polimeros_automoveis

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Materiais usados na 
concepção de um automóvel 
 
Que materiais poliméricos são utilizados e quais 
os respectivos componentes? 
Projecto FEUP 
Ano lectivo 2010/2011 
18 de Outubro de 2010 
Trabalho realizado por: 
Francisco Vieira – em10105@fe.up.pt 
Hugo Freire – em10083@fe.up.pt 
José Pedro Carvalho – gei10101@fe.up.pt 
Manuel Filipe Silva – em10143@fe.up.pt 
Maria Teresa Silva – em10117@fe.up.pt 
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Resumo 
Os polímeros são hoje em dia um dos materiais mais utilizados na indústria 
automóvel. Estes materiais possuem determinadas características que 
possibilitam uma diminuição no custo, uma possibilidade de elaboração de 
novas formas, bem como uma diminuição do tempo de produção. Por outro 
lado, constituem-se como um material facilmente inflamável que também não 
oferece grande resistência ao impacto. 
Então, integram muitas peças dos automóveis, desde as mais elementares, 
como o tablier, às mais complexas como os colectores de admissão. 
Deste modo, estes materiais afirmam-se como um dos principais parceiros da 
indústria automóvel, revelando também uma certa potencialidade para 
acompanhar/proporcionar uma evolução desta última. 
 
 
Abstract 
The polymers are nowadays one of the most used materials in the automotive 
industry. These materials have certain characteristics that enable a reduction in 
cost, an opportunity to develop new forms as well as a decrease in production 
time. On the other hand, are formed as a highly flammable material that does 
not offer great resistance to impact. 
Then, integrate many parts of cars, from the most elementary, such as the 
dashboard, to more complex as the intake manifold. 
Thus, these materials are affirmed as a key partner of the automotive industry, it 
also reveals a certain capability to monitor / provide an evolution of the latter. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
Índice 
 
Introdução 4 
O que são polímeros? 5 
Processos de Fabrico dos Polímeros 6 
Vantagens e Desvantagens na utilização de Polímeros 8 
A Indústria Automobilística e os Polímeros 11 
Visita de Estudo 14 
Conclusão 16 
Bibliografia 17 
Anexos 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
Introdução 
 
A inovação tecnológica anda sempre par a par com as inovações no 
campo dos materiais. Com a crescente procura de automóveis e a sua 
vulgarização, os fabricantes começaram a ter preocupações tanto económicas 
como técnicas, mas também ambientais que apenas foram possíveis de suprir 
com o desenvolvimento de polímeros de alto desempenho. 
 Com este trabalho pretendemos compreender as razões que levaram à 
crescente utilização de materiais à base de compostos poliméricos na indústria 
automóvel, que impacto é que essa utilização acrescida teve no sector e que 
perspectivas nos trás para o futuro. Vamos elaborar tabelas comparativas que 
permitam facilmente distinguir as vantagens e as desvantagens da utilização de 
polímeros em automóveis versus a utilização de materiais tradicionais e o 
impacto que isso teve e tem no quotidiano, quer a nível económico, quer a nível 
ambiental e no dia a dia dos consumidores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
O que são Polímeros? 
 
 Os polímeros são macromoléculas formados por partículas mais 
pequenas, denominadas monómeros. 
 Estes materiais têm grande influência na vida do homem há bastante 
tempo, enquanto polímeros naturais como, por exemplo, amido, celulose, seda, 
entre outros. 
 Nos inícios do século XX, o químico Alemão Hermann Staudinger, 
descobriu o processo de polimerização, que consiste na síntese de polímeros. 
 Devido a esta descoberta, o uso e estudo dos polímeros naturais e 
sintéticos tornou-se fundamental na vida quotidiana do ser humano, com 
grande incidência na indústria automóvel. 
 Existem três tipos de polímeros: termoplásticos (conhecidos como 
plásticos); termorrígidos e elastómeros (apresentam alta elasticidade, e são 
conhecidos como borrachas). 
 
 
 
Fig 1. – Os sectores e a utilização de polímeros. 
 
 
6 
 
Processos de Fabrico de Polímeros 
 
A obtenção dos polímeros é feita a partir de monómeros, sendo estes 
extraídos directamente do petróleo, como o eteno, propeno e buteno. Através 
deste processo dá-se origem aos materiais tecnicamente conhecidos como 
polieteno, polipropeno e polibuteno, respectivamente. 
A transformação do petróleo em plásticos é realizada segundo a 
chamada cadeia petroquímica, na qual a refinaria transforma o petróleo bruto 
em nafta, que é enviada para uma central petroquímica que transforma a nafta 
em diversas matérias-primas, como os monómeros. Por fim, as indústrias de 
polimerização transformam os monómeros em polímeros. 
 
