“Como a Engenharia Mecânica e Industrial
podem melhorar o Agronegócio do Brasil”
ANÁLISE DO MERCADO BRASILEIRO DE PROTEÇÃO BALÍSTICA E A VIABILIDADE DA APLICAÇÃO DO CARBETO DE SILÍCIO EM PROTEÇÕES DO TIPO MISTA
Alisson Lara de Carvalho(1) (alissonlcarvalho@yahoo.com.br), Júlia Assunção de Castro Oliveira (2)
(julia.assuncaooliveira@hotmail.com), Jorge Nei Brito (3) (brito@ufsj.edu.br), Cecília Sosa Arias Peixoto (4) (
(1) Universidade Federal e Ouro Preto (UFOP);Rede Temática em Engenharia de Materiais (2) Universidade Federal de Lavras (UFLA); Departamento de Agricultura
(3) Universidade Federal de São João Del Rei (UFSJ); Departamento de Engenharia Mecânica
(4)Orientadora dos cursos do MBA em Gestão de Projetos e MBA em Gestão de Negócios do Pecege - USP/Esalq
RESUMO: É notável o crescente lançamento de inovações nos últimos anos, principalmente atrelado a competitividade do mercado global. A proteção balística tem como objetivo proteger o indivíduo (soldados) ou dispositivos utilizados em conflitos (carros, aviões) e tem evoluído ao longo dos anos. Diversos materiais podem ser utilizados para a fabricação da proteção balística, dentre eles temos o Carbeto de Silício (SiC) um material cerâmico com alta dureza e baixa densidade, que pode ser utilizado em blindagens do tipo mista. O objetivo deste trabalho é apresentar uma análise do potencial do mercado brasileiro de proteção balística e a viabilidade da aplicação do carbeto de silício (SiC) como componente de placas cerâmicas de proteção balística do tipo mista. Os resultados mostram que a metodologia Design Thinking é viável para realização de investigação deste e de outros mercados de matérias primas. O desenvolvimento deste mercado é viável, porém, ainda existe algumas barreiras de conhecimento técnico da aplicação do SiC como componente de placas cerâmicas para proteção balística, bem como uma melhoria da sinergia entres os elos desta cadeia produtiva.
PALAVRAS-CHAVE: EXÉRCITO, FORÇAS ARMADAS, CONFLITOS, DESIGN THINKING.
ANALYSIS OF THE BRAZILIAN BALLISTIC PROTECTION MARKET AND THE FEASIBILITY OF SILICON CARBIDE APPLICATION IN MIXED TYPE PROTECTIONS
ABSTRACT: Noteworthy is the growing launch of innovations in recent years, mainly linked to the competitiveness of the global market. Ballistic protection aims to protect the individual (soldiers) or devices used in conflicts (cars, airplanes) and has evolved over the years. Several materials can be used to manufacture ballistic protection, among them we have Silicon Carbide (SiC) a ceramic material with high hardness and low density, which can be used in mixed type shields. The objective of this paper is to present an analysis of the potential of the Brazilian ballistic protection market and the feasibility of applying silicon carbide (SiC) as a component of mixed type ballistic protection ceramic plates. The results show that the Design Thinking methodology is feasible to carry out research of this and other raw material markets. The development of this market is viable, however, there are still some barriers of technical knowledge of the application of SiC as a component of ballistic protection ceramic plates, as well as an improvement of synergy between the links of this production chain.
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos tem-se notado um crescimento na área de inovação tecnológica mundial evidenciado, principalmente, pela reestruturação da indústria, aumento da competitividade e constantes lançamentos de novos produtos e tecnologias neste mercado.
O carbeto de silício (SiC) é uma cerâmica avançada, descoberto por Acheson em 1980 ao tentar produzir diamantes. Entretanto, este material pode ser encontrado em sua forma natural com o nome de moissanita. A produção industrial de SiC, teve início no século XIX para atender a demanda de aplicações abrasivas. Posteriormente, descobriu-se a versatilidade da aplicação deste material e novas aplicações foram desenvolvidas devido as propriedades tais como, condutividade térmica elevada, estabilidade química, resistência ao choque térmico. Na proteção balística o SiC tem sido aplicado em blindagens mistas devido as suas propriedades serem melhores que a alumina e seu custo ser menor que o do carbeto de boro. Silva et al. (2014).
