Viabilização Do Alumínio Para Substituição Do aço Na Diminuição Da Emissão De CO2.

Viabilização do alumínio para substituição do aço na diminuição da emissão de CO2.

Curso:Eng. Mecânica Professora: Patrícia Delgado

Edson Alves, Felipe Gregório Miranda, Tiago Kuchenbecker, Hebert Prenzler, Gustavo Linhares Stangherlin

Resumo

O presente artigo analisa o beneficio da viabilização do alumínio em substituição do aço em termos de emissão de CO2 e vantagens estruturais. Através de pesquisa, cálculos e analises dos dados obtidos por tabelas. Que fornece o porque essa viabilização não é somente possível porem totalmente recomendada. Uma vez que estará beneficiando não somente os usuários, com uma maior segurança, mas também ao meio ambiente com a redução da emissão de CO2.

Palavras chaves: Alumínio, CO2, redução na emissão, aço, vantagens do alumínio, ligas de alumínio, consumo, redução de peso.

Introdução

Hoje em dia muito se fala sobre sustentabilidade. E com o recente aumento na demanda de venda de veículos no Brasil, devido às condições de pagamento e os baixos preços [1], no primeiro semestre de 2012 foram vendidos 1,63 milhões de veículos [2].

Por isso pesquisas sobre redução de emissões se torna indispensável. Segundo o vice-presidente e chefe técnico de Pesquisa e Inovação da Ford, Paulo Mascarenas, para que se consiga reduzir o consumo do veiculo ou se aumenta a eficiência do motor ou reduz a força necessária que o motor terá que realizar [3].

Partindo destes princípios tem-se que um carro é formado pelos componentes listados na figura 1, emitindo 2,5 Toneladas de CO2 apenas para fabrica-lo. Com isso, o investimento para descoberta de materiais leves e resistentes para substituir o aço dos carros é vantajosa, por diminuir a emissão de CO2 e o gasto de combustível.

Dentre os possíveis materiais para substituição do aço, o que têm ganhado maior espaço é o alumínio. Este material, não somente é mais leve, mas também mais resistente e fácil de manusear sem que se percam suas propriedades. O alumínio é um metal leve, não magnético e não cria faíscas quando exposto ao atrito, sua ductilidade o torna um dos melhores materiais para a substituição do aço [4].

Figura 1 Gráfico Componentes de um veiculo [5].

Revisão bibliográfica

Objetivando a substituição do aço, as analises dos artigos a seguir apresentam as características desta substituição sendo realizada por alumínio. Nota-se que este material está cada vez mais se destacando no mercado automobilístico, visando a principio um melhor desempenho e segurança no veículo.

O emprego do alumínio é uma tendência que está crescendo muito nos EUA e no Japão, empregando uma filosofia de dar aos veículos uma maior leveza e melhor desempenho. Segundo o estudo realizado Gomes Filho [7], a vantagem óbvia da conversão de fundidos de ferro para alumínio, é a densidade do alumínio, que chega a ser quase um terço menor que a do ferro, um perfil que se encaixa nas praticas produtivas, ocasionando uma redução media no consumo de combustível, sendo que a cada 100Kg reduzido em um carro acarreta uma economia de 20% no combustível.

Eles ainda fomentam que a indústria automobilística só começou a utilizar o alumínio há cerca de 30 anos, mas que hoje eles já representam cerca de 60% do consumo de alumínio [6].

Em torno desta grande demanda do consumo do alumínio, Lopes apresentou em seu estudo, que a indústria de fundidos de ferro estava apresentando uma alta defasagem na sua produção e perdendo mercado para os fundidos de alumino. Pois o desenvolvimento de novos materiais de ferro fundido como: ferros noduladores ferríticos, noduladores bainíticos, ferro fundido cinzento, apresentam diferentes propriedades físicas e mecânicas, mas sua usinabilidade tem um custo elevado, eliminando sua viabilidade econômica [7].

Além disso, as características de resistência a corrosão do alumínio permitem que ele seja quase que totalmente reciclado, diferente do ferro, que ao sofrer a corrosão perde parte de sua massa, assim não podendo ser totalmente reciclado. Em suma, através deste artigo obtém-se que a grande demanda dos fundidos de alumínio está associada às vantagens de suas características. que possibilitam a obtenção de peças geométricas complexas, sem que se percam suas propriedades, objetivo que não se alcança com fundidos de ferro.

Materiais e métodos

A pesquisa cientifica realizada para este artigo de caráter analítico, baseou-se primeiramente em uma revisão bibliográfica, onde o conteúdo principal se refere à área automobilística. A partir disso, um estudo mais profundo dos materiais liga de aço e de alumínio, foram necessárias. Inclusive suas aplicações na indústria automotiva, respectivos processos de produção, vantagens e desvantagens dos materiais.

No estudo da sua fase de produção até a reciclagem ao final da vida útil, foram Obtidos os dados das emissões de Green House Gasses (GHG), que são os gases causadores do efeito estufa (CO2, CH4, N2O e perfluorocarbonos). Outra analise importante é a relação de emissão de GHG com a quilometragem do veiculo.

É importante ressaltar a comparação da diferença entre as resistências mecânicas através do estudo químico dos materiais. E também qual a relação entre peso e a força que é exigida pelo motor, o que determina o gasto de combustível em relação a liberação de CO2. Chegando a uma idéia das vantagens da substituição estudada, através da analise dos resultados.

Resultados e discussões

Na tabela 1, que mostra a quantidade de poluentes liberados na atmosfera, durante o ciclo de vida do aço e alumino. Nota-se que durante a sua produção o alumínio libera mais carbono que o aço, mas esta liberação é compensada nas fases seguintes, principalmente em seu processo de reciclagem que gasta apenas 5% da energia requerida para a obtenção através da bauxita, e em 2006 o alumínio reciclado já representava 55% da demanda das automobilísticas [4].

Tabela 1. Emissões atmosfericas [4].

Aço

Energia / Emissões Produção do componente Veículo em uso Reciclagem ao final da vida útil

Energia (MJ) 4.384 45.301 -1.006

GHG (Kg) 328 3.726 -123

Dióxido