Eficiencia energetica

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GRUPO DE ESTUDO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA


REDUZINDO PERDAS NO SISTEMA DE TRANSMISSAO DE ENERGIA



RESUMO

Estima-se que a malha de transmissão brasileira em 2008 é de aproximadamente 130 mil quilômetros. Cerca de 80% deste sistema de transmissão utiliza cabos de alumínio com alma de aço, padrão conhecido como CAA. Esse padrão possui uma menor condutividade elétrica que cabos 100% dealumínio, sendo, portanto uma tendência natural que as linhas de transmissão passem a usar 100% alumínio.

PALAVRAS-CHAVE

Nanotubos de Carbono, Linhas de Transmissão de Energia, Condutividade, Resistência Elétrica.

INTRODUÇÃO

No Brasil, a maior parte da produção de energia elétrica provém das usinas hidrelétricas. A energia produzida nestas usinas é usualmente conduzida até umasubestação de transmissão, onde transformadores elevam a tensão para uma faixa entre 69kV a 750kV, visando reduzir as perdas nas linhas de longas distâncias. Cada torre, ver Figura 1, possui usualmente três cabos por circuito, sendo um para cada fase de tensão, além de cabos aterrados. Estas linhas de transmissão de alta tensão levam a energia até uma subestação de energia, onde transformadores areduzem para baixa tensão (13,8kV).


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Figura 1: Torre Figura 1A: Cabo CAA
Estima-se que a malha de transmissão brasileira em 2008 é de aproximadamente 130 mil quilômetros. Cerca de 80% deste sistema de transmissão utiliza cabos de alumínio com alma de aço,padrão conhecido como CAA, ver figura 1A. Esse padrão possui uma menor condutividade elétrica que cabos 100% de alumínio, sendo, portanto uma tendência natural que as linhas de transmissão passem a usar 100% alumínio no futuro. As ligas EC6201 e a termo-resistente T-CA hoje se encontram entre as melhores candidatas para substituição das CAA's, pois apresentam maior confiabilidade, devido àresistência mecânica, e melhor condutividade elétrica.
No entanto, mesmo as melhores ligas de alumínio têm sua condutividade limitada, principalmente quando exposta a elevadas temperaturas (conseqüência natural do efeito Joule), o que vem a ser um grande problema. Essa limitação abre campo para novas alternativas, como a utilização de nanotecnologia para melhoramento dessas propriedades.



HISTORIADO CARBONO


Materiais formados por carbono (grafite e diamante) são conhecidos desde a antiguidade, apresentam propriedades físicas bastante interessantes, e são usados em várias aplicações tecnológicas. Nos últimos 20 anos, foram descobertas novas estruturas de carbono de tamanho nanométrico,
Em 1991, utilizando um microscópio de transmissão eletrônica o Dr. Sumio Iijima descobriu dentro doeletrodo de carbono depois da descarga em arco, o nano-tubo de carbono, um novo material de carbono. Em especial os nanotubos de carbono, apresentando novas propriedades físicas, aumentando o leque de aplicações dos materiais de carbono. Há apenas pouco mais de três anos, conseguiu-se isolar uma única folha de grafite, chamada grafeno, e demonstrou-se que os elétrons no grafeno possuempropriedades muito interessantes, sendo descritos com férmions de Dirac.



2.1 Nanotubos de Carbono como Condutores Eletricos


Os nanotubos de carbono (CNTS - Carbon NanoTubeS ou NTC NanoTubo de Carbono), ver Figura 2, foram observados pela primeira vez há pelo menos 30 anos, mas apenas na última década essas nanoestruturas se tomaram focos de relevantes estudos na literatura. que têm comoobjetivo principal entender e explorar as propriedades únicas desse importante alótropo do carbono.

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FIGURA 2 – Nanotubos de Carbonos Com Formação de Hemi-Fulerenos nas suas Extremidades

Diversos estudos têm se focado nas propriedades dos CNTs, alguns utilizando técnicas experimentais e outros utilizando simulações computacionais, devido à alta complexidade nas medições de algumas...
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