Motor elétrico, recarga ultrarrápida e carro mais leve: Mobilidade do futuro é acelerada pelo nióbio
Metal é presença indispensável para a eletrificação dos veículos, demanda urgente em um mundo cada vez mais sustentável, e gera reflexos na organização das cidades
A transformação pela qual passa a indústria automotiva, com uma demanda cada vez maior por sustentabilidade e, consequentemente, veículos menos poluentes, tem participação fundamental do nióbio. Essa parceria começou décadas atrás, com a presença do metal no aço que compõe a estrutura do carro — o que confere mais resistência ao material, além de redução de peso e menor consumo de matéria-prima — e se fortalece em um momento chave para as empresas do setor. Pioneiro no desenvolvimento científico e tecnológico em torno do nióbio, o Brasil assume a dianteira em outro tema: a eletrificação dos veículos. “Produzindo uma estrutura mais fina, o veículo fica mais leve. Sendo mais leve, ele vai precisar de menos energia para se deslocar. O efeito é direto: eu vou ter um consumo menor de combustível, seja qual for. Há uma série de outros desdobramentos: menor consumo de matéria-prima, por exemplo. Isso facilita aspectos logísticos, e há um efeito ambiental menor também, porque vou produzir menos daquele material. Então, favorece toda a cadeia. Podemos dizer, sim, que o nióbio é um coringa”, afirma Thompson Reis, coordenador de pesquisa, desenvolvimento e inovação no CIT (Centro de Inovação e Tecnologia) do Senai-FIEMG (Federação das Indústrias do Estado de Minas Gerais).
Há, também, a expectativa de que baterias de recarga ultrarrápida estejam disponíveis comercialmente a partir de 2023. Será possível fazer a recarga completa em menos de dez minutos. “Outra vantagem do nióbio é que pode ser usado como aditivo de estabilização. As tecnologias de baterias no mundo estão indo para maiores teores de níquel. É muito bom dos pontos de vista de custo, energia e autonomia (o seu carro vai percorrer distâncias cada vez maiores), mas a segurança da bateria fica penalizada. Quando você coloca um pouquinho de nióbio na composição, ele estabiliza essas estruturas. Então, o nióbio, além de trazer para o mercado a possibilidade de baterias ultrarrápidas, também possibilita a tecnologia de alto níquel”, contou Rogério Ribas, gerente do segmento de baterias na CBMM.
A CBMM, referência mundial em produção de nióbio, está à frente desta revolução na mobilidade impulsionada pelo metal. A companhia localizada em Araxá, Minas Gerais, desenvolveu parcerias com três universidades para pesquisas, realizadas entre 2019 e 2020, sobre o uso do nióbio em baterias de carros elétricos: Cambridge, na Inglaterra, Northwestern, nos Estados Unidos, e o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Toshiba, no Japão. O resultado está publicado em um paper que mostra que o óxido de nióbio permite a produção de baterias seguras e de carregamento ultrarrápido. Além da academia, o esporte a motor também é sócio da indústria no desenvolvimento científico. Juntas, a CBMM e a Giaffone Racing lançaram os primeiros Utility Task Vehicles (UTVs) produzidos no Brasil com a tecnologia do nióbio. Esses veículos, utilizados em competições off road, têm estruturas ultra resistentes, são até 10% mais leves que outros da categoria, podem atingir maior velocidade em menor tempo, consomem menos combustível e têm componentes com maior vida útil. O Exo Nb, em sua versão híbrida (motor elétrico e movido a etanol), vai representar a revolução do nióbio no maior rali das Américas, o Sertões 2021, que será realizado entre os dias 12 e 22 de agosto, com largada na praia da Pipa, no Rio Grande do Norte.
