Reinventando o design dos carros
- Arnaldo dos Reis Santos
- 28 de nov. de 2021
- 13 min de leitura
Contextualização
Quando me formei em engenharia automobilística em 1976, tive como projeto de formatura o desenvolvimento de um veículo com base nos conceitos aprendidos e na mecânica disponível na época. Escolhi projetar uma berlinetta. Assim se denomina o tipo de carro esportivo pequeno, de dois lugares com ou sem capota, com motor dianteiro ou traseiro, largura, comprimento e altura compatíveis com o equilíbrio dinâmico de um esportivo. O modelo Interlagos da Willys Overland do Brasil ilustra bem o estilo.
Fazia parte do projeto até mesmo o nome do veículo. Escolhi Lina, o nome de um peixe bem pequeno, extremamente rápido, furtivo, capaz de sair do repouso à máxima velocidade num piscar de olhos. O pequeno peixe não é nem comprido, nem alto, nem largo. Esse foi o mote do projeto.
Naquela época, os faróis eram redondos aparentes ou embutidos na carroceria. Eu desenhei os faróis triplos pequenos. Somente hoje a tecnologia permite que sejam fabricados. Ele teria duas opções: hard top e conversível.
Passados cerca de 45 anos, o design do automóvel demanda um total repensar dos projetistas de hoje. Por quê? Pelo simples fato de que estamos mudando radicalmente as massas tradicionalmente envolvidas no projeto dos carros. O motor a combustão interna deixará de equipar os veículos. O tanque de combustível deixará de existir e dará lugar a baterias.
Os novos materiais proporcionarão novos processos. O plástico de engenharia automotiva revestiu os para-choques. As fibras naturais substituíram as espumas e algodão antes utilizados. A eletrônica embarcada já não é exclusiva dos superesportivos.
Há também os híbridos alimentados com células de Hidrogênio e há também a possível transmissão de energia elétrica pelo ar (por hora pensada apenas para recarregar as baterias).
Pensando nessas imensas possibilidades, ousei tecer alguns comentários os quais espero que inspirem os designers. Para tanto fiz uma retrospectiva da evolução do automóvel e seus diversos componentes ao longo dos anos desde os primórdios até hoje.
O nascimento do automóvel
Voltemos ao início da indústria automotiva e comecemos com a questão do tipo de motor e da posição deles no chassi. Havia três alternativas: o motor a vapor, o motor elétrico e o motor a gasolina.
O motor a vapor foi logo descartado pois a capacidade de carga útil era inviável. O motor elétrico foi também descartado porque as baterias da época tinham baixíssima capacidade de armazenamento e assim proporcionavam pouca autonomia. O motor a gasolina foi ganhando espaço e desenvolvimento tecnológico.
Curiosidade: Os autos elétricos chegaram a representar cerva de 40% dos autos circulantes nos Estados Unidos.
No início, os motores a combustão foram colocados na parte traseira junto á transmissão feita por correntes.
Num segundo momento, o motor foi colocado na dianteira e nesse momento foi introduzido o eixo cardam e o eixo traseiro com diferencial. Essa estratégia distribuiu mais equitativamente as massas sobre os eixos dianteiros e traseiros de forma a melhorar a dirigibilidade e estabilidade mantendo a tração necessária nas rodas traseiras.
Os primeiros carros não tinham para-choques nem para-lamas. Estes foram incorporados depois que algumas senhoras foram enlameadas pelas rodas.
O silenciador veio juntamente com o tubo de escape que tinham como objetivo vencer as objeções quanto ao barulho e fumaça.
O automóvel nasceu conversível. Sim eram sem capota. As primeiras capotas eram de lona e podiam ser recolhidas. As pessoas estavam acostumadas a andar de carroça apreciando o vento e admirando a paisagem. Ninguém cogitaria ser colocado dentro de um caixote de madeira revestido com couro.
Logo o automóvel deixou de ser um simples meio de locomoção para se transformar em objeto de ostentação. Os ricos demandaram a carroceria coberta. Não queriam mais chegar nas festas ou teatros com os cabelos desfeitos. Tampouco queriam perder seus chapéus no caminho. Sim na década de 20 e 30 os homens e as mulheres usavam chapéus.
Se existiam carruagens com capotas por que um automóvel não haveria de ter? Assim nasceram as primeiras carrocerias com teto. Os primeiros automóveis não foram dotados de porta-malas. Naquele tempo não se usavam malas e sim baús que eram colocados amarrados em uma espécie de estribo localizado na traseira do veículo.
Os próximos desenvolvimentos foram o para-brisas, o motor de arranque elétrico que por sua vez demandou uma bateria e a buzina para alertar os transeuntes distraídos.
