Mais forte que o aço e uma fração do peso, a fibra de carbono é uma invenção brilhante. Tem sido por décadas. Junior Johnson estava construindo corredores de Nascar que dominavam as regras nos anos 80. Mas, mesmo com todo esse tempo para inventar novas fontes e métodos de produção, a fibra de carbono não vai parar de ser cara. O carro novo mais barato com uma banheira de fibra de carbono, o Alfa Romeo 4C, é dimensionado para Stuart Little, mas custa tanto quanto um Mercedes E-Class. E as verdadeiras carruagens dos deuses do carbono, os McLarens e Koenigseggs e Lamborghini Aventadors do mundo, são estritamente propostas de seis dígitos. Ainda não conseguimos produzir o material em massa a nada que se aproximasse do preço do alumínio, quanto mais do aço. Porque é que ainda ninguém descobriu como fazer isto custar menos?

Essa pergunta é porque estou aqui em Sant’Agata Bolognese, Itália, nas instalações de fibra de carbono da Lamborghini, laboriosamente a espremer bolhas de ar de uma folha de tecido de carbono. Quero perguntar aos tipos de batas de laboratório (pretas) que fazem este material: Porque não estamos a rolar em Hyundais monobloco de carbono?

Carvão vs. Aço

Em 2017, para criar os componentes metálicos no núcleo da maioria dos carros, você derrama o seu alumínio líquido super quente ou aço ou magnésio em um molde, e funde-o. Você pode esmagá-lo em forma, você pode esculpi-lo com uma máquina CNC, você pode soldar peças juntas. Você tem opções, todas elas razoavelmente rápidas e acessíveis. Para fazer uma peça com fibra de carbono . . . bem, primeiro você tira a matéria prima do freezer.

Os rolos de fibra de carbono, preenchidos com resina (chamada pré-preg) e apoiados com adesivo, são armazenados a zero graus Fahrenheit. Qualquer aquecedor e a resina endurece. Essa sensibilidade à temperatura também significa que você não pode cortar o material em forma com um laser CNC para mantê-lo fresco e maleável, você precisa usar uma lâmina, que eventualmente se desgasta. Mesmo assim, o relógio está a contar. A partir do momento em que se corta a primeira trama destes fios de carbono plásticos, você tem cerca de um dia para dar-lhe forma.

Então você se apressa com as espátulas de plástico e força as folhas pretas e prateadas em um molde, que será bom para apenas cerca de 300 usos antes de ser deformado e ser destruído. Piera, a mulher encarregada de me explicar tudo isto, parece-me atordoada com o meu ritmo de trabalho. Ela produz um secador de cabelo e aquece o material para torná-lo mais maleável. Mas, claro, não quer muito calor, para não calcificar prematuramente na forma errada.

Futurístico mas artesanal

Há cerca de uma década, visitei outra planta da Lamborghini. Vi uma mulher costurar amorosamente os bancos de um Murciélago, praticando uma marca de artesanato metódico que seria demasiado trabalhoso, demasiado ineficiente para um carro do mercado de massas. Agora, aqui estou eu novamente, testemunhando um grau semelhante de arte manual investido na criação de um material que pensamos ser muito mais futurista. Quer dizer, seria de esperar que o couro do Lamborghini fosse cosido à mão. Mas aquelas asas e cuspidos de aspecto aeroespacial, a grande banheira de carbono no coração do Aventador? Tudo parece que foi feito por engenharia reversa a partir de uma embarcação extraterrestre capturada, não feita à mão por uma mulher italiana chamada Piera. E mesmo assim, esta ainda é a forma mais económica de produzir fibra de carbono. Em pequena escala, pelo menos.

“Se eu tiver que fazer dez peças, feito à mão ainda é a melhor maneira”, diz Luciano De Oto, chefe do Centro de Pesquisa Avançada de Compostos da Lamborghini. “Acima de 2.000 peças, eu preciso aumentar a automação e usar fibra cortada”. Isso seria fibra de carbono “forjada”, mas vamos chegar a isso. Primeiro, tenho de aspirar a minha parte.

