Encare: nós dirigimos origamis de chapas de aço. E isso é uma coisa boa

A tia de uma ex-mulher só dirigia carros grandes. E ela era péssima motorista. Ambas as coisas estavam relacionadas: ela dirigia veículos grandes porque era horrível na direção, como me disse um dia. Ela acreditava que um carro maior a deixaria mais segura. E já morreu faz um tempão. Não devido a um acidente de carro, mas ao câncer. Mesmo que estivesse viva, eu só conseguiria lhe mostrar o vídeo abaixo se ela achasse esse texto no Google. Ela era a tia de uma ex-mulher, como eu já disse… De todo modo, eu gostaria que ela tivesse tido tempo para perceber que dirigia origamis de chapas de aço. E que um origami maior não é necessariamente melhor do que um menor. O que realmente importa é do que ele é feito e com que habilidade é dobrado, como o vídeo abaixo mostra.

O uso do termo “origami” não é apenas uma metáfora. Quando você vê um carro, normalmente acha que ele é um objeto sólido. Nada está mais distante da verdade. Como o vídeo acima demonstra, mas “raios-X”, ou cutoffs, exemplificam ainda melhor. Assim como carrocerias body-in-white, sem pintura ou acabamentos, como as das fotos abaixo do “raio-X”.

O novo Jaguar XF. (28/08/07)

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Do ponto de vista gráfico, nada poderia ser mais evidente do que isso. A ideia destes origamis foi provavelmente a inspiração que a Lexus teve quando criou seu IS Sedan de papelão, em outubro de 2015. Por mais que ela também estivesse disposta a prestar uma homenagem às suas origens japonesas.

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As estruturas dobradas e ocas que formam um carro existem não só para acomodar chicote, vidros, painéis e componentes mecânicos. Elas têm muitas outras funções, como manter as rodas sempre em contato com o solo, com a rigidez necessária, e a absorção de energia em caso de impactos. A última é a que nos interessa mais neste artigo.

Absorção de energia

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Jeremy Clarkson disse isso, certa vez: “Velocidade nunca matou ninguém. Ficar subitamente estacionário é o que te pega”. Esta engraçada pérola de sabedoria resume o que absorção de energia representa. Quando um carro acelera, ele precisa de energia, ou potência, para mover sua massa da imobilidade às altas velocidades. Ironicamente, a mesma energia que coloca o carro em movimento tem de ser dissipada. É para isso que servem os freios. E é por isso que eles se aquecem e até mesmo ficam incandescentes quando estão trabalhando duro.

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Quando os freios não conseguem dissipar a energia, ou não entram em ação a tempo, ela tem de desaparecer de alguma outra forma. Quanto mais rígida for uma carroceria, menos eficiente ela será em absorver energia por deformação. Imagine se você fosse um sparring do Mike Tyson. Se o capacete não fosse feito de um material macio, toda a força dos golpes dele iria direto para seu crânio. Outro bom exemplo é o das rede de segurança que bombeiros usam para resgatar pessoas que caem de prédios. Se elas não fossem capazes de dissipar a energia que a pessoa adquire em queda livre, com a aceleração da gravidade, elas matariam em vez de salvar. O mesmo princípio se aplica às carrocerias dos automóveis.

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A Mercedes-Benz foi a primeira empresa a perceber isto de uma maneira prática. Em outras palavras, a fazer algo a respeito. O Mercedes-Benz W111, também conhecido como Fintail, foi o primeiro veículo a apresentar zonas de deformação, em 1959. Foi o mesmo ano de produção do Chevrolet Bel Air acima. Se o Bel Air tivesse uma dianteira e uma traseira de aços mais maleáveis, bem como uma cabine mais rígida, teria tido um desempenho melhor contra o Malibu.

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Também vem da Daimler a demonstração de que veículos pequenos podem ser tão seguros ou até mais do que carros maiores. Na verdade, esta evidência vem de outra das empresas da Daimler, a smart. E do pessoal do Fifth Gear.

O pequeno smart fortwo atinge uma parede de concreto a 113 km/h e sua cabine sofre danos relativamente pequenos, ainda que apresente uma intrusão que poderia ter ferido os passageiros. Mas isso também acontece com um Opel/Vauxhall Corsa, que é um carro muito maior, com uma ampla zona de deformação. O fato é que nenhum carro oferece proteção adicional só porque é maior. Se ele não foi concebido com segurança em mente, poderia ser ainda pior. Um dos fatores que fazem as pessoas comprarem SUVs e crossovers hoje em dia é o mesmo que empurrou aquela tia de uma ex-mulher para carros grandes. Inutilmente. Se você quer se sentir mais seguro, tem de olhar para os carros que se saem melhor nos testes de colisão. E eles podem ser tão minúsculos quanto um smart fortwo.