Na década de 20 surgiram os para-lamas afixados na carroceria e os faróis elétricos alimentados pela mesma bateria e dínamo incorporados aos veículos. Os faróis eram ainda peças afixadas ao para-lamas.
Os estribos evoluíram de um diminuto apoio para subir na plataforma para uma peça contínua ligando o para-lamas dianteiro ao traseiro. Pouco antes da década de 30 surgiu uma inovação revolucionária: a tração e transmissão dianteira. Não é à toa que o veículo se popularizou pelo nome traction avant. Era um Citroën, um dos primeiros veículos, se não o primeiro, a ser desenhado com o conceito de monobloco.
Isto significava ter um chassi estrutural sem longarinas convencionais. Qual a vantagem disso? O chassi estrutural permitiu rebaixar a posição do motorista e por consequência todo o veículo, o que propiciou maior estabilidade. A Citroën chegou a lançar um desafio ao público: um prêmio a quem conseguisse capotar um traction avant.
Na década de 30, nasceu o Volkswagen e o veículo militar alemão Kubelwagen dotados de motor traseiro de cilindros opostos e refrigerado a ar. Após a 2ª guerra mundial, a também icônica Kombiwagen veio a complementar a linha VW. A Kombi talvez tenha sido a primeira VAN, mas não há registro dessa classificação naquela época. No Brasil a sua classificação popular foi a de perua. O nome kombi que significa "veículo combinado" para passageiros e/ou carga se tornou o nome do modelo da Volkswagen.
Até a década de 50 e 60 a grande maioria dos automóveis eram dotados de caixa de câmbios cuja primeira marcha era sem sincronização. Um grande inconveniente quando os veículos subiam alguma rampa em baixa velocidade. A segunda marcha podia ser fraca para subir e a primeira não engatava. O motorista era obrigado a parar o veículo, engatar a primeira e arrancar.
Após a 2ª guerra mundial, os designers de automóveis se inspiraram na aerodinâmica dos aviões para ousar e aprimorar a fluidez de forma dos automóveis tentando aproximar o máximo possível da forma de uma gota.
Nesse intuito, os para-lamas abrigaram os faróis. O para-brisas foi inclinado, e o cofre do motor passou a se integrar aos para-lamas. O para-brisas ganhou os limpadores acionados por um motor elétrico. Reza a lenda que foi uma dona de casa que inventou o limpador acionado manualmente. O veículo mais revolucionário em design e tecnologia como um todo é o Citroën DS apelidado de Tiburón, "cara de sapo" no Brasil.
As estradas, agora pavimentadas, permitiram reduzir o diâmetro dos pneus e com isso a distância entre o chassi ao solo (vão livre). Todo o veículo melhorou em conforto, desempenho e aerodinâmica. O para-brisas e o vidro traseiro ganharam forma curva e passaram a ser inteiriços harmonizando mais ainda a fluidez dos modelos.
O automóvel ganhou um amplo porta-malas. Nasce o 3 volumes. As opções de 2 ou 4 portas são ofertados em mesmo projeto de veículo. Juntou-se a perua (station wagon, família ou wagon) e o conversível a um mesmo projeto. Veio também o hard top (veículo sem a coluna B) e com ele logo surge o conceito de fast back.
Na busca da segurança vieram as luzes direcionais (pisca-pisca) e o retrovisor inicialmente somente do lado do condutor e depois o interno e o do lado oposto. Há que se destacar que as primeiras luzes direcionais ficavam embutidas na coluna B.
Paralelamente, os componentes da suspensão ganham aprimoramentos. A direção auxiliada hidraulicamente é introduzida concomitantemente ao câmbio automático (hidramatic).
A geometria de direção é aperfeiçoada melhorando a estabilidade tanto nas curvas como nas retas. Surgem os modelos destinados ao transporte de cargas (furgão) e com ele os denominados space wagons para passageiros (peruas).
Surge também a pick-up como projeto derivado das peruas ou dos space wagons.
Os anos 50 e 60 foram os anos dourados das indústrias automotivas, havendo, porém, duas escolas bem distintas: a americana com seus carros enormes e potentes e a europeia com seus modelos menores apropriados a trafegar nas ruas estreitas das cidades e estradas europeias.
As indústrias japonesa e indiana seguiram a tendência europeia enquanto o mercado australiano teve influência de ambas escolas.
Um tipo de veículo que sempre foi estimulado pela indústria foi o esportivo, quer seja dotado de capota conversível ou rígida. Estes veículos foram chamados de Gran Turismo (GT) ou Muscle Cars (os americanos mais recentes).