A proteção balística tem como objetivo garantir a segurança de pessoas (soldados, militares) ou objetos (carros, tanques de guerra, abrigos). Este tipo de proteção tem sido utilizado desde os primeiros combates entres as civilizações e ao longo dos anos tem evoluído de acordo com as necessidades durante as batalhas. Sendo assim, é desejável que as proteções balísticas tenham propriedades como por exemplo, elevada dureza, alta taxa de compressão, ductilidade e resistência a flexão; e uma forma de se obter estas diferentes propriedades em um mesmo material, é a aplicação de blindagens mistas, que possuem características capazes de resistir a diversos tipos de danos. Salvia (2013).
Como exemplo de blindagem mista, tem-se as de materiais compósitos que incluem materiais cerâmicos, que além de atender as características desejáveis de uma proteção balística, possuem outras vantagens como baixa densidade, o que reduz drasticamente o peso total da blindagem que é um fator inviabilizador de aplicações. Salvia (2013).
O mercado brasileiro tem utilizado o SiC para aplicações tradicionais (abrasivas, revestimento de alto-forno como refratários e agente redutor na fabricação do aço). Entretanto, existe um potencial desenvolvimento do mercado de proteção balística brasileiro, ao se aplicar o SiC como componente de proteções balísticas do tipo mista, devido suas características. Além disso, a disponibilidade de matéria-prima nacional, o grande efetivo militar que inclui as forças de segurança de segurança estaduais e o aumento da violência urbana, influenciam positivamente para o desenvolvimento deste mercado no Brasil.
Neste trabalho apresenta-se a análise e viabilidade do mercado brasileiro de proteção balística do tipo mista composta de carbeto de silício.
2. MATERIAL E MÉTODOS
Este estudo foi desenvolvido em colaboração com uma empresa produtora de SiC no Brasil. Para a execução do presente trabalho, adotou-se a metodologia Design Thinking. Esta metodologia, além de simples e prática, é uma ferramenta que tem como objetivo compreender e descrever problemas complexos e desenvolver de forma prática suas soluções. Cardon (2010).
Além disso, a metodologia Design Thinking possui três fases importantes: inspiração, ideação e implementação, onde se busca entender as necessidades do cliente para idealizar soluções e formas ideais de atendimento, sendo uma fonte de oportunidades de negócio. Brown (2009).
Inicialmente definiu-se um grupo piloto e uma equipe suporte compostos por profissionais de diferentes especialidades de diversos setores da empresa. O primeiro autor do presente trabalho era membro do setor de produção (Coordenador do setor de produção primária de SiC) e participou do grupo piloto em todas as etapas como membro, com destaque para a atuação nas entrevistas de campo. Os estudos foram executados no período de 2016 a 2018, divididos em três etapas. A primeira etapa compreende a situação atual da empresa no quesito inovação e foi realizada em 2016. A segunda etapa teve como objetivo despertar a consciência da liderança através de um projeto piloto e foi realizada no ano de 2017. A terceira etapa compreendeu o direcionamento dos esforços de inovação para os objetivos do negócio e foi realizada em 2018. Essas etapas serão detalhadas no item 3.
3. RESULTADOS E CONCLUSÕES
Nos tópicos a seguir são apresentados os resultados das Etapas I, II e III.
3.1 ETAPA I
Inicialmente foi verificado a existência da possibilidade de se explorar novas aplicações para o SiC em mercados já explorados pela empresa no Brasil. Esta análise foi realizada pelo grupo piloto de inovação e consistiu em uma pesquisa bibliográfica e análises mercadológicas onde foram analisadas as prováveis aplicações do SiC, comparando as atratividades técnicas, recursos físicos e conhecimento disponível dentro da própria empresa, bem como a atratividade econômica destas aplicações no Brasil. Neste primeiro momento, verificou-se que existiam outras aplicações do SiC para ampliação de outros mercados, porém, foi escolhida a inovação tecnológica onde o SiC seria utilizado como compósito de proteções balísticas do tipo mista. Isso se deve ao fato da relevância econômica do mercado de proteção balística quando comparado com o faturamento anual da empresa durante o estudo e a viabilidade técnica de implantação desta tecnologia em um prazo máximo de 5 anos. Além disso, o Brasil possui empresas que fabricam placas cerâmicas de SiC e estas ainda não eram utilizadas para esta finalidade.
