Saiba como é instalado o halo, tecnologia 'milagrosa' que salvou vidas nos carros de F1

Quando o carro de Fórmula 1 da Haas de Romain Grosjean se dividiu em dois e explodiu em chamas durante o GP do Bahrein de 2020, foi o halo de titânio que acabou salvando sua vida. Mas o que poucas pessoas sabem é que uma técnica de soldagem inovadora desempenhou um papel crucial para tornar o halo forte o suficiente para funcionar como projetado naquele momento aterrorizante.

O halo, agora uma parte essencial do pacote de segurança da Fórmula 1, enfrentou forte oposição quando foi introduzido pela primeira vez em 2018.

No entanto, vários acidentes graves - incluindo o de Grosjean, a capotagem dramática de Zhou Guanyu em Silverstone em 2022 e o confronto Verstappen-Hamilton em Monza em 2021 - silenciaram os críticos desde então. O dispositivo de proteção do cockpit provou seu valor repetidas vezes.

Mas o que poucas pessoas sabem é que a fabricação do halo para atender aos padrões de segurança da FIA - para suportar as imensas forças que ele poderia enfrentar, o halo tinha que ser capaz de suportar o peso de um ônibus de dois andares - representou um grande desafio técnico, que os métodos de produção tradicionais não conseguiam resolver.

Isso exigia não apenas titânio de alta qualidade, mas também um processo de soldagem inovador e sem falhas para preservar as propriedades do material.

O desafio de soldar titânio

No final de 2017, as empresas que participaram da licitação da FIA para a produção do halo - incluindo a parte que acabou ganhando o contrato - não tinham os recursos técnicos internos para soldar as cinco partes de titânio do halo com a mais alta qualidade possível.

Foi então que eles recorreram à LKN WeldTitan, a divisão especializada em titânio da empresa holandesa LKN WeldCompany BV. Após quase quatro semanas de pesquisa e desenvolvimento intensivos, eles conseguiram soldar as peças de forma a preservar completamente as propriedades técnicas do titânio, garantindo que o halo atendesse aos rigorosos padrões da FIA.

"O titânio é um metal reativo, o que significa que ele reage com os elementos do ar - mesmo em temperatura ambiente, em um sentido em que ocorre a oxidação", explica Patrick Wouterse, fundador e CEO da LKN WeldCompany, em entrevista à Autosport.

"É por isso que ele é altamente resistente à corrosão: uma vez que uma fina camada de óxido se forma, ela protege o metal de mais oxidação, uma propriedade que torna o titânio ideal para as indústrias químicas".

Zhou Guanyu, Alfa Romeo C42, bate no início da corrida

Foto de: Mark Sutton / Motorsport Images

Mas para o halo, a propriedade principal não era apenas a resistência à corrosão, mas a relação resistência-peso. "O titânio, especialmente a liga de grau 5 usada no halo, é muito mais resistente que o aço e, ao mesmo tempo, significativamente mais leve", continua Wouterse.

"Onde você precisaria de 15 milímetros de aço inoxidável para obter uma determinada resistência, você pode precisar de apenas 5 milímetros de titânio. É por isso que ele é amplamente usado na indústria aeroespacial e foi escolhido para o halo. Você quer a estrutura mais forte possível sem adicionar muito peso ao carro".

No entanto, a soldagem de titânio é um processo delicado, pois o aquecimento do metal faz com que ele se torne ainda mais reativo, fazendo com que absorva elementos como oxigênio e hidrogênio "como uma esponja em um balde de água".

Até mesmo a menor contaminação, como traços microscópicos de sujeira ou óleos de uma impressão digital, já pode ter consequências desastrosas para a resistência do titânio na área onde está a solda.

"Quando o titânio absorve esses elementos, ele altera a composição do metal e o enfraquece drasticamente, em até 75% na área afetada", explica Wouterse. "Para evitar isso, você precisa criar um ambiente onde, durante a soldagem, nenhum outro elemento possa atingir o metal."

A inovação: um processo de soldagem sem falhas

Normalmente, os soldadores protegem a área com um fluxo local de gás inerte, como argônio, para proteger o metal fundido. Mas com o titânio, isso não é suficiente. "O calor se irradia para fora - o material ao redor pode chegar a mil graus Celsius. Mas com apenas 150 °C, o titânio já começa a absorver oxigênio", diz Wouterse.

