Blindagem inteligente por meio de metamateriais é o foco de projeto coordenado pela Fundep por meio da Linha V – Biocombustíveis, Segurança Veicular e Propulsão Alternativa à Combustão
Os metamateriais são estruturas artificiais com propriedades acústicas e térmicas não encontradas na natureza e que podem se tornar um novo recurso aos automóveis. Essas estruturas, engenhosamente projetadas para manipular ondas de luz, som e calor, foram objeto de estudo no Projeto “Compatibilidade Eletromagnética Veicular”, da Linha V – Biocombustíveis, Segurança e Propulsão Veicular, do Programa Mover (Mobilidade Verde e Inovação).
Sob coordenação da Fundação de Apoio à UFMG (Fundep), o Programa Prioritário possibilitou o desenvolvimento da iniciativa pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) em parceria com o Instituto Eldorado. A pesquisa envolve estudos em blindagem inteligente e integração de centro de EMC veicular (compatibilidade eletromagnética).
O Projeto de PD&I foi desenvolvido entre 2021 e 2024 e tem como objetivo minimizar o uso de materiais metálicos, e o consequente custo desses insumos ao setor automotivo, além de otimizar a robustez eletromagnética dos veículos. Foram aportados R$3.444.954,90 com contrapartida de R$1.713.938,70 da General Motors do Brasil (GM).
O desafio da interferência eletromagnética
Com a crescente eletrificação e a propagação de sistemas embarcados em veículos modernos – sejam eles a combustão, híbridos ou elétricos – a interferência eletromagnética (EMI) é um desafio, pois são vários componentes eletrônicos operando ao mesmo tempo, como os sinais de rádio e telefones celulares.
A pesquisa traz expectativas aos fabricantes dos veículos que precisam garantir que um equipamento não interfira no outro, já que os metamateriais têm a capacidade de otimizar o controle de vibração. Tradicionalmente, essa blindagem era feita com materiais metálicos, mas a ideia do projeto é aprimorar a parte eletromagnética dos veículos, obtendo novos materiais para fazer a blindagem de forma mais efetiva e a baixo custo.
Tecnicamente, os metamateriais funcionam como filtros seletivos, permitindo a passagem de certas frequências e bloqueando outras. Dessa forma, é possível reduzir o ruído do motor, as vibrações nas estradas e a interferência do som das cabines.
O coordenador do projeto “Compatibilidade Eletromagnética Veicular” e pesquisador da Unicamp, Leandro Tiago Manera, explica que a vantagem dos metamateriais é a possibilidade de serem projetados para atenuar frequências específicas de som quando aplicados em componentes internos dos veículos. Ele também destaca que esses materiais podem ser fabricados em tecidos flexíveis, o que facilita sua integração em estofamentos e laterais dos automóveis.
Parceria entre academia e indústria
Para alcançar os resultados, foi realizada uma série de testes em um veículo cedido pela General Motors do Brasil. O modelo, um Chevrolet Onix, ficou disponível no Instituto Eldorado, onde passou por uma avaliação que consistia na aplicação de diversos metamateriais no vidro dianteiro e nas laterais do automóvel. Em seguida, equipamentos foram utilizados para injetar sinais e capturar análises sobre o nível de isolação alcançado.
Durante os testes, foram avaliadas a chegada dos sinais com e sem os metamateriais aplicados. Segundo o coordenador do projeto e pesquisador da Unicamp, Tiago Manera, os testes realizados evidenciaram a eficiência dos metamateriais na proteção contra interferências eletromagnéticas.
Muito além da cessão do veículo para testes, a parceria com a General Motors do Brasil contemplou um importante pilar do Programa Mover: a formação tecnológica de recursos humanos de alto nível. Segundo Manera, a integração da empresa com os laboratórios de EMC da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp e com o Instituto Eldorado foi contínua. “Foram inúmeras reuniões mensais para troca de conhecimentos entre academia e indústria, de forma a impulsionar a inovação”, ressalta.
A visão da empresa
Na visão da General Motors, o projeto também serve como motor de qualificação. O gerente técnico de produto, Marco Colosio, afirma que a interface com universidades e centros de pesquisa estimulou estudos acadêmicos entre os funcionários da empresa. Alguns deles, inclusive, já estão em programas de mestrado na Unicamp e participam de atividades no Centro Eldorado.
Segundo Colosio, a capacitação de alto nível em tecnologia EMC veicular realizada no Centro Eldorado – tanto em equipamentos quanto em conhecimento técnico – viabilizou a competência local para realização de testes. “Ganhamos em agilidade e qualidade. Com a capacitação técnica no Eldorado, futuramente, alguns testes de etapas de validação feitos no exterior poderão se concentrar no Brasil”, planeja o gerente técnico de produto da GM.
Ele também tem expectativas de que a competência técnica adquirida pelos especialistas da GM agregue produtos novos no futuro. “A pesquisa do Programa Mover nos deu muito além do estudo de um material que bloqueasse as ondas eletromagnéticas. A capacitação e o conhecimento técnico obtidos para gerar essa tecnologia foram os maiores ganhos para a GM”, ressalta.
Patente conjunta
O “Projeto Compatibilidade eletromagnética veicular” tem potencial para posicionar o Brasil na vanguarda da pesquisa em EMC automotiva. Entretanto, até chegar a esse caminho, uma das dificuldades técnicas encontradas, segundo Manera, foi o fato de que os metamateriais não respondem tão bem em frequências mais baixas, como são as normas-padrão de dentro dos automóveis. “Para frequências altas atendem perfeitamente, mas, para as baixas, eles precisam ter um tamanho muito grande. E foi dessa forma que nossos estudos chegaram a uma nova solução que já está devidamente patenteada”, revela Leandro Manera.
A patente conjunta entre Unicamp, GM e o Instituto de Pesquisas Eldorado é focada em uma modificação no para-choque dianteiro do carro para blindagem eletromagnética. Há, também, a perspectiva de uma segunda patente para um material híbrido que combine blindagem acústica e eletromagnética, ideal para aplicação em componentes internos como estofados.
Próximos passos
Embora o projeto já tenha atingido grande parte de seus objetivos, as pesquisas continuam em andamento. Segundo o coordenador Leandro Manera, o próximo grande desafio é viabilizar a aplicação dos metamateriais em escala industrial, de forma economicamente acessível para o setor automotivo. “Já comprovamos a viabilidade técnica do uso de metamateriais flexíveis. Agora, o passo seguinte é incorporá-los aos estofados dos veículos”, explica. Manera destaca que essa etapa é comercialmente possível, já que existem no mercado recursos acessíveis, como máquinas de costura capazes de trabalhar com fios metálicos.
Sobre a Linha V – Biocombustíveis, Segurança e Propulsão Veicular
A Linha V – Biocombustíveis, Segurança Veicular e Propulsão Alternativa à Combustão –, do Programa Mover, tem como diretriz a eletrificação do powertrain veicular para a alta eficiência energética, a utilização de biocombustíveis para a geração de energia e a adequação do contexto brasileiro de infraestrutura de abastecimento.
A partir da aliança entre os principais atores que concentram o conhecimento do setor (empresas, entidades representativas e Instituições de Ciência e Tecnologia – ICTs), serão habilitadas as competências necessárias para capacitar a cadeia automotiva.
A Fundep é a coordenadora da Linha V. A coordenação técnica é da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), do Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana (FEI) e da Universidade Estadual do Ceará (UECE).