 
Fabricação de Plásticos 
 
O fabrico de plásticos requer a realização de quatro etapas: 
 
 Preparar as matérias-primas e os monómeros 
 Realizar reacções de polimerização 
 Processar os polímeros em resinas de polímeros finais 
 Fabricar produtos com acabamento 
 
As resinas de polímeros são processadas em produtos plásticos finais, são 
aquecidos, moldados e deixados a esfriar. Existem vários processos envolvidos 
nesta etapa, tendo em conta o tipo de produto. 
 
Extrusão: os grânulos são aquecidos e misturados mecanicamente numa 
câmara longa, forçados através de uma pequena abertura e resfriados com ar 
ou água. Este método é utilizado para fazer filmes plásticos. 
Moldagem por injecção: os grânulos de resina são aquecidos e misturados 
mecanicamente numa câmara longa, forçados sob bastante pressão para 
7 
 
dentro de um molde que já esfriou. Este processo é utilizado para recipientes, 
como embalagens de manteiga e iogurte. 
Moldagem por sopro: esta técnica é utilizada juntamente à moldagem por 
extrusão ou injecção. Os grânulos de resina são aquecidos e comprimidos num 
tubo líquido. A resina entra no molde frio e o ar comprimido é soprado para 
dentro do tubo da resina. O ar expande a resina contra as paredes do molde. 
Este método é utilizado para fazer garrafas plásticas. 
Moldagem por rotação: os grânulos de resina são aquecidos e resfriados num 
molde que pode ser girado em três dimensões. A rotação distribui o plástico 
igualmente ao longo das paredes do molde. Esta técnica é utilizada para fazer 
objectos plásticos grandes e ocos (brinquedos, móveis, equipamentos 
desportivos, fossas, latas de lixo e caiaques). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
Vantagens e desvantagens na utilização de Polímeros 
 
Utilização nos Automóveis 
 
Os polímeros como qualquer outro material, possuem vantagens e 
desvantagens na sua utilização. Após investigação recolhemos os dados sobre 
essas vantagens e desvantagens as quais dividimos em vantagens gerais, e 
vantagens maisaplicadas aos automóveis. 
 
Geral: 
 Vantagens: 
 Facilidade de uso; 
 Podem tomar as mais diversas formas; 
 Podem ser pintados aquando da sua produção evitando assim o 
uso de tinta; 
 Durabilidade elevada; 
 Densidade reduzida; 
 Desvantagens: 
 Inflamabilidade; 
 Susceptíveis a contaminação durante o fabrico (através de areia 
ou contaminação cruzada com outros polímeros que no melhor 
dos casos o produto fica com más formações, no pior os próprios 
polímeros são inutilizáveis); 
 Durante os processos de moldagem, se houver algum tipo de 
variação de temperatura ou de tempo de moldagem, os polímeros 
são inutilizados; 
 Podem causar poluição ambiental se não forem devidamente 
tratado após o fim do seu uso; 
 
 Limitações nas contracções e expansões levam a que o produto 
possa apresentar rupturas; 
 
 
9 
 
Nos Automóveis: 
 Vantagens: 
 Redução de Peso, cada 100 quilos de compostos poliméricos 
utilizados num veículo substitui cerca de 200 a 300 quilos de 
materiais tradicionais; 
 Redução das emissões de dióxido de carbono 
(CO2).(consequência da anterior em que a substituição de 300 
quilos de materiais tradicionais por materiais poliméricos se 
traduzirá numa economia de combustível de 7,5%, num 
automóvel com aproximadamente 1000 quilos; 
 Redução de custos; 
 Redução de tempo de produção; 
 Menores investimentos em manufactura; 
 Aumento da resistência à corrosão; 
 Possibilidade de designs mais modernos; 
 Formatos mais completos; 
 Excelente processabilidade; 
 Veículos mais silenciosos; 
 Melhor uso de espaço; 
 Aumento da segurança. Os polímeros possibilitam a fabricação de 
componentes com grandes propriedades de absorção de impacto, 
pára-choques, airbags, protecções laterais e cintos de segurança; 
 
 
 Desvantagens: 
 Deterioração por acção térmica e ambiental. 
 Inflamabilidade. 
 Baixa resistência ao impacto. 
 Deformação permanente elevada. 
 Dificuldade de adesão de película de tinta. 
 Facilidade de manchar permanentemente. 
 Baixa estabilidade dimensional. 
10 
 
