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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-11022016-114943
Document
Author
Full name
José Francisco Resende da Silva
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2015
Supervisor
Committee
Altafim, Ruy Alberto Corrêa (President)
Flauzino, Rogério Andrade
Gonçalves Junior, Luiz
Silva, Ivan Nunes da
Tatizawa, Hédio
Title in Portuguese
Cruzetas alternativas de Eucalyptus citriodora e Pinus elliottii impregnadas com resina poliuretana a base de óleo de mamona sobre manta geossintética: propriedades elétricas e mecânicas
Keywords in Portuguese
Cruzetas
Geotêxtil
Madeira
Resina poliuretana derivada de óleo de mamona
Abstract in Portuguese
Em todo o mundo, as redes aéreas de distribuição de energia elétrica levam energia a todos os consumidores. Parte destas redes utilizam cruzetas como meio de sustentação mecânica para cabos. Estas cruzetas podem atualmente ser produzidas em fibra de vidro, plásticos reciclados (Polietileno, Polipropileno de primeira produção) e outros materiais híbridos, usando polímeros e barras de aço para inserir resistência mecânica. Os custos destes materiais ainda são elevados e o seu processo de reciclagem ainda apresenta problemas no processo de logística reversa, impondo custos elevados. Alguns países, como Noruega e Estados Unidos, usam cruzeta de madeira laminada com sucesso, como material alternativo em suportes de linhas de transmissão e de distribuição. A cruzeta tradicional de madeira nativa é ainda empregada no Brasil, com uso restrito às redes de distribuição de energia elétrica. A aplicação contínua da madeira é atribuída principalmente ao baixo custo comparado com o de outros materiais empregados nos elementos do sistema de energia elétrica. Entretanto, considerações ambientais e baixa estimativa de vida da madeira têm mudado esta situação, conduzindo ao aumento de pesquisa nesta área. Neste trabalho foram discutidas duas espécies de madeira de reflorestamento, Pinus elliottii e Eucalyptus citriodora, impregnadas com resinas poliuretanas derivadas do óleo de mamona e revestidas com manta geotêxtil. Durante a execução dos trabalhos, foi detectada fragilidades mecânicas na madeira Pinus elliottii. Apenas a madeira Eucalyptus citriodora atende plenamente as necessidades do produto final. É importante observar que a resina empregada é uma matéria prima totalmente nacional, e que esta pesquisa contribui para a sua aplicação no desenvolvimento de um novo produto (cruzetas de madeiras resinadas revestidas com geotêxtil), com tecnologia totalmente brasileira, utilizando-se madeiras de reflorestamento, tipo Eucalyptus Citriodora. Estas cruzetas, além de respeitarem as leis ambientais, também apresentaram um excelente desempenho mecânico e elétrico, com ótimas perspectivas de instalações na rede de distribuição de energia elétrica, a um custo competitivo. Este trabalho apresenta avanço significativo no aumento da vida útil destas madeiras, ampliando o tempo para substituições de cruzetas nas redes de distribuição de energia e contribuindo com a preservação da natureza.
Title in English
Eucalyptus citriodora and Pinus elliottii alternative crossarms impregnated with polyurethane resin castor oil based on geosynthetic blanket: electrical and mechanical properties
Keywords in English
Cross arms
Geotextile
Polyurethane resin derived from castor oil
Wood
Abstract in English
Aerial distribution networks take energy to consumers worldwide. Part of these networks use cross arms as a means of mechanical support for cables. These cross arms can be currently produced on glass fiber, recycled plastics (polyethylene, polypropylene first production) and other hybrid materials, using polymers and inserting steel bars for mechanical strength. The costs of these materials are still elevated and its recycling process also presents problems in the reverse logistics process, imposing high costs. In some countries, like Norway and USA, wood laminated cross arms have been used as an alternative material to support transmission and distribution lines with success, whereas traditional native wood cross arms are still used in Brazil restricted to energy distribution networks. Wood application is continued mainly due to its low cost compared to other materials applied in the electric energy system. However, environmental considerations and low wood life time estimate have changed this situation leading to increased research in this area. In this work we discussed two types of wood reforestation, Pinus elliottii and Eucalyptus citriodora, impregnated with polyurethanes resins derived from castor oil and coated with a geotextile blanket. It is important to observe that the resin employed is a national raw material, and that this research contributes to its application in the development of a new product (cross arms of resinous woods lined with a geotextile blanket) with complete Brazilian technology, using reforested wood, type Eucalyptus citriodora. These cross arms not only comply with environmental laws, but also present an excellent mechanical and electrical performance with great installation perspectives in the electricity distribution network at a competitive cost. This paper presents a significant step forward in increasing the life of these woods, extending time to cross arm replacements in power distribution networks, and contributing to nature preservation.
 
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Jose.pdf (7.41 Mbytes)
Publishing Date
2016-02-18
 
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