Análise de um sistema de mitigação de catenária em linha de transmissão de energia elétrica baseado em ligas com memória de forma

Abstract

As ligas com memória de forma (Shape Memory Alloys - SMA) são uma família de ligas metálicas que exibem basicamente dois comportamentos excepcionais: pseudoelasticidade e efeito de memória de forma. Isso quer dizer que esses materiais podem sofrer uma deformação através de um carregamento mecânico e retornar para suas formas originais com o descarregamento e um aquecimento respectivamente. Tais comportamentos possibilitam o emprego desses materiais no desenvolvimento de aplicações nas mais diversas áreas. O presente projeto se insere no contexto de aplicação de SMA em linhas de transmissão de energia elétrica, que em função de aumento de temperatura podem sofrer, em determinadas situações, flechas excessivas que por questões de segurança devem ser reduzidas a níveis pré- estabelecidos. No Brasil, em função do sobrecarregamento de muitas linhas, a ocorrência de flechas excessivas tem se intensificado. O objetivo do presente projeto é analisar um dispositivo baseado no comportamento termomecânico das SMA que seja capaz de retracionar cabos condutores de forma passiva em função do aumento de temperatura dos mesmos. Do ponto de vista metodológico, o projeto parte da análise de uma solução já desenvolvida fazendo-se uso de um modelo matemático para SMA. Os resultados ilustram as potencialidades das SMA para este tipo de aplicação bem como da solução já disponível na literatura. A partir desses resultados buscar-se-á conceber uma solução com melhor desempenho. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Shape Memory Alloys - SMA are a family of metal alloys that have basically two kinds of behaviors: pseudoelasticity and shape memory effect. This means that these materials can undergo deformation by a mechanical load and return to their original forms with the unloading and warming. Such behaviors allow the use of these materials in the development of applications for many different purposes. This project analyses the use of the shape memory alloys in the development of a device to mitigate the thermal sag in the power transmission cables. In Brazil, due to the overloading of many lines, the occurrence of excessive sag has intensified. The goal of this project is to analyze a device based on the thermomechanical behavior of SMA that is capable to retract passively due to the increase of his temperature. The project starts from the analysis of a solution developed by making use of a mathematical model for SMA. The results illustrate the potential of SMA for this type of application as well as the solution already available in the literature. These results are expected to allow the design of a better performance performing solution.