3.2 ETAPA II
Na segunda etapa foram realizados os levantamentos bibliográficos em diversas fontes que abrangiam o tema proteção balística. O objetivo era compreender as etapas de produção, aquisição, requisitos técnicos, bem como a legislação vigente no país. A partir deste levantamento, verificou-se existia alguns obstáculos que poderiam dificultar a implantação das etapas verificou-seguintes. Dentre estes pontos pertinentes encontrou-se os resultados apresentados a seguir.
1. A legislação brasileira não permite a aplicação dos níveis III e IV de proteção balística, segundo o critério de classificação da norma NIJ101.04.
2. Os produtores nacionais de placas cerâmicas não acreditavam na demanda desta inovação no mercado brasileiro.
3. Existia uma dificuldade para acessar a informação sobre as causas das restrições na legislação, pois identificou-se um incômodo das empresas que usam proteções balísticas quando questionadas.
4. Existe falta de conhecimento das normas técnicas para validação de produtos deste mercado.
5. Existe pouco conhecimento sobre a aplicação de SiC e placas cerâmicas como proteção balística.
6. Verificou-se que os consumidores de placas cerâmicas possuem um pré-conceito por achar que estas são frágeis e associam estas a louças domésticas.
7. Não foi possível ter acesso às informações sobre a capacidade de produção de placas cerâmicas no Brasil.
Após a identificação destes sete pontos supracitados foi realizado uma pesquisa-ação para identificar quais os principais envolvidos e interessados na aplicação de proteção balística e assim compreender melhor as necessidades dos envolvidos.
A partir da pesquisa-ação foram identificados os seguintes setores envolvidos: produtores de SiC; produtores de placas cerâmicas; incorporadoras de blindagem; incorporadoras de blindagem automotiva; empresas de construção civil - blindagem arquitetônica; construtores de carros fortes e utilizadores de blindagem (policiais, forças armadas e funcionários de empresas de segurança privada) de blindagem, incorporadoras de blindagem automotiva, empresas de construção civil – blindagem arquitetônica, construtores de carros fortes, utilizadores de blindagem (policiais, forças armadas e funcionários de empresas de segurança privada).
Para cada setor envolvido, foram desenvolvidos roteiros para abordagem com o intuito de coletar informações sobre proteção balística que ainda não tinham sido encontradas. Após a execução desta etapa, reuniu-se o grupo piloto para discutir as informações que foram adquiridas. Os resultados demonstraram que setores como o de blindagem de veículos para uso civil e arquitetônica não se adequam no quesito possíveis setores para investimento no mercado de proteção balística cerâmica, porém são mercados que tem importância quando o assunto é vidros blindados.
Outro ponto importante identificado foi o processo de aquisição por exemplo de coletes pelas forças armadas que ocorre através de editais, onde as possíveis licitadoras devem acompanhar a divulgação dos editais e propor suas condições e somente após esta etapa, o vencedor final pode produzir os produtos solicitados, incluindo os níveis III e IV de blindagem.
Foi identificado também que uma das incorporadoras entrevistadas, utilizavam blindagem cerâmica onde um dos materiais era o SiC, em aeronaves militares, porém estas placas eram importadas. Além disso, verificou-se a disponibilidade de editais para aquisição de coletes balísticos cerâmicos para atender os requisitos desempenho técnico e baixo peso solicitados por uma força de segurança. Após esta segunda etapa, foi possível compreender este tema de forma ampla e detalha e perceber uma nova aplicação do SiC como proteção balística.
ETAPA III
Após a realização das etapas anteriores foi possível delimitar a potencial aplicabilidade do mercado de proteções balísticas cerâmicas de SiC focando, principalmente, em estratégias de abordagem. Na Tabela 1 tem-se as principais aplicações das proteções balísticas cerâmicas de SiC.
