Eco-conceção de um apoio de braço para automóvel produzido na CIE Plasfil: uma abordagem de ciclo de vida

Palavras-chave: Avaliação de ciclo de vida,ecodesign,plástico,impactes ambientais,reciclagem,injeção,componentes automóveis,Life cycle assessment,ecodesign,plastic,environmental impacts,recycling,injection,automobile components

O objetivo global da presente dissertação consistiu na realização de uma Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para apoiar o ecodesign de componentes de automóvel, mais especificamente, componentes de apoios de braço (armrest). O estudo centrou-se no desempenho ambiental de apoios de braço para automóveis produzidos na CIE Plasfil (uma unidade industrial transformadora de plásticos por injeção): o apoio de braço B, constituído maioritariamente por aço, e o apoio de braço J, constituído na quase totalidade por plástico. No âmbito da colaboração existente entre o Centro para a Ecologia Industrial da Universidade de Coimbra e a empresa CIE Plasfil (Projeto EDIL), surgiu a oportunidade de melhoria do desempenho ambiental do apoio de braço B, desenvolvendo modelos que, desempenhando a mesma função, seriam constituídos maioritariamente por plástico, no sentido de verificar as variações ocorridas ao substituir o aço por plástico. Consideraram-se três novos modelos de melhoria ao apoio de braço B: B1 (novo design B1), B2 (novo design B2), e B3 (novo design B3). Estas novas alternativas, que diferem na quantidade e tipo de matéria-prima utilizada, foram desenvolvidas pela empresa CIE Plasfil, tendo sido assegurada a componente estrutural e funcional dos modelos através dos softwares “Simdesigner” e “MOLDEX 3D”. O estudo realizado abrangeu todas as etapas do ciclo de vida, desde a extração da matéria-prima, ao transporte, tratamento, produção e destino final. A unidade funcional utilizada foi um apoio de braço como componente de um veículo ligeiro de passageiros, com uma vida funcional de 200 000 km. Analisaram-se cenários de melhoria das fases de ciclo de vida, como a alteração do tipo de tecnologia utilizada na fase de injeção do plástico, substituindo as máquinas injetoras hidráulicas por máquinas elétricas. Adicionalmente consideraram-se diferentes destinos finais para os apoios de braço, analisando destinos relevantes e uma média ponderada de todos os destinos possíveis. Neste estudo analisou-se também a alteração do tipo de transporte, considerando a hipótese de transporte marítimo relativamente ao transporte rodoviário do cenário base. Por fim, estudou-se um cenário de reciclagem, onde foram analisadas hipóteses relativamente à distância de recolha do resíduo plástico até à central de reciclagem, onde é separado consoante a sua composição e reciclado, e à distância desde a central até à CIE Plasfil. Analisou-se também a alteração da percentagem de material reciclado que é introduzido no apoio de braço (5% e 10%). Para quantificar os impactes ambientais foram utilizados os métodos ReCiPe Midpoint (H) - Europe (H), CML (Institute of Environmental Sciences) baseline 2001 (World, 1995) e Cumulative Energy Demand (CED), dos quais foram seleccionadas nove categorias de impacte ambiental relevantes para o estudo de componentes plásticos de automóvel. Relativamente aos resultados apresentados na fase de produção, verifica-se que o apoio de braço mais pesado (B) não foi o que apresentava maior impacte ambiental na maioria das categorias, mas sim o apoio de braço J, devido à produção do seu plástico constituinte, PBT PET GF30, que contribui com um peso relativo entre 62 e 85% dos impactes totais da produção. Quanto ao desempenho ambiental dos modelos alternativos, constatou-se que estes apresentavam reduções em relação aos apoios de braço B e J em quase todas as categorias de impacte ambiental. De todos os modelos analisados, constatou-se que o apoio de braço B3, constituído por PP GF30 e sendo o modelo mais leve, possui menores impactes ambientais em todas as categorias analisadas. Na fase de utilização, analisou-se o desempenho ambiental dos diferentes apoios de braço num veículo ligeiro com uma vida útil de 200 000 km, através de uma fórmula que permite determinar o consumo de combustível do veículo associado ao peso de um dos seus componentes, tendo sido posteriormente quantificados os impactes referentes a esse consumo. Verificou-se que o apoio de braço J apresenta, na fase de produção, um maior impacte ambiental que o apoio de braço B, mas com a introdução da fase de utilização, o apoio de braço J acaba por apresentar menores impactes ambientais totais que o apoio de braço B. Finalmente na análise ao desempenho ambiental do ciclo de vida dos apoios de braço, constata-se que a maioria dos impactes ambientais decorre na fase de utilização, apresentando esta fase um peso médio entre 76 a 95%. Relativamente à fase de transporte, esta tem um contributo pouco significativo para os impactes ambientais totais de ciclo de vida na maioria das categorias. Conclui-se que, dos cinco modelos analisados, o apoio de braço B3 possui menores impactes ambientais em todas as categorias. Verifica-se também que um estudo centrado apenas na fase de produção pode gerar resultados distintos dos de um estudo que considera todas as fases de ciclo de vida, o que reitera a necessidade de conjugação da metodologia do ecodesign com a abrangência da ACV. Relativamente aos cenários alternativos considerados, verificou-se que há uma redução dos impactes ambientais em relação ao cenário base no processo de injeção com máquinas elétricas em todas as categorias, sendo a mais relevante a categoria de Eutrofização da água doce, com uma redução média de 11%. No cenário alternativo de transportes, verificou-se que à medida que a distância ao destino final aumenta, os consequentes impactes também aumentam. Relativamente ao tipo de transporte, conclui-se que o transporte marítimo é ambientalmente favorável em relação ao transporte rodoviário, pelo que deve ser preferido dada a possibilidade de escolha. Por fim, analisou-se a possibilidade de incorporar 5 ou 10% de material reciclado no apoio de braço B3 (pois possuiu o melhor desempenho ambiental no cenário base), verificando-se que com a incorporação de 10% de material reciclado, os impactes são menores. O cenário M10% (10% de material reciclado, da central da Marinha Grande) possui o melhor desempenho ambiental dos cenários analisados, pois houve uma maior redução dos impactes ambientais relativamente à fase de produção, excetuando na categoria da Depleção da camada de ozono, concluindo-se que, dada a possibilidade de escolha, a incorporação de 10% de material reciclado proveniente da Marinha Grande será a melhor hipótese, desde que sejam asseguradas as características funcionais e estruturais do apoio de braço.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias