ESTUDO DE MATERIAIS COMPÓSITOS NO PROJETO E CONSTRUÇÃO DE
CARROCERIAS PARA VEÍCULOS ELÉTRICOS
Divisão Temática
DT 4 - Processos produtivos, tecnologias e tendências para o
presente e o futuro
Autores: G. MARTINS DA SILVA[footnoteRef:1]; J. SERGIO
MEDEIROS[footnoteRef:2]; [1: Aluno CST em Design de Produto
[DAMM-IFSC Florianópolis]: [email protected];] [2: Aluno
Engenharia Elétrica [DAE-IFSC Florianópolis]:
[email protected];3 Professor [DAE-IFSC Florianópolis]:
[email protected];4 Professor [DAMM-IFSC Florianópolis]:
[email protected].]
A. de ANDRADE BRESOLIN[footnoteRef:3]. R. ANGELO PISTORELLO
[footnoteRef:4]. [3: ] [4: ]
Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC)
EDITAL Nº 41/2017/PROPPI/PROEX Câmpus Florianópolis.
Resumo:
O presente projeto de pesquisa e desenvolvimento foi resultado
de uma parceira de 3 (três) grupos de pesquisa do Câmpus
Florianópolis do IFSC, sendo: Grupo de Pesquisa de Design e
Interfaces (curso Tecnólogo de Design de Produtos), Grupo de
Pesquisa PECCE (curso de Engenharia Elétrica) e o Grupo de Pesquisa
ADeMCI (Curso Técnico de Manutenção Automobilista). Este projeto
teve como meta estudar e desenvolver uma carenagem automotiva em
Fibra plástica (Fiberglass) ou materiais compósitos (Fibra de vidro
e carbono). A carroceria a ser desenvolvida será aplicada sobre uma
plataforma (chassi) já existente no Câmpus do IFSC destinada ao
projeto de um carro elétrico. Os materiais estudados foram a fibra
de carbono e fibra de vidro. O desenvolvimento da parte
aerodinâmica de toda carroceria foi desenvolvida em solidworks.
Devido às limitações financeiras do projeto foi possível apenas a
conclusão da estrutura de segurança do veículo, no entanto, os
resultados apresentados foram de acordo com o projeto inicial.
Palavras-chave: Veículo Elétrico; Materiais Compósitos; Fibra de
Carbono.
Introdução
Com a inserção gradual de veículos elétricos no mercado mundial,
em breve as grandes montadoras de automóveis estarão
disponibilizando ao mercado brasileiro soluções de locomoção
elétrica (veículos com tração elétrica). O grande problema do
veiculo elétrico atualmente é o preço, que é alto por vários
fatores, mas principalmente pelo custo da bateria. Resumindo,
quanto mais autonomia (quilômetros rodados) se deseja, mais
baterias são necessárias e consequentemente aumenta o peso e o
custo do veiculo. Uma solução para se usar menos baterias e reduzir
o peso do veiculo como um todo, dentro desta premissa, o objetivo
deste projeto foi desenvolver um protótipo de carroceria feita de
materiais compósitos buscando baixo custo e viabilizando a redução
da massa do veículo.
No que diz respeito a carroceria automotiva, atualmente o
mercado de automóveis leves é dominado pela utilização de ligas de
aço na construção de carrocerias em monobloco. No entanto, diversas
partes dos automóveis já são feitas de outros componentes tais como
para-choques de plástico (antes eram de metal), faróis plástico
(antes eram de vidro), etc. “Existem duas maneiras de reduzir a
quantidade de energia necessária para mover um veículo: melhorando
a eficiência do motor ou reduzindo a massa total do veículo”,
(CANDELORO, 2012 apud ASHBY, 2006). Felizmente no veículo elétrico
pode-se ter os dois.
