Trem de ferro começa a virar trem de plástico

Projetando o novo material para suportar as rígidas exigências do compartimento do motor, os engenheiros garantiram que o compósito poderá ser usado em outras partes do trem, assim como em caminhões.[Imagem: Fraunhofer ICT]

Trem de plástico
A histórica expressão "trem de ferro" parece estar com os dias contados.
Engenheiros alemães estão começando a encontrar formas de substituir metais como aço e alumínio nos trens por materiais compósitos, à base de plásticos e fibras sintéticas.
Ao contrário do que possa parecer, o desafio não é pequeno, tanto que o projeto inclui, além de três universidades, as empresas Bombardier e Bayer, e a agência espacial alemã, a DLR.
Materiais mais leves costumam não ser tão duros quanto os metais, por isso eles não podem ser simplesmente usados como substitutos em um trem.
Compartimento do motor
Primeiro os pesquisadores tiveram que fazer uma seleção inicial para verificar quais partes estruturais poderiam representar economia de peso, sem criar problemas para a integração da peça com todos os demais sistemas dos trens, todos tipicamente muito pesados.
Essa seleção deu-lhes também as especificações mínimas exigidas do material compósito a ser produzido.
A escolha inicial recaiu sobre a plataforma onde vai o motor diesel das locomotivas.
Essa espécie de cabine fica entre o carro e os trilhos. Ela deve não apenas proteger o motor contra pedras e outros detritos atirados pelas rodas, como proteger o meio ambiente de qualquer vazamento de óleo no motor.
E, por medida de segurança, deve ser à prova de fogo, evitando que um eventual incêndio se alastre pela composição.
Compósito de poliuretano
Como substituto do aço, a equipe selecionou um compósito à base de poliuretano, que é construído em diversas camadas.
Os revestimentos exteriores são feitos com camadas de fibra de vidro reforçadas com poliuretano, enquanto o núcleo é formado por uma camada de papelão com uma estrutura em formato de favo de mel.
Até agora, era impossível determinar a espessura exata das camadas superiores de poliuretano, que é aplicado por pulverização, impedindo a fabricação de peças grandes com padrões precisos.
Os engenheiros alemães descobriram uma forma de fazer isso usando tomografia computadorizada para inspecionar as camadas conforme elas são aplicadas. Essa informação realimenta o sistema de aplicação do poliuretano, garantindo a precisão da aplicação.
A construção do material em camadas deu maior estabilidade ao material.
Fora dos trilhos
"Com este novo material, nós podemos reduzir o peso da peça em mais de 35% e o seu custo de fabricação em 30%," disse Jan Kuppinger, um dos engenheiros do projeto.
A plataforma do motor tem 4,5 metros de comprimento e 2 metros de largura. "Esta é a primeira vez que se usou esse tipo material para construir uma peça tão grande e tão complexa e que, além de tudo, satisfaz a todas as exigências estruturais," disse o engenheiro.
O próximo passo da pesquisa é testar o novo material em um trem de verdade.
Se o teste for bem-sucedido, o compósito já tem as especificações necessárias para ser usado também na fabricação do teto, laterais e defletores de vento.
E não apenas de trens, mas também de caminhões.