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. Materiais mais leves costumam não ser tão duros quanto os metais, por isso eles não podem ser simplesmente usados como substitutos em um trem. O desafio não é pequeno e o projeto inclui, além de três universidades, as empresas Bombardier e Bayer, e a agência espacial alemã, a DLR.
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.
