Como os materiais compósitos estão construindo o futuro da mobilidade

Por Rafael Ferreira Oliveira dos Santos

Engenheiro de Desenvolvimento de Processos na Embraer. Graduado em Engenharia de Produção e pós-graduado em Engenharia de Compósitos, atualmente, integra a área de Desenvolvimento de Anteprojetos da Embraer Brasil

Introdução
O voo não é apenas um marco da engenhosidade humana – é a prova de que a evolução da ciência dos materiais e dos processos de fabricação transformam o complexo em realidade. Baseado neste argumento a indústria aeronáutica tem buscado incessantemente a evolução de suas aeronaves e dos meios de aeronavegabilidade procurando, ao máximo, otimização dos voos, reduções expressivas de peso de produto para que seus alcances sejam ainda maiores em performance, autonomia e alcance. Consolidando, assim, um mercado com características únicas em colocar poltronas nos céus e trazer a maior segurança e eficiência em todas as suas atividades surgem os eVTOLs (Electric Vertical Take-off and Landing) veículos criados para deslocamentos em médias distâncias.

1. A expressão “carro voador” seria a mais adequada?
A expressão “carro voador” tem sido disseminada pelos meios de comunicação como um jargão para designar esses novos modelos de aeronaves. Embora possa parecer atrativa ao público não familiarizado com conceitos aeronáuticos, essa denominação possui importantes implicações técnicas.
Em suma, temos quatro principais tipos de operação de aeronaves: CTOL, STOL, VTOl e eVTOLs:
CTOL – Conventional Take-off and Landing – (decolagem e pouso convencionais). Esta categoria trata dos modelos com asa fixa que utilizam o método tradicional de uma aeronave que rola por uma pista horizontal para ganhar velocidade para arremeter ou que perde velocidade ao tocar o solo e acionar os freios. São os modelos comerciais e executivos com passageiros.
STOL – Short Take-off and Landing – (decolagem e pouso curto). São aeronaves com asa fixa e capacidade de operar em pistas reduzidas e pouca distância de percurso para sair do chão ou aterrissar.
VTOL – Vertical Take-off and Landing – (decolagem e pouso vertical). São veículos com asas rotativas, em sua maioria, que sobem e descem sem necessidade de pista longa. Nesta categoria estão os helicópteros.
eVTOL – Electric Vertical Take-off and Landing – (decolagem e pouso vertical elétrico). São as aeronaves elétricas que decolam e pousam sem necessidade de pistas longas, semelhantes aos helicópteros, porém realizam voos de cruzeiro de forma mais eficiente como os aviões. Este tem como uma das principais características o transporte urbano sustentável.

2. A oportunidade dos compósitos
A demanda por eVTOLs impôs desafios adicionais relacionados ao desempenho da aeronave e à eficiência de suas superfícies aerodinâmicas. A necessidade de estruturas complexas, porém mais leves e capazes de suportar as cargas com maior eficiência, fortaleceu o uso de materiais compósitos. Assim, o alumínio, que impulsionou a expansão da indústria aeronáutica nas últimas décadas, passou a enfrentar um concorrente de peso.
A Anisotropia dos materiais compósitos (suas propriedades mecânicas e físicas como rigidez , resistência e dilatação térmica, mudam de acordo com a direção em que a força é aplicada) trouxe benefícios além dos esperados quando comparado ao alumínio que é um material anisotrópico (tem a mesma propriedade física em suas direções) em seu estado bruto e necessite de processos especiais para ganhar anisotropia, porem acarreta em uma necessidade de acumulo de peso em regiões onde os compósitos conseguem otimizar suas geometrias.
Esta eficiência dos compósitos acarreta uma redução significativa de peso para a aeronave. Em um impacto direto nos compósitos temos uma resistência específica aproximadamente cinco vezes maior que os metais e um potencial de redução de peso entre 45% a 60% de uma estrutura.

3. Projeções do mercado de eVTOLs
Para os próximos anos a mobilidade aérea urbana deixará de ser um nicho para se tornar uma indústria de $50 bilhões, impulsionada por compósitos. Esta afirmação está relacionada as projeções de mercado para compósitos para eVTOLs nos próximos anos, segundo as informações de mercado em 2025, mercado global de aeronaves fechou o ano com aproximadamente US$ 1,04 bilhão e com uma projeção para 2040 de aproximadamente US$ 51,2 bilhões, o que representa um crescimento expressivo tornando a mobilidade humana um nicho para se tornar uma indústria de US$ 50 bilhões, impulsionada por compósitos.
Outro ponto relevante é que a demanda em toneladas de consumo para compósitos para eVTOLs parte de 500 toneladas ano em 2025 para 38.500 toneladas ano em 2040. Para simplificar a análise, isto equivale a aproximadamente 7.700 elefantes de cinco toneladas ou 25.600 carros populares de 1,5 tonelada ou ainda 2.570 caminhões carregados de 15 toneladas, a indústria precisará se movimentar de forma significativa para absorver esta demanda.

O mercado de fibra de carbono para eVTOLs encerrou 2025 com um valo $ 3.67 bilhões, as pesquisas indicam que o crescimento esperado para 2040 é de 96%, o que levaria o mercado para uma projeção de $ 7.91 bilhões, trazendo uma Taxa de crescimento anual (CAGR) de 7% p.a. Isto significa que a transição para materiais leves não é uma tendência de mercado: é um vetor de crescimento sustentável.

4. Conclusão
Os materiais compósitos são essenciais para o futuro da mobilidade aérea, pois oferecem leveza, eficiência e resistência compatíveis com as exigências das novas aeronaves. Nesse cenário, o domínio de sua manufatura rápida e em escala será decisivo para o avanço da indústria, tornando-os não apenas uma alternativa, mas um material estratégico e cada vez mais indispensável. Em resumo: Há 50 anos, os compósitos eram vistos como um material alternativo. Hoje eles são um material estratégico. Amanhã serão simplesmente o material esperado.