Há partes dos carros que têm de ficar tão intactas quanto possível. Para gerenciar isso, elas dependem de que outras partes se deformem da melhor maneira que puderem. “Nas zonas de impacto e de deformação, procuramos materiais com alta ductilidade (capacidade de se deformar sem quebrar) em combinação com altos níveis de resistência. A curto prazo, teremos principalmente uma mistura de alumínio e aço. Dependendo do material, há diferentes soluções utilizadas por extrusões ou por formas tubulares que combinam o design da melhor maneira. Robustez para garantir que não ocorra nenhuma falha na zona de deformação do material é de nosso maior interesse”, disse o Volvo Cars Safety Centre ao MotorChase.

 

Quebra-cabeça de materiais

No passado, as carrocerias de automóveis eram feitas inteiramente de aço, mas alumínio começou a parecer uma idéia melhor. Os Audi A2 e a A8 foram exemplos disso, mas o aço também começou a evoluir. A reação veio sob a forma de HSS (High Strength Steel, ou aço de alta resistência), UHSS (Ultra High Strength Steel, ou aço de ultra alta resistência) ou até mesmo AHSS (Advanced Ultra High Strength Steel, aço avançado de ultra alta resistência). “A curto prazo, o aço boro formado a quente é a base para nossa gaiola de segurança, enquanto aço e alumínio são as base para nossos painéis de carroceria”, disse o Volvo Cars Safety Centre ao MotorChase. E não é só a Volvo que está pesquisando o quebra-cabeças de materiais que este origami complexo exige. Confira abaixo a estrutura do conceito Renault EOLAB. E seu lema: “O material certo no lugar certo”.

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O foco do EOLAB, apresentado no Salão de Paris de 2014, era a eficiência em consumo de combustível. De acordo com a Renault, o conceito do segmento B era 400 kg mais leve do que um Clio seria. Pesava 955 kg. De qualquer forma, é fácil ver os materiais escolhidos para a cabine: aços avançados de alta resistência, elementos extrudados ou fundidos de alumínio e termoplásticos reforçados de fibra contínua, algo que normalmente chamamos apenas de fibra de carbono. Longe da cabine, vemos painéis estampados de alumínio e de fibra de vidro. As partes que se destinam a absorver a energia dos impactos.

“Entre os materiais formados a quente, há também várias novas alternativas oferecidas em termos de resistência e ductilidade que poderiam ser de interesse para o desenvolvimento. Compósitos são estudados para reforços na estrutura da carroceria. A longo prazo, olhamos para muitas diferentes alternativas, com uma mistura de materiais avançados para melhorar nossa resistência e ao mesmo tempo reduzir o peso da carroceria do veículo. Compósitos serão também investigados para painéis de carroceria”, prossegue o Volvo Cars Safety Centre. A BMW já passou da fase de estudos com o novo Série 7 e sua tecnologia Carbon Core.

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Todas as peças pretas que aparecem na imagem acima são feitas de fibra de carbono. Elas estão em todas as colunas (A, B e C), soleiras, no túnel de transmissão e no teto. Em outras palavras, em torno de todos os passageiros, para que eles estejam tão protegidos quanto possível. As partes mais claras, para minimizar os efeitos de um acidente, são feitas de alumínio.

 

Técnicas de dobradura

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Tornar a carroceria mais forte em algumas áreas não é uma tarefa apenas dos materiais. Isso também pode ser obtido com técnicas de dobradura, como Francisco Satkunas, diretor da seção brasileira do SAE, diz ao MotorChase. “Em algumas áreas da carroceria, podemos usar o que chamamos de costelas como estruturas para alguns painéis, colocando uma camada exterior que é soldada ou colada a essas costelas.”

O Volvo Cars Safety Centre menciona algumas outras estratégias. “O processo de formação a quente é um bom exemplo de como usamos o processo de estampagem para aumentar a resistência dos materiais. Isto pode ser feito também para ajustar as propriedades em uma área específica de um único componente, alterando o processo de arrefecimento. Além disso, também usamos os chamados tailored welded blanks (chapas soldadas sob medida) para mesclar tanto materiais quanto espessuras diferentes em uma só peça.”

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“Outra técnica usada para variar a espessura é a tailored rolled blanks (chapas com prensagem sob medida) para aplicar o melhor desempenho e força onde eles forem necessários. Pelo uso de aço de dupla fase (DP), no qual temos um efeito adicional de endurecimento no processo de estampagem, conseguimos uma oportunidade para nos beneficiarmos ainda mais do material. Além disso, novos processos de produção serão investigados para manipular o UHSS no futuro”, completa o Volvo Cars Safety Centre.

 

Graham

Imaginando um mundo no qual todos tivessem carros, e todos fossem como o Chevrolet Bel Air que saía das linhas de produção em 1959, Darwin iria prevalecer. Só os mais adaptados a acidentes de carro iriam sobreviver. E procriar. E mais seleção natural iria ocorrer. Você já pensou em como seríamos? Será que peles, músculos e ossos de borracha resolveriam o problema? Deveríamos ter molas em nossos peitos? A TAC (Transport Accident Commission, ou Comissão de Acidentes de Transporte), na Austrália, imaginou este universo paralelo. E eles nos apresentaram ao Graham.

