Avaliação do ciclo de vida de longarina de aço carbono utilizada no setor automotivo de ônibus e caminhões

Abstract

O Brasil é um país com importantes setores industriais, tais como automotivo, agropecuário, construção, químico, siderúrgico, metalúrgico, dentre outros. Dentro do setor automotivo, destaca-se a subcategoria de fabricação de veículos pesados, caminhões e ônibus, com altos índices de fabricação anual. Em 2023 foram produzidas mais de 121.000 unidades somadas entre caminhões e ônibus. Para cada um desses veículos, utilizam-se 2 unidades de longarinas, que faz parte da sua estrutura, sendo fabricado 100% em aço. Com cada uma consumindo aproximadamente 200 kg, necessita-se de grande quantidade de aço e outros insumos para sua produção, mostrando-se de grande relevância para estudos de impactos ambientais em seu ciclo de vida. Por outro lado, a literatura científica sobre este tema ainda é escassa. Então, esta pesquisa tem como objetivo, avaliar os impactos ambientais da produção da longarina visando gerar informações para a proposição de melhorias do desempenho ambiental no seu ciclo de vida. Assim foi utilizada a avaliação do ciclo de vida (ACV) com um sistema de produto Cradle-to-gate, baseado na ISO 14040 (2009) e da ISO 14044 (2009). O Inventário do ciclo de vida (ICV) foi obtido pela coleta de dados com apoio de uma fabricante de peças estruturais para a indústria automotiva. Na avaliação do impacto do ciclo de vida (AICV) adotou-se o método Environmental Footprint (EF 3.1), utilizando o software Simapro 9.5. As categorias de impacto ambiental seguem o ILCD Handbook (Comissão Europeia) e a base de dados Ecoinvent. As etapas de fabricação e transporte do aço corresponderam à 98% dos impactos ambientais normalizados, resultado já esperado. A mudança climática é o de maior relevância, correspondendo à 33% dos impactos, seguido por uso de recurso fóssil e materiais particulados. Foram simulados cenários alternativos de substituição dos quatro materiais com os maiores potenciais de impactos ambientais negativos dos processos internos da empresa (sulfato de alumínio, gás natural, hidróxido de sódio e energia hidrelétrica), e um cenário alternativo final composto pela integração simultânea da substituição de todos os materiais. O resultado da simulação indicou a redução de apenas 1% dos impactos ambientais normalizados em relação ao cenário original, mantendo a fabricação e transporte do aço ainda responsáveis por 98% dos impactos ambientais.

Brazil is a country with important industrial sectors, such as automotive, agricultural, construction, chemical, steel, and metallurgical, among others. Within the automotive sector, the subcategory of heavy vehicle manufacturing, trucks and buses, stands out with high annual production rates. In 2023, more than 121,000 units were produced, including trucks and buses. For each of these vehicles, 2 units of longitudinal beams are used. This component is part of the structure of these vehicles and is manufactured 100% from steel. With each longitudinal beam consuming approximately 200 kg of steel, a large quantity of steel and other inputs is needed for its production, making it a product of great relevance for studies of environmental impacts throughout its life cycle. On the other hand, scientific literature on this topic is still scarce. Therefore, this research aims to evaluate the environmental impacts of longitudinal beam production in order to generate information for proposing improvements in the environmental performance throughout the life cycle. For this purpose, a life cycle assessment (LCA) was used with a Cradle-to-gate product system, based on the guidelines of ISO 14040 (2009) and ISO 14044 (2009). The Life Cycle Inventory (LCI) was obtained from a primary source through data collection via a partnership with a manufacturer of structural parts for the automotive industry. For the life cycle impact assessment (LCIA), the Environmental Footprint (EF 3.1) method was adopted, using Simapro 9.5 software. The environmental impact categories follow the ILCD Handbook (European Commission), with the Ecoinvent database. The steel manufacturing and transportation stages accounted for 98% of the standardized environmental impacts, a result that was already expected. The environmental impact of climate change is the most relevant, accounting for 33% of the environmental impacts, followed by the use of fossil resources and particulate matter. Alternative scenarios were simulated for replacing the four materials with the greatest potential for negative environmental impacts from the company's internal processes (aluminum sulfate, natural gas, sodium hydroxide, and hydroelectric power), and a final alternative scenario was conducted involving the simultaneous integration of the replacement of all materials. The simulation results indicated a reduction of only 1% in normalized environmental impacts compared to the original scenario, with steel manufacturing and transportation still accounting for 98% of environmental impacts.