"Você pode ver o dano - o titânio muda de cor. O prateado significa que as propriedades estão intactas, enquanto o dourado indica que houve uma deterioração muito leve, mas aceitável. Mas se ele ficar azul, roxo ou verde, o material está basicamente arruinado".

Halo de titânio

Foto de: LKN WeldCompany BV

Para resolver isso, Wouterse e sua equipe passaram anos aperfeiçoando um processo de soldagem exclusivo, construindo câmaras de purga de soldagem especializadas, para que a soldagem possa ocorrer em uma atmosfera de gás inerte.

"Parece simples - basta colocar as peças em uma caixa e enchê-la com argônio - mas é extremamente complexo", diz Wouterse. O problema é que sempre há uma pequena quantidade de oxigênio na câmara de purga.

"Enchemos a câmara principalmente com argônio, hélio e neônio. Mas o argônio é pesado, o oxigênio é leve e o hélio é ainda mais leve. Até mesmo a menor turbulência causada pelo movimento das mãos dentro das luvas pode misturar os gases e aumentar os níveis de oxigênio".

"Tivemos que encontrar maneiras de reduzir a concentração de oxigênio para apenas algumas partes por milhão", continua Wouterse.

"Tudo, desde o formato da câmara até o acabamento da parede, afeta o resultado. Portanto, tudo isso é muito complicado. E há pelo menos quinze outras variáveis que precisam ser perfeitas para obter os valores corretos".

Nas últimas duas décadas, Wouterse se especializou nesse processo. Por meio da LKN WeldCompany BV, ele construiu uma sólida reputação, levando à demanda global pela experiência de sua empresa em projetos de soldagem especializados em setores como aeroespacial, energia, químico, nuclear, farmacêutico e automotivo.

Além disso, Wouterse é frequentemente contratado por empresas para desenvolvimento de processos e controle de qualidade.

Depois que o fornecedor do halo da FIA entrou em contato com a LKN por meio de uma conexão mútua, a empresa sediada em Amersfoort desenvolveu uma câmara de soldagem personalizada grande o suficiente para abrigar todo o gabarito do halo, levando em conta o design oco assimétrico e complexo da estrutura.

"Em seguida, qualificamos o processo de acordo com os padrões EN ISO, soldamos um protótipo e o testamos - ele atendeu facilmente aos padrões da FIA", lembra Wouterse. "Depois disso, passamos rapidamente para a produção. Acabamos soldando os primeiros cem halos para a Fórmula 1 no início de 2018".

Romain Grosjean, da Haas F1, emerge das chamas após um acidente horrível na volta de abertura do Grande Prêmio do Bahrein.

Foto de: Andy Hone / Motorsport Images

Um legado que salva vidas

Para Wouterse, ver o halo em ação - especialmente durante acidentes como o de Grosjean - é uma fonte de imenso orgulho. "É claro que você sempre espera que nada de ruim aconteça. Mas quando isso acontece, é bom saber que há um halo no carro. Dá orgulho pensar: 'Nós ajudamos a fazer isso'".

"Especialmente no início, muitas pessoas odiavam o halo - achavam-no feio e alguns pilotos diziam que ele atrapalhava a visão. Mas depois do primeiro grande acidente em que o halo fez a diferença, todas as críticas cessaram. Todos concordaram que era a coisa certa".

O acidente de Grosjean deixou uma impressão duradoura em Wouterse. "Quando você olha as simulações feitas após o incidente, vê como o halo deformou a barreira apenas o suficiente para proteger a cabeça de Grosjean. Sem isso, ele não teria sobrevivido. E como o halo se manteve, ele também conseguiu sair dos destroços em chamas".

Wouterse até trocou mensagens com Grosjean depois disso. "Entrei em contato pelo LinkedIn e expliquei nosso papel no halo. Ele respondeu: 'Então acho que preciso lhe agradecer'. Como um grande fã da Fórmula 1, isso significou muito".

No final deste ano, Wouterse planeja visitar a Exposição de F1 em Amsterdã para ver pessoalmente o chassi queimado de Grosjean - um poderoso lembrete da tecnologia que salva vidas que ele e sua equipe ajudaram a aperfeiçoar.

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