Longarinas de espuma metálica reduzem risco previsto

A 55 mph, a longarina dianteira entre o para-choques e o chassis de um automóvel tem uma função específica: deformar-se o suficiente para absorver o impacto, mas não transmitir uma carga grave ao habitáculo. Nas simulações informáticas da Universidade Estatal da Carolina do Norte, uma longarina de espuma metálica compósita reduziu as cargas previstas do impacto e o risco de lesões na cabeça, mantendo o mesmo comprimento e peso que a peça convencional.

O design utiliza um tubo de alumínio em torno de um núcleo de aço feito de espuma metálica compósita, ou CMF. O material incorpora esferas metálicas ocas numa matriz metálica. As longarinas convencionais utilizadas na comparação tinham uma secção transversal retangular — um retângulo longo de aço oco — ou uma secção transversal duplo-octogonal, feita de dois octógonos ocos de alumínio empilhados.

À mesma velocidade de impacto de 55 mph, a CMF reduziu a desaceleração máxima em cerca de 38%, a gravidade global do impacto em cerca de 45% e o Head Injury Criterion, ou HIC, em cerca de 45%, face às longarinas duplo-octogonais. Face às longarinas retangulares, as reduções foram de cerca de 84%, 94% e 83%, respetivamente. O HIC é uma medida da probabilidade de lesões graves na cabeça, não uma contagem de lesões reais.

As simulações também indicaram que um veículo com longarinas dianteiras de CMF poderia circular cerca de 34% mais depressa do que um veículo com longarinas duplo-octogonais antes de atingir o limite crítico de gravidade do impacto, e cerca de 40% mais depressa antes de atingir o limite relativo a lesões na cabeça. Face às longarinas retangulares, os valores correspondentes foram de cerca de 32% e 48%. Estes são resultados do modelo: o estudo utilizou uma modelação computacional detalhada baseada em dados experimentais sobre CMF e em dados públicos sobre os materiais e designs das longarinas convencionais.

No modelo, o ganho prático é uma menor gravidade prevista do impacto sem aumento da massa; Rabiei afirma que longarinas dianteiras mais curtas poderiam ainda melhorar a segurança e a eficiência de combustível. Nos veículos elétricos, os investigadores também veem uma possível utilização em estruturas de proteção dos packs de baterias de alta tensão, uma vez que a CMF demonstrou resistência ao calor e ao fogo. Rabiei afirma que os investigadores estão disponíveis para testar o design com fabricantes de automóveis, fornecedores e fabricantes de baterias; até à realização desses testes, as percentagens descrevem um desempenho previsto e não uma proteção demonstrada num automóvel de produção.