Na Europa os esportivos eram menores e os italianos os chamavam de berlinetta dada a influência da indústria italiana. Esses veículos tinham motores dianteiros ou traseiros, mas houve também os veículos superesportivos com motor classificado como central.
Em algum momento de sua vida de apreciador de carros você deve ter se perguntado: por que os britânicos dirigem do lado errado? Uops! não são apenas eles. Há vários países de influência da indústria e cultura britânica que adotaram a condução pela via esquerda.
A seguir você poderá acompanhar a evolução de algumas "escolas" automobilísticas através dos vídeos primorosamente elaborados que mostram a evolução de cada marca desde o princípio. Basta clicar no nome para abrir o vídeo.
Para os mais aficionados por autos, sugiro navegar nas listas de marcas segundo os países do canal Words Cars Evolution
Clique na imagem abaixo ou scaneie o QR Code para acessar as "Play Lists" do canal.
A década de 70 trouxe a crise do petróleo e os motores passaram a demandar economia de combustível. Para tanto, vieram inúmeros aperfeiçoamentos como a ignição eletrônica, a injeção direta, os turbo-alimentadores e os combustíveis alternativos como o álcool anidro e etanol.
Os motores V8 foram substituídos por V6. Os motores de 6 cilindros em linha deram lugar para os motores de 5, 4 e 3 cilindros com ou sem turbo.
Algo marcante na década de 90 foi o suprimento do famoso quebra-vento. Os projetistas aproveitaram a popularização do ar-condicionado nos veículos para eliminar por completo o quebra-vento em todos os projetos. Há que se ressaltar que a violação e furto dos veículos era muito fácil de ser concretizado pelos quebra-ventos.
Há que se destacar também o uso dos motores Diesel nos automóveis (VANs, pick-ups, mono volumes e também no recente SUV (Sport Utility Vehicles).
Além dessas configurações veiculares vieram na década de 70 os veículos batizados de hatch back (3 ou 5 portas).
Na virada do século XX para o século XXI, são lançados os mono volumes. Os mais representativos são os Renault Scenic, Audi A2, Mercedes Classe A e o Citroën Xsara Picasso. Outro conceito bem recebido foram as VANS. Não eram exatamente enquadrados como autos mas sim como veículos voltados para transporte de passageiros em grupos de turismo ou de negócios em deslocamentos nas grandes cidades. Quem não lembra da icônica KIA BestA?
A reboque do conceito do hatch veio também uma "semi-perua" derivada de um hatch. O modelo que representa bem esse tipo de veículo é Space Fox da VW e o Fiat 500l
Destaquemos que a Volkswagen costumeiramente denomina suas peruas como modelo variant: Passat Variant, Golf Variant etc. A Fiat por sua vez classifica suas peruas como weekend. É o caso do Palio Weekend.
A mais recente criação estilística da indústria automotiva é o SUV (Sport Utility Vehicle). Essa ideia tornou-se a coqueluche do momento. Lembram do Space Wagon? Pois é, muita gente não apreciava a traseira tão longa e tampouco precisava de uma terceira fila de bancos. Os projetistas então introduziram nesses Space Wagon uma traseira parecida com a dos hatchs, ou seja, ligeiramente inclinada e curta. Nasce o SUV.
A reboque dos primeiros e grandes SUV’s vieram os SUV’s compactos. Nesta categoria citamos o Fiat Argo Trecking, Renault Duster, Renault Kwid Outsider, Peugeot 2008, Citroën C3, Honda WRV, Jeep Renegate, Ford Ecosport.
O Ford Ecosport e o Honda WRV são projetos brasileiros e para agradar ao gosto do brasileiro o Ecosport nasceu com o estepe externamente posicionado na traseira. Depois, por pressão dos demais mercados ganhou estepe interno e finalmente pneus run flat (que roda vazio).
Na busca de mais estabilidade e dirigibilidade, foram introduzidos vários aperfeiçoamentos apoiados pela eletrônica. Os primeiros aperfeiçoamentos foram os freios ABS, a ignição eletrônica e a injeção de combustível comandada eletronicamente.
Depois vieram o controle eletrônico de tração, o câmbio automatizado, o CVT, o câmbio automático com opções de direção econômica, normal e esportiva.
As novidades são inúmeras: a embreagem dupla para otimizar a troca de marchas, o diagnóstico de falhas por computador, a frenagem de emergência comandada por sensores de aproximação, o auxílio de estacionamento, as câmaras de ré e os retrovisores por câmaras. Inúmeros foram os melhoramentos, sendo os mais básicos o famoso trio elétrico (trava, vidros e retrovisores elétricos).
