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Matérias-primas recicladas e renováveis para os automóveis do futuro

Congresso internacional PIAE debate futuro dos plásticos na indústria automóvel

Annedore Bose-Munde19/06/2024
A utilização de plásticos no setor automóvel é o tema central do Congresso Internacional VDI PIAE, que decorre entre hoje e amanhã em Mannheim, Alemanha.

O congresso internacional VDI PIAE (Plastics in Automotive Engineering) é uma importante plataforma de intercâmbio de conhecimentos para especialistas em plásticos e automóveis. “Um automóvel já não é concebível sem plásticos de engenharia de alta qualidade. As propriedades dos plásticos, como a baixa densidade, a durabilidade, as inúmeras opções de superfície e de moldagem, bem como as propriedades de isolamento, são o que torna possível a construção automóvel económica”, diz o presidente do congresso, Thomas Drescher, responsável pelo pré-desenvolvimento e avaliação de veículos, desenvolvimento de estruturas na Volkswagen AG.

Um exemplo notável e muito prático da utilização de materiais reciclados: o automóvel de exposição baseado no Skoda Enyaq (Foto: Skoda)...
Um exemplo notável e muito prático da utilização de materiais reciclados: o automóvel de exposição baseado no Skoda Enyaq (Foto: Skoda).

No entanto, o conceito de sustentabilidade também exige a criação de ciclos para os plásticos de alta qualidade. É por isso que os recicladores, os engenheiros de processos e os criadores de matérias-primas e componentes estão agora a ser incentivados a desenvolver ciclos para estes materiais recicláveis. “Ainda estamos no início e precisamos de tecnologias de triagem e processamento mais económicas para garantir a necessária qualidade consistente dos plásticos técnicos reciclados. Na minha opinião, o estabelecimento desta economia circular é o maior desafio que a indústria dos plásticos enfrenta nos próximos anos”, afirma Drescher.

Apresentação da utilização prática de materiais sustentáveis

Um exemplo muito prático da utilização de materiais sustentáveis e reciclados é o automóvel de exposição, baseado no Skoda Enyaq, exibido em Mannheim. “As alterações climáticas afetam-nos a todos. Por isso, temos de fazer algo para reduzir o impacto da pegada de carbono, por exemplo, utilizando materiais sustentáveis”, afirma Dalibor Kopác, engenheiro de desenvolvimento na área de Desenvolvimento de Materiais na Skoda Auto a.s. em Mladá Boleslav, República Checa.

Na sua apresentação no PIAE, Dalibor Kopác descreve a utilização de materiais reciclados para peças que não eram possíveis antes, utilizando o carro de exposição como exemplo. “O que é novo é a utilização muito mais alargada de materiais sustentáveis no veículo. Trata-se principalmente de plásticos reciclados, com destaque para os reciclados pós-consumo, os monomateriais e as aplicações em circuito fechado. Esta abordagem de sustentabilidade é utilizada em cerca de 20 peças, por exemplo, nos para-choques, nos revestimentos dos bancos, nos painéis das portas, no teto interior ou na porta da bagageira”, explica Kopác.

O principal potencial da abordagem de sustentabilidade reside claramente na redução do consumo de recursos para a produção de plásticos e na utilização de resíduos ou de material previamente utilizado. “Mas também estamos a preparar-nos para os futuros requisitos legais da Diretiva da UE relativa aos veículos em fim de vida”, diz Kopác.

No âmbito do projeto de investigação ‘ECo2Floor’, foi desenvolvido um novo conceito global sustentável para a parte inferior da carroçaria do veículo...
No âmbito do projeto de investigação ‘ECo2Floor’, foi desenvolvido um novo conceito global sustentável para a parte inferior da carroçaria do veículo. Os conceitos de materiais atualmente utilizados nos veículos foram substituídos por materiais compósitos reforçados com fibras naturais (Imagem: Audi).

Desafios e oportunidades para a economia circular

A Comissão Europeia reviu em julho de 2023 as regras existentes em matéria de reutilização, reciclagem e valorização de veículos. A nova versão da Diretiva da UE relativa aos veículos em fim de vida, que está atualmente a ser revista e ainda não foi finalizada, estipula um teor obrigatório de plástico reciclado de 25 % da quantidade total de plástico para todos os veículos novos a serem homologados na UE. A legislação coloca claramente a tónica nos reciclados pós-consumo (PCR), que, idealmente, provêm de processos de reciclagem mecânica; 25% da quota de 25% de PCR mencionada deve provir da reciclagem de plásticos de veículos em fim de vida. Isto representa 6,25% da quantidade total de plástico.

“Para cumprir esta quota de reciclagem exigida, todas as peças de plástico de grandes dimensões dentro e à volta do veículo devem ser fabricadas a partir de conteúdo reciclado ou reciclado, por exemplo, para-choques, soleiras ou guarnições”, afirma Georg Grestenberger, diretor de Marketing de Aplicações - Interior Automóvel, Mobilidade na Borealis Polyolefine GmbH em Linz, Áustria. “Com cerca de um terço, o polipropileno representa a maior proporção de plásticos nos automóveis. Por conseguinte, o polipropileno e os compostos de polipropileno, em particular, terão também de dar um contributo significativo e desproporcionado para o cumprimento dos objetivos de reciclagem”, continua Grestenberger.

