Los científicos de materiales en el Laboratorio Ames de la Energía de EE.UU. están investigando maneras de perfeccionar un cable de alimentación próxima generación hecha de una aleación de aluminio y compuestos de calcio. Los cables de este compuesto será más ligero y más fuerte, y su conductividad al menos un 10 por ciento mejor que los materiales existentes para la alimentación de CC, un segmento creciente de la transmisión de energía global. Su conductividad es aproximadamente la misma que la de los conductores existentes para la alimentación de CA.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido de partículas de calcio que se utilizan para crear un nuevo compuesto de aluminio de calcio en el laboratorio de Ames. La investigación sobre el material compuesto de aluminio y calcio ha demostrado que a medida que disminuye el tamaño de las partículas, aumenta la fuerza de material compuesto.
Los cables utilizados en la actualidad, hecho de aluminio con alma de acero, han sido el estándar de la industria durante casi medio siglo. Ellos representan las mejores ideas de diseño de la década de 1960, dijo Ames Laboratorio científico de materiales Alan Russell, pero son un ejemplo clásico de la ingeniería “trade-offs”.
“El Cable de alimentación de aluminio puro sería la respuesta perfecta. El aluminio es ligero y altamente conductivo, fácil de trabajar y de bajo costo. Su gran defecto es que es demasiado débil. Si tiendes los cables de aluminio puro, el aluminio cede y la flecha de la catenaria es grande”, dijo.
El núcleo de acero es necesario para mantenerlos en alto, pero añade peso y una serie de dificultades en la fabricación, la cola de impresión, montaje y mantenimiento de cable tradicional.
“La cantidad que el aluminio y el acero se deforman bajo carga elástica es diferente por lo que empiezan a tener problemas con el hecho de que tienes dos metales disímiles sujetan con abrazaderas. A continuación, se agrega hielo, más viento, más el huracán ocasional o tornado “, dijo Russell,” y un cable de un material uniforme, se empieza a ver enormemente atractivo. ”
Conductores de hoy en día la potencia de transmisión de corriente alterna AC así porque la corriente fluye a lo largo del exterior de aluminio “piel” del cable, la sección central lleva casi ningún actual. Para la conducción de CC, toda el conductor lleva la corriente, y el núcleo de acero contribuye poco, por lo que es “peso muerto”. El nuevo conductor en desarrollo en Ames Lab llevará actual bien a través de toda su sección transversal de la piel hasta el centro.
El objetivo final es una mucho mejor alternativa a los cables de alimentación tradicionales.
Russell y su equipo de investigación creen que el calcio es la respuesta. Añadido al aluminio en forma de partículas pequeñas, el compuesto resultante es más fuerte, más ligero y puede reducir los costos generales para construir nuevas líneas eléctricas sobrecarga en comparación al cable tradicional de aluminio de núcleo de acero. Cable ligero requiere menos torres de soporte, que constituyen aproximadamente la mitad del costo total de la construcción de nuevas líneas eléctricas.
“El calcio es una muy buena opción para una serie de razones”, dijo Russell. “Es aún más ligero que el aluminio, y entre todos los conductores disponibles, es el quinto mejor (después del oro, plata, cobre y aluminio). Es abundante, dúctil, y de bajo costo “.
Pero mientras que el calcio es la opción más atractiva como un ingrediente ligero y de bajo costo para un compuesto conductor, también está demostrando ser el mayor obstáculo. Polvo de metal de calcio no es fácilmente disponible, y por una buena razón. El calcio es reactiva con agua, y un polvo fino puede reaccionar con la humedad en la atmósfera.
Ver Parte 1
Ver Parte 3
Comentarios