Para garantir que a primeira camada de fibra de carbono esteja em conformidade com o molde, eu selo a folha em plástico e aspiro quaisquer bolsas de ar entre as camadas. Depois, cubro-a com um pano mais pesado antes de colocar tudo dentro de outro saco de plástico mais grosso, do tipo que você usaria para encolher o edredão para o armazenamento de verão. Depois de remover o ar preso, colocamos mais quatro camadas, depois mais uma rotina de vácuo após a camada final. É entediante. Empresas como a BMW estão a construir linhas de produção robotizadas para fazer isto mais depressa do que os humanos. Mas mesmo assim, é lento.

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Por outro lado, o processo de produção de fibra de carbono é também um porco de energia. Os congeladores de armazenamento e a explosão ocasional com o secador de cabelo são menores em comparação com o autoclave, um forno pressurizado usado para curar peças acabadas. O meu pedaço particular de bondade trabalhado à mão cozerá no forno durante seis horas a quase 400 graus, tudo isto abaixo de seis vezes a pressão atmosférica normal. Pelo menos Lamborghini tem uma matriz solar fotoelétrica de 1,2 megawatts no telhado da fábrica.

Uma solução de produção em massa

Enquanto os meus componentes, eu vou para a área onde a Lamborghini fabrica peças forjadas. Em vez do pré-pregnado que eu trabalhei anteriormente, as máquinas aqui usam uma fibra de carbono bruta conhecida como tapete cortado. Um quadrado deste material é prensado em formas básicas sobre um molde, depois movido para a forja de oito pistões, que aplica 300 graus de calor e 2.900 psi de pressão. Ao contrário do pré-impregnado, o tapete picado pode ser esmagado em formas exóticas – âncoras de parafuso, cristas finas – o que não é possível quando você está enrolando o tecido à mão. O processo é na maioria automatizado, e em 20 minutos teremos a mesma parte que ainda precisa de cerca de mais cinco horas na autoclave.

Um produto forjado não é tão leve ou forte como o forjado à mão, mas se a fibra de carbono alguma vez for mainstream, este parece ser o caminho. “Os diamantes têm um custo superior ao do ouro”, diz De Oto. “A fibra de carbono artesanal não vai atingir o custo do alumínio, mas nos próximos dez anos, o tapete cortado poderá.” Mesmo que os carros só consigam o tapete de fibra de carbono cortado, como no BMW i3, isso ainda é uma enorme atualização do alumínio. Mais leve, mais mpg, e sem perda de segurança.

Mas o sofisticado material manual, com seus freezers e autoclaves, sacos a vácuo e rodos e moldes frágeis? Esse será sempre um material exótico para carros exóticos. A Lamborghini precisa de três semanas para produzir cada Aventador corpo em branco. Esse ritmo nunca vai voar na fábrica Accord em Ohio.

Até às 17:00, a fábrica está a sair, e eu junto-me aos trabalhadores com batas pretas de laboratório a passar pelo portão. Eu nunca vejo a parte que fiz. Ainda está na autoclave, e não tenho tempo para esperar.

Fatos de fibra de carbono

Thomas Edison fez fibras de carbono de bambu e algodão, usando-as como filamentos em lâmpadas.

Boeing pode reparar danos menores aos compostos de carbono do 787 no portão, em menos de uma hora.

Sobre 70% da fibra de carbono é produzida pelo Japão.

A coisa mais muda feita de fibra de carbono: o fedora de fibra de carbono.

Os Flying Doctors

Quando um Aventador cai, Lamborghini envia os Flying Doctors, técnicos treinados para reparar peças de fibra de carbono. A equipe mantém seis troncos de vapor de grandes dimensões com equipamentos de ultra-som e máquinas de cura portáteis estrategicamente posicionadas em todo o mundo. Por que não verificá-lo com sua bagagem? “A alfândega não gosta de lidar com produtos químicos”, diz Casper Steenbergen, chefe de reparo de materiais de fibra de carbono. Além disso, não há necessidade de atrasos adicionais. “Tivemos que fazer novas façanhas para uma seção inteira de balancins para um carro na China”, diz ele. “Essa reparação demorou duas semanas.” Os técnicos fazem a secção danificada e reconstróem, camada por camada, até a fibra de carbono ser certificada de acordo com as especificações originais. Na verdade, Lamborghini escreveu a norma, ISO 17065, o que significa que a Ferrari tem que seguir as regras da Lamborghini para certificar o reparo de um Enzo quebrado. E sim, os Flying Doctors parecem ter um pontapé de saída nisso.

Esta história aparece na página da Mecânica Popular de Março de 2017.