Há entretanto um melhoramento pouco conhecido que vale a pena conhecer desde sua introdução com funcionamento mecânico até o seu mais recente desenvolvimento com controle de funcionamento eletrônico.
Ainda no final do século XX veículo elétrico é reintroduzido, mas sua adoção e aperfeiçoamento veio no início deste século. Há uma pressão muito forte de todos os segmentos da sociedade para que os veículos que utilizam petróleo sejam abolidos ainda na primeira metade do século. Vários países já determinaram que a partir de 2.030 / 2040 os carros novos movidos a petróleo deixarão de serem emplacados.
O aquecimento global exige da humanidade uma drástica mudança nas fontes de energia propulsiva. Há no momento uma série de alternativas sendo pensadas e aperfeiçoadas.
Os motores elétricos são muito melhores pois entregam elevado torque constante desde zero rpm até a máxima rpm. Esse pequeno detalhe permite que motores diminutos façam inveja para os maiores V8 turbo alimentados.
A posição relativa (altura dos motores elétricos) pode ser mais próxima do eixo das rodas melhorando ainda mais a estabilidade.
O veículo híbrido pode ser dotado de um motor traseiro ou dois motores, um instalado na dianteira e outro na traseira. Dada suas características, pode ou não ter caixa de mudanças.
Há motores elétricos que podem ser instalados diretamente nas rodas. Os motores elétricos podem também frear ou reduzir a velocidade. Esse procedimento permite a regeneração (carregamento) das baterias.
Os projetistas começam a sonhar alto no estilo dos carros do futuro próximo. A Mercedes-Benz e a BMW são exemplo dessa ousadia.
Há também o motor dotado de células de hidrogênio. Essa foi uma iniciativa da Toyota que abriu a patente para que todos os fabricantes e todos os países pudessem adotar o conceito sem ter que pagar royalties. Há hoje no Brasil o desenvolvimento motores cujo hidrogênio é gerado por hidrólise do álcool anidro, um desenvolvimento da Nissan em parceria com uma universidade brasileira.
Os veículos híbridos foram inspirados nas locomotivas diesel-elétrica. Sob esse conceito um motor a gasolina, a álcool ou flex gera eletricidade que é armazenada em baterias que por sua vez alimenta o(s) motores elétricos.
A reboque dos veículos elétricos, os fabricantes retomaram o aprimoramento do design aproveitando todas as possibilidades dos motores elétricos, híbridos ou a gasolina, porém aproveitando os benefícios dos motores potentes e pequenos.
O que o futuro nos reserva?
A inovação não se restringe ao tipo de propulsão. A tecnologia quer alcançar aquilo que os filmes de ficção já preconizaram: o veículo autônomo. A meta é ter veículos autônomos que reduzirão drasticamente os congestionamentos, os acidentes e suas sequelas sociais e ambientais.
Faça uma reflexão sobre o futuro dos carros aproveitando o excelente raciocínio desenvolvido no vídeo onde é apontada a razão do sucesso ou fracasso de determinadas invenções ou tecnologias.
O autor faz uma análise da lâmpada elétrica e porque deu certo. Cita também o Segway que não "pegou" por hora.
Esse mesmo raciocínio vale para as tecnologias que surgiram para a propulsão dos carros, ônibus e caminhões.
Não basta lançar um carro diferente. Há que se pensar na infraestrutura necessária para a distribuição da fonte de energia, seja elétrica, seja híbrida ou a célula de combustível.
A Europa, o Japão, a Coréia e os pequenos países asiáticos têm mais chances de fazer vingar o carro elétrico puro. A área física ocupada por esses países é pequena. Por isso vemos caminhões elétricos dotados de “suspensórios” sendo testados em estradas na Suécia e na Alemanha. A Índia força a criação de uma nova categoria: a de sedans curtos via incentivo fiscal para carros com menos de 4 m de comprimento. Leia matéria completa.
Já em países com extensões continentais como EUA, Brasil, Rússia e China, isso seria impensável dado o volume de investimento necessário na distribuição da energia.
Se considerarmos a já existente malha ferroviária e fluvial, observaremos que os caminhões elétricos ficarão restritos a poucos corredores de tráfico intenso.
Há que se considerar também a questão da dependência externa para o fornecimento de petróleo. Europa, Japão e Índia dependem do petróleo externo para gerar energia elétrica. Reduzir o consumo de petróleo consumido pelos veículos é desejável, mas como gerar a quantidade adicional de energia elétrica necessária para carregar as baterias dos carros elétricos?