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Graham tem tudo o que é preciso para sobreviver a um acidente de carro. Ele tem um cérebro que está ligado ao crânio por um grande número de ligamentos. Ele tem um crânio maior, cheio de “zonas de deformação”. Ele não tem pescoço, que poderia quebrar em desacelerações bruscas. Mas lembre: sobreviver não significa necessariamente continuar vivendo bem. Significa apenas que você não morreria instantaneamente. Como as pessoas envolvidas no projeto explicam no vídeo abaixo (em inglês).

Aqui está a descrição detalhada das alterações que o ser humano teria que desenvolver a fim de se tornar Graham (também em inglês). E resistente a batidas de carro.

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Não é difícil ver que um caminho muito mais fácil é desenvolver tecnologias que efetivamente protejam os seres frágeis que somos. Como somos atualmente.

Quando nenhum origami pode protegê-lo

Mas há situações de que nem mesmo o Graham escaparia. Há um limite para a quantidade de energia com que os origamis de chapas de aço estão preparados para lidar. Se você vai além deles, os carros se esmagam da mesma forma que um pedaço de papel seria amassado por suas mãos. Mais uma vez, o Fifth Gear nos dá uma mão para mostrar isso.

Esta é a melhor evidência em movimento da nossa tese de origami. Ou você poderia imaginar que um Ford Focus, tão sólido quanto ele parece, poderia se tornar este pequeno pedaço de aço retorcido que o vídeo apresenta? Isso aconteceu a 193 km/h, uma velocidade que é legal em algumas estradas, tais como as autobahnen alemãs. E que alguns motoristas não dão a mínima se é legal ou não onde estão dirigindo, andando até mais rápido do que isso. Sempre partindo da crença de que estão totalmente protegidos. O vídeo abaixo reforça que isso não é exatamente correto. Mesmo quando você não atinge uma barreira de concreto fixa, como o Focus acima fez.

Estes crash tests foram realizadas a 200 km/h. Os carros que alcançam essa velocidade acabam muito danificados. Mas e os que levam as pancadas no caminho? Eles são completamente destruídos. Principalmente porque eles são atingidos em suas laterais, ou em sua traseira, áreas que não são tão reforçadas quanto o compartimento do motor. Teríamos uma ideia mais justa se os dois carros estivessem a 100 km/h e batessem de frente. Ou se os que são atingidos não tivessem blocos de concreto atrás deles para contenção. Como foram realizados, os testes resultam em veículos muito danificados. Ainda que não tanto quanto se eles fossem atingidos por um trenó a foguete, como os Mythbusters já fizeram uma vez.

Nada disso vai acontecer em ruas ou estradas, mas acidentes em alta velocidade são mais comuns do que deveriam ser. É por isso que é importante estar ciente daquilo que você está dirigindo. Em todos os momentos. Se atravessar um rio de lava em uma velha ponte pênsil de cordas, você tenderá a ter cuidado. Agir diferente seria um testemunho de estupidez.

Não estamos dizendo que você não pode desfrutar das altas velocidades que seu carro esportivo pode alcançar. Afinal, o objetivo dos carros é chegar ao destino no menor tempo possível de forma segura. Estes devem ser os critérios no estabelecimento de altas velocidades em estradas. Se não fosse assim, bastaria andar a pé. Até bicicletas têm a função de economizar tempo. No caso de não querer ficar sujeito a nenhuma limitação além das leis da física, faça isso em um ambiente controlado. Uma pista de corrida, por exemplo. Mas saiba que nem sequer por lá você estará totalmente seguro, como o acidente com 2 vítimas fatais ontem no Nürburgring Nordschleife infelizmente comprova.

A foto abaixo foi tirada momentos antes do acidente. O motorista e a mulher ao lado dele morreram no acidente. Aparentemente, ele atingiu um carro de resgate que já estava ajudando outro carro batido na “quarta à esquerda” de Kesselchen. Dois fiscais da pista também foram feridos, um deles gravemente.

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Se uma pista de corrida pode ter tantas variáveis, imagine quantas mais existem em campo aberto. Não é aconselhável não estar plenamente consciente e a uma velocidade compatível. Lembre-se: nós dirigimos algo que você considera sólido, mas que é, na verdade, um monte de chapas de aço soldadas e dobradas. Origamis de chapas de aço. Sofisticados, poderosos, mas origamis sob qualquer ponto de vista. A sensação de vulnerabilidade é o que tem nos preservado da extinção. E de nos tornarmos Graham.

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Gustavo Henrique Ruffo

I have been an automotive journalist since 1998 and have worked for many important Brazilian newspapers and magazines, such as the local edition of Car and Driver and Quatro Rodas, Brazilian's biggest car magazine. I have also worked for foreign websites, such as World Car Fans and won a few journalism prizes, among them three SAE Journalism Awards and the 2017 IAM RoadSmart Safety Award. I am the author of "The Traffic Cholesterol", a book about bad drivers that you can buy at Hotmart, Google Play, Amazon and Kobo.