TABELA 1: Análise do mercado de proteções balísticas cerâmicas
Empregabilidade de proteções balísticas cerâmicas
Capacete Colete
Veículo
Terrestre Aeronaves Navios Outros Exército Alto
Muito
Alto Alto Alto Baixo Médio
Marinha Médio Médio Médio Alto Baixo Baixo
Aeronáutica Médio Médio Médio Alto N/A Baixo
Força
Nacional Médio
Muito
Alto Baixo Médio Baixo Baixo
Polícia
Federal Médio
Muito
Alto Baixo Médio Baixo Baixo
Polícia
Militar Médio
Muito
Alto Baixo Médio Baixo Baixo
Polícia Civil Médio Alto Baixo Baixo Baixo Baixo
Segurança
Privada Baixo Médio Médio N/A N/A Baixo
Fonte: Dados originais da pesquisa (2019).
Nota-se que as forças de segurança é um alvo potencialmente alto para este mercado, pois estes estão mais expostas a calibres mais altos. Quanto a blindagem veicular, apenas veículos que devam resistir a munições perfurantes demonstraram ser alvos viáveis deste mercado. Já no caso da blindagem no setor aeronáutico, a proteção balística cerâmica de SiC apresenta uma potencial aplicação a nível nacional, pois o fator peso influenciaria positivamente no desempenho das aeronaves. Um ponto interessante identificado durante as entrevistas foi que as aeronaves supersônicas não apresentavam demanda por blindagens cerâmicas, pois estes não ficavam tão expostos a munições perfurantes como os helicópteros e aeronaves de baixa velocidade. Para equipamentos de proteção balística destinados ao uso pessoal (capacetes, coletes), o setor alvo identificado foram as forças armadas federais e estaduais que constantemente devem trocar seus coletes devido ao prazo de validade determinado ou pela substituição destes por outros com uma tecnologia mais avançada de proteção como compostas por SiC que atendem aos níveis III e IV. Sendo assim, estes dados direcionam a pesquisa de mercado para identificar a potencial aplicação no efetivo atual das forças de segurança do Brasil compostas de aproximadamente 515.000 militares ativos. Nesta etapa verificou-se que as informações sobre editais de aquisição de coletes são disponibilizadas na internet, o que auxiliou na compreensão das demandas dos setores solicitantes. Como exemplo tem-se, na Figura 1, a solicitado de aquisição de 1704 coletes de nível III para atender a corporação, configurados por conjunto de placas balísticas para proteção frontal, dorsal e lateral no valor máximo de R$ 7.159,00 por conjunto como demonstrado na Figura 2.
FIGURA 1: Adaptado do Extrato de licitação da Polícia Federal
Fonte: Polícia Federal Disponível em: http://www.pf.gov.br/servicos-pf/licitacoes/2017/distrito-federal/orgaos-centrais/dlog/pregoes/edital-e-anexos-3.pdf, acesso em 14/06/2019
FIGURA 2: Adaptado do Extrato da licitação da Polícia Federal
Fonte: Disponível em: http://www.pf.gov.br/servicos-pf/licitacoes/2017/distrito-federal/orgaos-centrais/dlog/pregoes/edital-e-anexos-3.pdf, acesso em 15/08/2019
Ao se considerar a aquisição de proteção balística de SiC para todo o efetivo da segurança nacional, atrelado ao desempenho técnico deste material, a substituição das placas já utilizadas por placa de SiC reduziriam o peso e aumentaria a eficácia da blindagem. Os coletes seriam compostos por duas ou mais placas de contendo SiC que pesariam cerca de 1,6 kg. Sendo assim, estimou-se este mercado, considerando o potencial máximo do Brasil e que os coletes balísticos de SiC podem ser comprados para o efetivo nacional. Estes dados estimados estão apresentados na Tabela 2.
TABELA 2 – Estimativa do mercado de SiC em Placas cerâmicas
Corporação Potencial máximo de aplicação
Efetivos Forças de Segurança ~890000 coletes/efetivo
2 placas por colete ~1780000 placas
0,8 kg SiC por placa 1424000 kg
Preço estimado de R$30/kg SiC MR$ 42,72
Legenda: M: Mil. Fonte: Dados originais da pesquisa (2019)
Verificou-se também os elos da cadeia produtiva deste mercado, onde estes elos são representados pelos produtores de SiC; produtores de placas balísticas; incorporadoras produtoras dos coletes e outros dispositivos de proteção, onde este último elo seriam os responsáveis por solicitar as placas de proteção de acordo com o nível balístico requisitado. Finalmente, nesta cadeia, tem-se o usuário final que somente recebe o material pronto, não participando do processo de decisão de compra.