 No entanto estas desvantagens são apresentadas para a generalidade 
dos polímeros, havendo certos polímeros específicos que são fabricados para 
aplicações específicas e que não apresentam estas desvantagens, sendo, no 
entanto, geralmente bastante mais caros e apenas acessíveis a algumas 
empresas automobilísticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A Indústria Automobilística e os Polímeros 
 
Os polímeros têm-se revelado cada vez mais como um dos principais 
aliados da indústria automobilística. Assim, devido às suas características 
substituíram outros materiais anteriormente usados na concepção de um 
automóvel, tais como o aço e o ferro, visto que proporcionam construções de 
maior qualidade. Estes componentes garantiram sobretudo, uma diminuição 
dos custos no processo de fabrico, uma maior flexibilidade de elaboração dos 
projectos e uma inovação em termos de design, isto devido à sua elevada 
flexibilidade o que proporciona um aparecimento de formas diferentes e mais 
aerodinâmicas. Este facto implica uma revolução em termos de mercado 
comercial, visto que surgem modelos de automóveis com uma estética 
superior, bem como uma alteração a nível dos consumos dos automóveis, pois 
um veículo aerodinâmico não é sujeito a tanta resistência do ar diminuindo 
também a emissão de gases para a atmosfera. Existem vários tipos de 
polímeros, possuindo cada um, características próprias, as quais proporcionam 
o fabrico e a produção dos mais distintos componentes automóveis. Na tabela 
abaixo, indicam-se os principais tipos de polímeros, as suas propriedades e as 
peças produzidas através deles. 
Polímeros Propriedades Peças Produzidas 
Polietileno de alta 
densidade (HDPE) 
 Resistência a calor e 
solventes 
 Baixo custo 
Caixa do triângulo de 
emergência, Protecção 
anti-cascalho, Reservatório 
de água do pára-brisas, 
Depósito de combustível 
Polipropileno (PP) seus 
compostos 
 Alta resistência 
química 
 Estabilidade 
 Flexibilidade 
 Baixo custo 
 Resistência a riscos 
Caixa da bateria, Caixa de 
ferramentas, Caixa de 1os 
socorros, Caixa eléctrica, 
Carpetes, Cobertura da 
bateria, Volante, Cobertura 
dos amortecedores, 
Condutas de ar, Sistemas 
de refrigeração do motor, 
Painel de instrumentos, 
Pára-Choques, Porta-
Luvas, Revestimentos, 
Ventilador 
Politóxide de metileno 
(POM) 
 Excelente estabilidade 
dimensional 
 Baixa absorção de 
água 
 Resistência à fadiga e 
Limpa-Para-Brisas, Cintos 
de segurança, espelhos 
retrovisores, Fechaduras, 
Circuito de combustível, 
Alavanca da abertura das 
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à fricção portas, Manivela de 
regulamento dos bancos 
Polímeros fluorados 
(PTFE) e seus compostos 
 Resistência térmica 
 Resistência a óleo e 
agentes químicos 
Bomba de combustível 
eléctrica, Guia do pistão do 
amortecedor 
Poli(teleftalto) (PBT) e 
seus compostos 
 Resistência mecânica 
e térmica 
 Estabilidade 
dimensional 
 Isolamento eléctrico 
Sistema de ignição, Faróis, 
Cinzeiros, Grades, 
Guarda-Lamas 
Polímeros de líquido-
cristalinos (LCP) 
 Resistência ao calor 
 Auto-Retardante de 
chama 
 Baixa absorção de 
água 
 Resistência mecânica 
e química 
Retrovisores, Tampa do 
airbag, suporte da bobina 
Poli(sulfeto de fenileno) 
(PPS) 
 Elevada rigidez 
 Boas propriedades 
mecânicas 
 Transparência 
Carcaça dos faróis, 
Suporte da bobina, 
Válvulas do filtro de ar 
Policarbonato (PC) Semelhança com o 
vidro 
 Alta resistência ao 
impacto 
 Boa estabilidade 
 Boas propriedades 
eléctricas 
Faróis, Painel de 
instrumentos 
Poliuretano (PU) Absorção de Energia 
 Isolamento 
Pára-choques, Estofo dos 
bancos 
Poliamida (PA) Resistência à tensão e 
às altas temperaturas 
Engrenagens, airbag, 
conectores 
Poli(metacrilato de metila) 
(PMMA) 
 Semelhança ao vidro 
 Resistência química 
 Transparência 
Fibras ópticas, Lanternas 
Copoli(estirenobua-
tadienoacrilonitrila) (ABS) 
 Resistência à corrosão 
 Resistência química 
 Resistência ao impacto 
Grades, Painel de 
instrumentos 
Copolifestireno- 
acrilonitrila (SAN) 
 Resistência às baixas 
temperaturas e ao 
impacto 
Grades de ventilação 
Poli(cloreto de vinila) 
(PVC) 
 Resistência à chama Filtros de ar e de óleo, 
Revestimentos 
Poli(óxido de 
metileno)/poliamia (Noryl 
GTX) 
 Resistência ao 
impacto, solventes e 
altas temperaturas 
Guarda-lamas 
Poli(tereftalato de 
butileno)/ Policarbonato 
(Xenoy) 
 Resistência mecânica 
e química 
 Resistência a altas 
temperaturas 
Painel de instrumentos, 
Pára-choques, Spoilers 
Poli(tereftalato de etileno) 
(PET) 
 Resistência mecânica, 
térmica e química 
Carburador, Componentes 
eléctricos 
 