Em Mannheim, a Grestenberger demonstra como tal pode ser conseguido com o exemplo do PP reciclado pós-consumo para aplicações de alta qualidade no interior de automóveis. A Borealis deu um grande passo em direção à economia circular com a chamada “reciclagem mecânica avançada” de plásticos a partir de resíduos domésticos. Oferecemos agora um portefólio de compostos de PP com mais de 25% de conteúdo de PCR. Estes materiais permitem aos nossos clientes produzir componentes de plástico que satisfazem os requisitos atuais do sector automóvel", afirma, indicando as áreas de aplicação. Os primeiros projetos estão programados para entrar em produção em série ainda em 2024.

Com a chamada ‘reciclagem mecânica avançada’ de plásticos de resíduos domésticos...
Com a chamada ‘reciclagem mecânica avançada’ de plásticos de resíduos domésticos, a Borealis deu um passo em direção à economia circular e oferece um portfólio de compostos de PP com um teor de PCR de mais de 25% (Foto: Tomra).

Parte inferior da carroçaria do veículo feita de fibras naturais e polipropileno reciclado

Como parte de um projeto de investigação de um consórcio de desenvolvimento, foi desenvolvido um conceito global completamente novo e sustentável para as partes inferiores das carroçarias dos veículos a utilizar nas futuras plataformas de veículos elétricos. Os parceiros do projeto, Audi AG, Röchling Automotive SE, BBP Kunststoffwerk Marbach Baier GmbH, Fraunhofer Institute for Wood Research Wilhelm-Klauditz-Institute WKI e Thuringian Institute for Textile and Plastics Research (TITK), conseguiram, neste projeto, substituir os conceitos de materiais atualmente utilizados nos veículos por compósitos reforçados com fibras naturais. “O desenvolvimento de chassis de veículos sustentáveis abriu um grupo de componentes com uma elevada proporção de plástico para a utilização de materiais naturais.

Até agora, os componentes compósitos de fibras naturais têm sido utilizados principalmente como peças de acabamento sem tarefas mecânicas significativas nos automóveis. No entanto, as peças de grande área da parte inferior da carroçaria do veículo consideradas no projeto têm requisitos elevados em termos de comportamento à flexão e ao impacto, ” diz Fabian Groh, Gestor de Projeto de Pré-desenvolvimento, Sistema de Cultivo de Desenvolvimento na Audi AG em Neckarsulm, descrevendo o desafio. No desenvolvimento da parte inferior da carroçaria, as fibras de vidro, enquanto material de alto desempenho, foram substituídas por materiais naturais, como o linho, o cânhamo e as fibras de celulose. O resultado foram componentes da parte inferior da carroçaria com um teor de fibras naturais de até 45%. Para além disso, o polipropileno virgem foi completamente dispensado; apenas foram utilizados materiais reciclados.

As peças produzidas foram submetidas a testes intensivos, tanto ao nível dos componentes como em testes de estrada. “O resultado agradável destes testes é que os materiais recentemente desenvolvidos cumprem todos os requisitos padrão para os componentes da parte inferior da carroçaria e provaram ser adequados para a produção em série. Nem a utilização de fibras naturais nem a utilização de materiais reciclados pós-consumo implicam uma perda significativa de propriedades para o cliente”, confirma o especialista sobre a sua relevância prática.

De acordo com Groh, os materiais recentemente desenvolvidos são adequados para todos os conceitos de componentes utilizados na parte inferior da carroçaria dos veículos do Grupo VW. Foram desenvolvidas alternativas sustentáveis para os materiais aí utilizados. “Isto afecta um total de cerca de 10 quilogramas em cada veículo. Portanto, podemos certamente falar de um grande potencial de volume com grande relevância industrial”, diz ele ao descrever o possível potencial de aplicação.

O presidente do Congresso PIAE, Thomas Drescher, Chefe de Pré-Desenvolvimento e Avaliação de Veículos, Desenvolvimento de Estruturas da VW...
O presidente do Congresso PIAE, Thomas Drescher, Chefe de Pré-Desenvolvimento e Avaliação de Veículos, Desenvolvimento de Estruturas da VW, sublinha a importância da reciclagem integrada de plásticos: “Ainda estamos no início e precisamos de tecnologias de triagem e processamento mais económicas para garantir a qualidade consistente necessária dos reciclados de plásticos técnicos. Na minha opinião, o estabelecimento desta economia circular é o maior desafio que a indústria dos plásticos enfrenta nos próximos anos.” Imagem: VW

Mobilidade individual e amiga do ambiente para todos

Para além dos tópicos de sustentabilidade, o programa do PIAE deste ano oferece mais uma vez uma visão geral de exemplos sofisticados de componentes, processos de fabrico, métodos de simulação e aplicações de construção leve. E o que caracterizará os conceitos de veículos do futuro? “Para que a mobilidade individual continue a ser possível no futuro, o veículo tem de continuar a ser socialmente aceite e acessível. Ao mesmo tempo, o veículo do futuro tem de ser eficiente em termos energéticos, leve e amigo do ambiente”, afirma Thomas Drescher, presidente do Congresso, identificando os pilares globais essenciais para o desenvolvimento de veículos.

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