Association (EAA) - www.eaa.net
Heil Trailer Internacional S.A. - www.heiltrailer.com
IBIS Associates, Inc. - www.ibisassociates.com
International Aluminium Institute (IAI) - www.world-aluminium.org
Livros:
ALUMINIUM & cars: design, technology, innovation. Italy: Edimet, 2005.
ALUMINUM and aluminum alloys. Materials Park, OH: ASM International, 1993.
WEINGAERTNER, W.L.; SCHROETER, R.B. Tecnologia de usinagem do alumínio e suas ligas. 2. ed. São Paulo: Alcan
Alumínio do Brasil, 1991.
Rodas
16%
170,91 kg de alumínio por veículo
Fonte: Ducker Worldwide, 2008
O Alumínio nos Transportes
Esta é uma publicação da Associação Brasileira do Alumínio (ABAL), elaborada sob a supervisão do Comitê
de Mercado de Transportes, em maio de 2010.
Criação e Produção Gráfica
Técnica Comunicação Industrial Ltda.
Textos e Edição
Mirian Blanco, sob a coordenação do Centro de Informações Automotivo e de Transportes da ABAL.
Imagens
Empresas associadas à ABAL
Audi Brasil
European Aluminium Association (EAA)
Heil Trailer Internacional S.A.
Impressão
Prol Editora Gráfica
“Todos os direitos autorais reservados à ABAL. Proibida a comercialização, bem como a reprodução total ou
parcial, por qualquer meio ou processo sob as penas da lei, exceto mediante autorização expressa e escrita da
ABAL. Permitida a citação do conteúdo desta publicação desde que mencionada a fonte.”
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