Tecnologia criada pela UFMG em parceria com a Petrobras utiliza nanotubos de carbono e pode ampliar aplicações nos setores de energia, petróleo e aviação

Um grupo de pesquisadores do Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno (CTNano), da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), desenvolveu um cabo híbrido que combina nanotubos de carbono com outro material capaz ampliar a resistência mecânica e reduzir o peso da estrutura. A tecnologia da pesquisa integra o projeto Cabo híbrido nanotubos de carbono/fibra de carbono, realizado em parceria com a Petrobras.

O objetivo da pesquisa é desenvolver uma alternativa aos cabos condutores metálicos, tradicionalmente fabricados em cobre. O material foi criado a partir de fibras de nanotubos de carbono de elevada qualidade cristalina.

Segundo o coordenador do projeto e professor do Departamento de Física do Instituto de Ciências Exatas (ICEx) da UFMG, Myriano Júnior, os nanotubos são estruturas cilíndricas formadas por carbono e podem ser comparados a uma folha de grafeno enrolada em escala nanométrica.

“Essas fibras apresentam nanotubos altamente alinhados, organizados em feixes contínuos e paralelos, com uma a três paredes e excelente qualidade estrutural”, explica.

De acordo com o pesquisador, o novo material possui densidade cerca de 20 vezes menor que a do metal. Além da produção do cabo, os estudos também investigam tratamentos capazes de melhorar a interação dos nanotubos com diferentes matrizes e ampliar o desempenho do material. 

De acordo o pesquisador, os estudos têm como objetivo aumentar a eficiência elétrica da estrutura.

“Já produzimos 40 metros do cabo no laboratório, e agora estamos aprimorando os estudos para aumentar a condutividade elétrica do material. Um dos maiores desafios reside no fato de que a condutividade do nanotubo é menor que a do cobre, o que torna a sua eficiência energética menor. Estamos trabalhando para melhorar essa eficiência”, afirma Myriano.

Conheça mais sobre o CTNano:

Pesquisa tem aplicação em plataformas de petróleo 

A ideia de desenvolver um cabo híbrido à base de nanotubos de carbono surgiu em 2012, durante reuniões entre pesquisadores do CTNano e equipes técnicas da Petrobras. Na ocasião, a companhia buscava alternativas para substituir os cabos de cobre utilizados nos sistemas umbilicais elétricos das plataformas de petróleo.

As discussões evoluíram ao longo dos anos e resultaram, em 2018, no início do projeto de cooperação entre as instituições.

Segundo Myriano, a busca por novos materiais também está relacionada ao aumento do custo e à crescente escassez de minerais, especialmente o cobre. 

“O cobre está cada vez mais caro e escasso. Além disso, a troca dos cabos de cobre pelo cabo híbrido de nanotubos reduz o peso da fiação em algumas aplicações. No caso da Petrobras, a empresa tem interesse em reduzir o peso dos cabos que descem até o fundo do oceano”, destaca.

 

O pesquisador afirma que o potencial da tecnologia vai além do setor de petróleo e gás.

“Cabos mais leves também interessam à aviação, pois, quando usados em aviões, aumentam a capacidade de carga das aeronaves e reduzem o gasto de combustível”, completa o professor.

 

Além de Myriano Júnior, o projeto reúne os professores Glaura Goulart Silva e Luiz Orlando Ladeira, ambos do Departamento de Física do ICEx da UFMG.