A ideia da CBMM e da Giaffone é incorporar uma versão totalmente elétrica ao longo das próximas edições do Sertões. Isso já acontece em outra categoria impactada pelo nióbio, a Extreme E. Os “super SUVs” elétricos que disputam a competição off road têm uma parada obrigatória aqui no Brasil em outubro deste ano. O Pará, na Amazônia brasileira, tornou-se parte do calendário da categoria, juntando-se a pontos remotos do planeta como Senegal, Arábia Saudita, Argentina e Groenlândia. Além de proporcionar emoção ao fã do esporte a motor, a Extreme E funciona como uma plataforma ambulante de sustentabilidade e segurança. “É um grande exemplo [de uma competição] onde temos um carro, que é a SUV, com o mais extremo sistema elétrico desenvolvido, concebido com nossa tecnologia em todas as estruturas, pessoas midiáticas envolvidas, como o Lewis Hamilton, e uma mensagem levada para o planeta sobre a importância de sustentabilidade, de veículos mais eficientes. E com a tecnologia do nióbio presente”, pontua Giuliano Fernandes, head de comunicação e marketing da CBMM.
Pesquisas com veículos de competição proporcionaram, por exemplo, o desenvolvimento de discos de freios contendo nióbio para uso em carros de passeio. Os testes são promissores, segundo os especialistas, mas ainda vai demorar para chegar a resultados efetivos porque os automóveis que circulam nas ruas têm características bem diferentes daqueles utilizados em corridas. Em outras palavras, a estrutura do material precisa ser diferente. “Por que a gente escolheu estar no esporte a motor, apresentar as soluções do nióbio no esporte a motor? É porque é um ambiente extremamente agressivo, é um ambiente fora do normal de uso convencional. Então a gente consegue validar um conceito em uma etapa de uma competição como o Sertões, a Stock Car. Eu deixo para o projetista a possibilidade de melhorias em relação a peso, e a gente testa isso em um ambiente agressivo. A resposta é rápida”, explicou Erico França, analista de desenvolvimento de mercado da CBMM. “Disco de freio, sistema de exaustão, barra sólida de suspensão, barra de direção, em tudo isso a gente pode oferecer alguma solução contendo nióbio.”
No entanto, quem entende do assunto sabe que a transformação da mobilidade não vai acontecer do dia para a noite. As metas de países europeus estabelecem a metade da próxima década como prazo para a substituição dos motores de combustão pelos elétricos. Neste ínterim, cresce a oferta de veículos híbridos (aqueles que têm motor de combustão interna e também um elétrico). A CBMM trabalha com parceiros no mundo todo para explorar o potencial do nióbio para a geração de baterias de íons-lítio, mais seguras, com recarga ultrarrápida e de maior estabilidade. Os efeitos dessas parcerias beneficiam não só a indústria automotiva: as baterias com nióbio estão presentes em scooters, bicicletas e triciclos elétricos em países asiáticos. Ou seja, a micromobilidade também já percebe as vantagens do nióbio.
O legado do nióbio na mobilidade
Se o início de tudo é a preocupação com uma mobilidade mais sustentável, o uso das baterias após o fim da vida útil para os carros é fundamental. Nesse ponto, o nióbio ajuda a aumentar o período de atividade delas nos carros: uma bateria convencional suporta até 2.000 ciclos — ou 2.000 recargas completas. As que utilizam o nióbio resistem até 10 mil ciclos. Já há demanda para o reaproveitamento desses equipamentos pelo setor energético, por exemplo. Todas essas transformações que estão sendo promovidas pela indústria — e que têm participação importante das tecnologias do nióbio — geram reflexos na organização das cidades e nas vidas dos cidadãos. Seja porque novas demandas surgirão ou porque a poluição do ar e os ruídos diminuirão consideravelmente ao longo dos anos. Seja individual ou compartilhado, o transporte é desafio para os gestores e lideranças que estão projetando as cidades do futuro. Os recursos tecnológicos para uma transição que leve a meios mais sustentáveis estão disponíveis e avançam a cada dia que passa, como a revolução do nióbio nos mostra. A missão, portanto, é pensar e realizar cidades cujo foco sejam os cidadãos. Enquanto assistimos ao crescimento da presença dos veículos híbridos ou totalmente elétricos, a indústria já projeta os próximos passos. Esse futuro inevitavelmente nos levará aos veículos autônomos. Que serão fascinantes, não só por tornarem dispensável o controle por um humano, mas porque até lá teremos uma estrutura ainda mais segura e leve, por meio do aço com adição de nióbio, e baterias ainda melhores que vão dar potência e autonomia a motores elétricos mais poderosos. O que mostra que a revolução do nióbio só teve começo, não terá fim.
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