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Através da análise da tabela é possível concluir que existe um número 
muito elevado de peças constituintes de um automóvel que são compostas por 
polímeros. Assim, desde o carburador (nos automóveis a gasolina) até ao 
triângulo, faróis, e cinto de segurança encontramos vários tipos de polímeros. 
Deste modo, pode-se concluir que existe um vínculo entre os polímeros 
e a indústria automóvel que já perdura há alguns anos e continuará a perdurar 
no futuro, uma vez que estes estão capacitados para promover/ acompanhar 
uma revolução da indústria automóvel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Visitade Estudo 
 
Planeamento 
Visita de estudo às instalações da Toyota em Gaia, com o objectivo de 
obter informação relativa aos constituintes poliméricos nos automóveis da 
Toyota, bem como o seu modo e local de aplicação. Também está programada 
a execução de uma entrevista a uma pessoa responsável e competente no 
assunto. 
 
Entrevista 
1.Quais os principais polímeros utilizados? 
Engº Carlos Valentim - TSOP, ABS, PC e PMMA. 
2.Em que parte do automóvel são aplicados? 
ECV - Em todos os componentes não estruturais, tais como, tablier, protecção 
de cavas das rodas, peças ornamentais (frisos, remates,…), órgãos do motor 
(corpos de bomba de água, protecções, blindagens, colectores de admissão, 
tampas de válvulas,…), caixas de fusíveis, corpos de bombas de embraiagem, 
entre outros. 
Algumas marcas utilizam também em peças tais como, guarda-lamas e capots. 
3.Serão os polímeros os materiais mais adequados actualmente, para 
melhor servir a indústria automóvel? 
ECV - Os polímeros são os materiais mais adequados para algumas utilizações 
específicas, já indicadas na questão anterior, porque são leves, relativamente 
baratos, fáceis de configurar e recicláveis. 
4.Estarão os polímeros capacitados para acompanhar/proporcionar uma 
evolução da indústria automóvel? 
ECV - Sim. As marcas fazem enormes investimentos no desenvolvimento de 
novos polímeros. Acredito que brevemente passem a ser utilizados em peças, 
que hoje não imaginamos ser possível a sua utilização. 
5.Qual o mais recente polímero utilizado na marca Toyota? 
ECV – TSOP. 
 