Os EUA e o México Rússia e Brasil produzem petróleo. Então investir em veículos puramente elétricos pode não ser tão inteligente nesses países. Parece mais óbvio adotar veículos híbridos quer sejam movidos a gasolina, álcool ou célula de H2+álcool. Em uma conta simples, um carro híbrido a gasolina pode rodar até cinco vezes mais que um veículo convencional a gasolina na cidade.
Essa é a conta a fazer. A frota nacional futura poderá rodar cinco vezes mais com o mesmo volume de gasolina. Esse seria o espaço que temos. A medida de os veículos velhos se sucateiam, aqueles que entram (se híbridos) poderão rodar cinco vezes mais. Ou poderíamos ter cinco vezes mais veículos rodando estagnando o consumo atual de gasolina no país.
As grandes distâncias a serem cumpridas nesses países pelos caminhões e ônibus fatalmente nos faz pensar em optar pelos híbridos a células de hidrogênio.
Mas além da questão da fonte de energia, há que se questionar também o formato dos veículos.
Deveriam ser todos SUV ou Space Wagon para acomodar no piso as baterias? Faz sentido ter veículos enormes? As VANS deveriam voltar a integrar os sistemas de transportes coletivos das cidades?
Qual deverá ser o investimento em transporte massivo por ônibus e metrôs? Continuaremos a ter escritórios nos centros urbanos ou o “home office” veio para ficar e reduzir o deslocamento humano? As reuniões virtuais predominarão como nos filmes de ficção científica ou ainda teremos viagens a trabalho e a negócios?
Todas essas variáveis devem ser consideradas e a questão cultural não poderá ser relegada a segundo plano. Imagine um árabe ou um indiano negociando virtualmente...
A evolução das baterias elétricas será um marco fundamental para a mudança do modelo de propulsão a gasolina para o elétrico.
A questão dos veículos autônomos trará um questionamento quanto a itens tidos hoje como indispensáveis. Como assim? Exemplifico:
- Para que faróis se os veículos são comandados por um sistema GPS?
- Para que retrovisor se a mudança de faixas e direção são feitas remotamente pelo sistema?
- Para que luz de freio se quem vem atrás é avisado remotamente pelo sistema?
- Para que vídeos laterais, para-brisas e vidro traseiro se poderiam ser substituídos por telas a projetar filmes educativos ou de entretenimento? Imagine você dentro de um ambiente virtual como se estivesse usando óculos 360? De quebra, todas as áreas externas poderão recobertas com células fotovoltaicas para recarregar as baterias.
- Para que túnel, console, volante de direção, setas, comandos de limpadores de para-brisas, maçanetas de portas, se tudo seria comandado eletronicamente?
Indo a extremos, imagine uma moto que anda sozinha e que tenha uma carenagem que te proteja das intempéries. Imagine uma dessas motos que possa ser acoplada a outra lateralmente a semelhança das antigas motos que víamos nos filmes da década de 50? E se essas mesmas motos pudessem ser acopladas a mais duas na frente ou na traseira? Pense na versatilidade que seria. Vai precisar de transporte? Para quantas pessoas: uma, duas, três ou quatro pessoas?
Vai se deslocar amanhã para um compromisso? Basta informar o sistema de transporte de sua cidade e uma VAN, um automóvel ou um ônibus irá te apanhar e transportá-lo ao seu destino.
Você não sabe dirigir motos? Isso não será mais problema.
As motos estão se equilibrando sozinhas e poderão também ser autônomas. Que tal uma moto voadora?
Vai todo dia a um determinado local e volta nos mesmos horários? Assine um serviço de transporte mensal ou semanal e o sistema fará a programação em uma moto autônoma, em uma VAN autônoma ou em um ônibus autônomo, conforme sua preferência (escolha) ou disponibilidade em seu bairro/cidade. Pode ser um avião autônomo tipo drone? A resposta é sim. E a tecnologia já existe.
Seu filho vai à escola? Assine um serviço de busca e entrega autônomo. Haverá um adulto apenas para facilitar o embarque/desembarque e disciplina. Você poderá acompanhar tudo via aplicativo no celular.
Você não mais desejará ter um carro. Você preferirá alugar um autônomo para realizar uma viagem de férias com a família.
Mas o que faço com a vaga da garagem do prédio que comprei? Alugue sua vaga para a empresa de carros autônomos. Simples assim. Em alguns locais de grandes centros urbanos, as prefeituras poderão cogitar desapropriar as garagens de condomínios. Note que a sua vaga na garagem tem escrituração própria. Em prédios onde o número de vagas é eletivo, o condomínio é destacado.
Bora repensar os conceitos. E você, que acha de todas essas possibilidades?
Comments