'Pó de pirlimpimpim': como a Ford está apostando no grafeno para impactar o futuro dos carros

Empenhada em entender mais sobre o material e aplicá-lo em seus produtos, a Ford criou, no ano passado, um time dedicado à pesquisa do grafeno no Brasil. Baseados no Centro de Desenvolvimento e Tecnologia do Brasil, com sede em Camaçari (BA), os pesquisadores trabalham em parceria com a UCSGRAPHENE, o primeiro hub de inovação voltado à produção de grafeno em escala da América Latina, inaugurado em 2021 e vinculado à Universidade de Caxias do Sul (RS).

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"O setor automotivo está no meio de um processo de disrupção. Até 5 anos atrás, um carro precisava ser confortável, resistente e bonito apenas. Hoje, lidamos com dados, softwares, eletrificação, redução de impactos ambientais", diz Alex Machado, diretor de pesquisa e desenvolvimento da Ford. "Nesse contexto, o grafeno abre uma nova fronteira na inovação, especialmente quando pensamos no impacto que ele pode gerar no futuro dos carros elétricos."

No primeiro trimestre de 2023, a Ford registrou globalmente lucro de US$ 3,4 bilhões, acima da expectativa de analistas, de US$ 2,4 bilhões. As expectativas para o ano inteiro, porém, são moderadas, diante de perdas contínuas da sua unidade de veículos elétricos. A montadora reafirmou uma projeção de lucros para o ano inteiro entre US$ 9 bilhões a US$ 11 bilhões, o que já inclui um prejuízo esperado de US$ 3 bilhões na unidade de veículos elétricos Model.

O modelo de negócio da Ford Brasil é muito baseado no desenvolvimento de tecnologia e inteligência automotiva, com a exportação de serviços de engenharia para mercados internacionais. Atualmente, 85% dos projetos gerais desenvolvidos pelo time brasileiro de engenharia são destinados a outros mercados, com maior foco nos Estados Unidos.

Em maio de 2022, a empresa anunciou a expansão do Centro de Desenvolvimento e Tecnologia em Camaçari - um dos nove centros da montadora no mundo, com a contratação de 500 profissionais. Dois meses depois, a iniciativa foi consolidada, incluindo a criação da equipe de pesquisa focada em grafeno - que já trabalha em mais de 10 projetos sobre a aplicação do material no setor de mobilidade. A Ford não revela qual foi o valor de investimento no centro, mas afirma que o negócio é autossustentável, com uma receita de aproximadamente R$ 500 milhões no ano passado.

Faz todo sentido que os esforços da montadora em relação ao grafeno estejam baseados no Brasil. De acordo com o United States Geological Survey (USGS), o país é o segundo maior produtor de grafeno do mundo, atrás apenas da China. Já estudos do Serviço Geológico do Brasil (SGB-CPRM) colocam o país como o terceiro maior fornecedor mundial de grafite, com 27% do número global, de 270 milhões de toneladas. A maioria das reservas está localizada em Minas Gerais, Bahia e Ceará.

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Dos 1.500 profissionais que atuam no Centro de Desenvolvimento e Tecnologia brasileiro, 20 estão focados nos estudos com o grafeno por meio da nanotecnologia - área científica que estuda o controle e a manipulação de materiais em escala nanométrica, trabalhando diretamente com átomos e moléculas. De forma geral, o grafeno é um nanomaterial que consegue mudar as moléculas de outros materiais, alterando as suas características "de uma forma bastante radical", diz Machado.

Um exemplo é o que acontece com o aço. "Se colocarmos 4 ou 5 gramas de grafeno, que é um pó, em uma tonelada de aço, as características das moléculas do aço serão alteradas, ficando mais rígidas", explica o especialista. "Essa alteração permite criar peças resistentes e com espessuras menores. Ou seja, as peças conseguem ter a mesma resistência e menos peso. Parece mágica, por isso costumo brincar que o grafeno é o nosso 'pó de pirlimpimpim'", diz Machado, citando o pó mágico presente nas histórias de Monteiro Lobato, em "O Sítio do Picapau Amarelo".

A Ford já tem aplicado a "mágica" do grafeno em mais de 5 milhões de veículos no mundo, incluindo os modelos Mustang Mach-E, F-150 e Mach 1. A aplicação tem sido feita na produção de pequenas peças que fazem parte da estrutura dos automóveis, como suportes, cobertura do motor, isolador acústico do sistema de injeção e coberturas de bombas de combustível, para aumento da resistência térmica e redução de ruídos.

O grande objetivo da montadora, no entanto, é conseguir utilizar esse material para revolucionar o desempenho de baterias EVs. "As baterias hoje representam até 40% do peso total do carro. Se o grafeno conseguir trazer essa leveza para a bateria, o impacto será gigantesco no futuro dos carros elétricos, podendo diminuir até 20% do peso atual", analisa Machado.

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É possível que você esteja pensando: se o grafeno é tão revolucionário, por que ele não está sendo utilizado em maior proporção? A explicação é simples: o nanomaterial ainda não é viável, em termos de custo e produção, para muitas aplicações.

De acordo com uma pesquisa da Fapesp, os custos para obter o material ainda são altos. Atualmente, o método pelo qual o grafeno é desenvolvido é a deposição química de vapor e a trituração do grafeno em óxido de grafeno - ambas alternativas muito caras, agressivas e poluentes. Segundo dados do Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), uma folha de grafeno de 12,9 cm² (versão mais barata que a em pó) custa até US$ 275, cerca de R$ 1.350.

Segundo Machado, outro obstáculo é a integração do componente em processos de fabricação já existentes. "Temos várias pesquisas para a aplicação do grafeno em materiais plásticos e fluidos, por exemplo. Mas ainda estamos estudando como ele pode criar novas soluções nessas áreas. A grande dificuldade é que, na hora que ele muda as moléculas, elas ficam muito mais rígidas, o que dificulta a fabricação", explica. "Ainda precisamos estudar e entender esse material muito mais".

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