 
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6.Qual foi o “ponto de viragem” da utilização dos polímeros nos 
automóveis? 
ECV - Não houve um ponto de viragem, mas uma aproximação gradual aos 
polímeros, com maior incidência nos últimos 15 a 20 anos. 
7.Qual o veículo da Toyota que contém mais polímeros? 
ECV - Quanto mais luxuosa for uma viatura, maior diversidade e maior 
quantidade de polímeros contém. Logo, o modelo Lexus LS600, será com toda 
a certeza, a resposta à questão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conclusão 
 Gostaríamos de agradecer a toda equipa do Projecto FEUP, 
nomeadamente, ao professor Ferreira Duarte, bem como ao nosso monitor 
André Lhamas, visto que sempre nos apoiaram e auxiliaram no projecto, 
revelando o seu interesse e disponibilidade em contribuir para a criação de um 
trabalho interessante. Gostaríamos também de deixar o agradecimento à 
“Toyota, Salvador Caetano, S.A.”, nomeadamente ao Sr. Engº Valentim 
(Director do Departamento Técnico e de Formação), à Dr. Conceição Monteiro 
e ao Engº Pedro Reis, pela disponibilidade evidenciada para connosco. 
Os polímeros apresentam grande relevância na indústria automóvel 
devido ao seu baixo custo, peso reduzido, elevada resistência à corrosão e 
possibilidade de designs mais modernos. Por outro lado estes têm algumas 
desvantagens, tais como a baixa resistência ao impacto, dificuldade de adesão 
de película de tinta e baixa estabilidade dimensional. A aplicação de polímeros 
em automóveis levou a que estes se tornassem mais económicos e amigos do 
ambiente, permitindo a construção de carros mais eficientes bem como mais 
seguros. A sua capacidade de adquirir formas facilmente, mesmo as mais 
complexas faz com que estes materiais proporcionem consideráveis 
diminuições no tempo de fabrico. 
Deste modo, verificámos que num veículo automóvel existem imensos 
componentes poliméricos, desde as peças mais simples, os chamados 
componentes não – estruturais, como a protecção do espelho retrovisor e o 
tablier, às peças estruturais mais complexas, como por exemplo, os corpos da 
bomba de água e os colectores de admissão. 
Assim, concluímos também, que os materiais poliméricos estão 
totalmente capacitados para servir a indústria automóvel, e, um investimento 
nestes materiais, aliado a outros investimentos poderá proporcionar uma 
evolução no mundo dos automóveis. 
 A realização deste trabalho contribuiu para o aprofundamento do 
conhecimento sobre os materiais poliméricos, nomeadamente aqueles que se 
definem como parte integrante de um veículo automóvel. Para além disso, 
permitiu-nos obter uma perspectiva mais alargada quanto ao futuro da indústria 
automóvel proporcionada pelos avanços no campo dos materiais poliméricos. 
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Bibliografia 
 Curiosidades. Polímeros e processos. 
http://www.polimeroseprocessos.com (accessed October 13, 2010) 
 Marques, Luisa. O que são polímeros e porque são interessantes. 
Universidade de Coimbra. Departamento e Centro de Química. 
 Sector Automóvel e os Polímeros. 
http://www.scribd.com/doc/31757319/polimeros (accessed September 
28, 2010). 
 Polímeros. 
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/polimeros/polimeros-18.php 
(accessed October 5, 2010) 
 Polímeros e a Indústria Automobilística. 
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0104-
14282003000200008&script=sci_arttext (accessed September 29, 2010) 
 Polímeros. Ciências e Tecnologias. 
http://redalyc.uaemex.mx/pdf/470/47013207.pdf (accessed October 3, 
2010) 
 Processos de Fabrico dos Polímeros 
http://ciencia.hsw.uol.com.br/plastico5.htm (accessed October 23, 2010) 
 Tradutor 
http://www.translito.com/ (accessed October 24, 2010) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Anexos 
Aplicações dos Polímeros 
 
Bioplastia 
 Os polímeros são os materiais mais relevantes na execução da 
bioplastia, que consiste na injecção de uma mescla de Colageno (polímero de 
origem natural) com microesferas de polimetilmetacrilato (polímero sintético), 
através de microcânulas, proporcionando a forma pretendida em certas partes 
do corpo. 
 
Poliamida/ “Nylon” 
 A Polimamida, mais conhecida como “Nylon”, foi descoberta pelos 
Americanos e Ingleses, durante uma guerra-fria contra os japoneses, numa 
disputa que envolvia o comércio da seda e a descoberta de um material que a 
substituísse. O “Nylon” é um material utilizado em tecidos e diversas peças 
técnicas. A sua designação proveio da soma das iniciais das duas principais 
cidades envolvidas neste conflito, “New York” e “London”, e também das 
iniciais da frase “Now You Lost Old Nipon” (Agora perdeste velho japonês). 
 
Automóveis Blindados 
 O material utilizado nos automóveis blindados é na verdade o 
Policabonato, que é um plástico bastante resistente ao impacto. Portanto, os 
vidros à prova de balas não consistem em vidro, mas sim em camadas de 
Policarbonato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Curiosidades 
 
As Lagartixas e os Polímeros 
 As lagartixas sobem as paredes através de forças intermoleculares, 
forças que actuam também nos polímeros, tendo influência nas suas 
propriedades intrínsecas, como, por exemplo, resistência química, física e 
mecânica. 
 
Caseína 
 Existe outra forma de produzir plásticos, para além da polimerização. 
Este método é caseiro, sendo o plástico obtido desta forma, caseína. Este é 
obtido aquecendo leite e misturando ácido acético vinagre), de onde surgiram 
flocos brancos que podem ser separados numa filtragem, na qual após 
arrefecer obtém-se um plástico.