Na Europa, Ásia e Estados Unidos, as pesquisas vão além da
mobilidade elétrica, onde já se trabalham até com sistemas
autônomos, ou seja, carros que se movem sozinhos e redes de auxílio
e recarga de carros elétricos. Diversos governos já possuem
legislação avançada e programas de incentivo, investimento e
pesquisa na área. Além disso, muitos países já fixaram metas para
extinção dos carros movidos a combustão, a exemplo da Alemanha,
Holanda e Inglaterra que quer eliminar estes carros de suas ruas a
partir de 2050 (BÖLL, 2016).
Portanto, o presente projeto teve como meta principal a
concepção de uma carenagem veicular com base em uma estrutura de
segurança desenvolvida para atender o projeto do veículo elétrico
(EV-IFSC veículo elétrico do IFSC – Câmpus Florianópolis), de forma
a estimar as possíveis vantagens do emprego dos materiais
compósitos nas carrocerias de veículos elétricos.
Procedimentos metodológicos
O primeiro passo do projeto foi definir o design final do
veículo a partir do projeto já existente. A figura 1a, no canto
superior esquerdo, apresenta a fase que se encontrava a carroceria
do veículo elétrico no inicio do projeto. Na parte central, figura
1b está o esboço proposto e o escolhido. Na parte inferior da
figura 1c são apresentados os designs projetados em Solidworks
(3D). Por fim, na parte direita da figura 1d apresenta o projeto
finalizado com a estrutura de segurança pronta.
Figura 1 – Projeto da carenagem do veículo elétrico: a)
carroceria no início do projeto; b) esboços de design; c) designs
em solidworks; d) projeto com estrutura de segurança
Paralelamente, os integrantes da equipe de trabalho participaram
de um curso de capacitação de laminação em fibra de carbono (Figura
02).
Figura 2 – Curso de laminação em fibra de Carbono
Resultados e discussões
O objetivo inicial do projeto era projetar, desenvolver e
construir a carenagem do veículo elétrico. Infelizmente devido aos
recursos limitados do projeto foi possível apenas a confecção da
estrutura de apoio (segurança) e o design externo do veículo. Esta
estrutura foi projetada tanto para servir como segurança aos
passageiros do veículo como estrutura de sustentação da carroceria.
O veiculo com a estrutura final apresentado na figura 1d já está em
funcionamento e foi tema de uma reportagem especial do IFSC TV em
ação (IFSC-TV, 2018).
Considerações finais
Pode-se considerar que o projeto teve seus objetivos alcançados,
pois mesmo sem a construção do protótipo da carroceria, foi
possível construir a estrutura de segurança, testar diversas
composições de materiais. Buscou-se também adequar o projeto a uma
composição que atendesse as normas com baixo custo e redução de
massa do veículo. Além disso, o projeto proporcionou aos alunos
bolsistas envolvidos a interação entre ensino, pesquisa e extensão
(parceria com empresas e comunidade). Por fim, vale salientar que
como trabalho futuro foi definido a construção efetiva da carenagem
e do painel de instrumentos do veículo no ano de 2019.
Referências
BÖLL, Sven. Bundesländer wollen Benzin- und Dieselautos
verbieten. SPIEGEL, Revista
Eletrônica.http://www.spiegel.de/auto/aktuell/bundeslaender-wollen-benzin-und-dieselautos-ab-2030-verbieten-a-1115671.html.
Acesso em 09/11/2017.
CANDELORO, Lucas Pinotti, e FORTULAN, Carlos Alberto. Projeto e
Protótipo de uma Carenagem veicular (Fórmula SAE) em Polietileno de
alta densidade. LTC (Laboratório de Tipologia e Compósitos), SEM,
EESC-USP, São Carlos, SP. 2010.
IFSC-TV. Projeto EV-IFSC (veículo elétrico do IFSC). Programa em
ação. https://www.youtube.com/watch?v=vdaD5EYZCAk. Produzido em
Dezembro de 2018. Acesso em 21/05/2019.