Identificou-se também as principais empresas produtoras de SiC no mercado mundial, tais como: Saint-Gobain HPR; Coorstek; Morgan; Schunk e algumas empresas que atuam somente no Brasil como a Vanguarda, Combustol e Amaril. Verificou-se que este mercado de proteção balística com a utilização de placas cerâmicas, já é amplamente desenvolvido na Europa, América do Norte e Ásia. No Brasil, mesmo com a existência de empresas produtoras e detentoras desta tecnologia, as empresas não produzem a nível nacional, demonstrando uma promissora oportunidade de negócio. Foi identificado também que as incorporadoras presentes no Brasil atuam na montagem dos kits balísticos de nível III e IV como, por exemplo, o Grupo InBra, e outras atuam no segmento de proteção veicular como apresentado na Tabela 3.
TABELA 3: Tecnologia de blindagem disponível no mercado brasileiro
Incorporadoras Nível III A Nível III ou IV
BCA Colete / Veículo Colete / Veículo
Grupo INBRA Capacete / Colete/ Veículo Colete / Aeronave
GLÁGIO Capacete / Colete / Veículo Colete
ALLTEC Desconhecido Veículo
PROTECTA Colete / Veículo Não
Fonte: Dados originais da pesquisa (2019)
Ao final desta terceira etapa, definiu-se que para a inserção desta empresa produtora de SiC, deve-se atentar ao desenvolvimento em conjunto com elos seguintes desta cadeia (produtoras de placas e incorporadoras), pois desta forma o processo de produção de kits compostos por placas cerâmicas de SiC seria mais rápido.
Uma outra possibilidade seria o desenvolvimento interno de placas cerâmicas de SiC, porém esta foi descartada devido à falta de conhecimento técnico da empresa neste momento. Esta
segunda alternativa caso desenvolvida, teria como objetivo difundir o conhecimento sobre a aplicação do SiC como componente de placas cerâmicas de proteção balística.
O principal meio de atingir este objetivo seria a parceria com centro de pesquisa, universidades, institutos militares, além disso, a participação em feiras e eventos militares seria uma ferramenta indispensável para que os responsáveis pela compra deste material para as corporações pudessem ter conhecimento da tecnologia e dos seus benefícios frente aos produtos já utilizados.
4. CONCLUSÃO
A metodologia Design Thinking é versátil e pode ser aplicada para o desenvolvimento de diversos mercados como foi evidenciado para o mercado brasileiro de proteção balística de SiC.
A partir da primeira etapa, identificou-se a oportunidade da aplicação da proteção balística composta por placas de SiC em aeronaves, veículos terrestres e proteção individual dos membros das forças armadas de segurança nacional, onde estas placas atenderiam os maiores níveis de blindagem (III e IV).
As perspectivas deste mercado são positivas, principalmente pelas vantagens técnicas do SiC frente a outros materiais já utilizados. Entretanto, alguns desafios foram encontrados que ainda desconectam os elos desta cadeia produtiva, sendo necessário sua reestruturação e comunicação eficaz entre estes elos, a partir da identificação de lacunas e barreiras que estão impedindo o desenvolvimento deste mercado.
Pode-se concluir que a aplicação de placas cerâmicas de SiC como proteção balística é viável economicamente e tecnicamente, e que este mercado também possui viabilidade de desenvolvimento a nível nacional.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BROWN, T. (2009). Change by design: how design thinking transforms organizations and inspires innovation. New York: HarperCollins, p. 290, 2009.
CARDON, E. C. Unleashing design: planning and the art of battle command. Military Review, 90(2), 2010.
SALVIA, J. Advances in Ceramic Armor, Wiley, New York, EUA, 2013.
SILVA, M. V. da et al. Blindagens cerâmicas para aplicações balísticas: uma revisão. Cerâmica, São
Paulo v. 60, n. 355, p. 323-331, set. 2014. Disponível em
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69132014000300003&lng=pt&nrm=iso. Acesso em: 02/08/2019.
