Cabos supercondutores batem recorde de potência

O cabo supercondutor de corrente contínua (direita), em comparação com um cabo supercondutor tradicional (esquerda).[Imagem: Best Paths/Divulgação]

As soluções tecnológicas para fios supercondutores estão estabelecendo novos recordes, abrindo caminho para sua adoção prática.

Um consórcio reunindo especialistas de 10 países europeus, de universidades e empresas privadas, apresentaram seu mais recente feito, um sistema de cabos supercondutores de corrente contínua que inclui isolantes e terminais de alta tensão.

O cabo supercondutor conduz até 3,2 GW de energia elétrica, o que é 500 vezes mais eletricidade do que se pode transmitir usando fios de cobre, e é um melhoramento significativo em relação ao cabo supercondutor apresentado pela mesma equipe em 2016.

“Pela primeira vez, projetamos um sistema de cabos supercondutores de alta tensão capaz de operar em corrente contínua, enquanto todos os projetos existentes lidam apenas com corrente alternada. A tarefa mais desafiadora é gerenciar a conexão entre o cabo e a rede existente usando terminais de alta voltagem. Isto irá definir os padrões do futuro para redes de alta tensão,” disse Christian Eric Bruzek, gerente do projeto.

Outra inovação da tecnologia supercondutora apresentada pelo consórcio é que o cabo é fabricado usando diboreto de magnésio como material supercondutor, que é mais barato de produzir do que materiais à base de ítrio, por exemplo, usado no recorde mundial de corrente elétrica batido por um supercondutor há alguns anos.

Detalhe do cabo supercondutor usado nos testes pela equipe alemã. [Imagem: ITEP/KIT]

A disponibilidade de novos cabos supercondutores de menor custo e alto desempenho também está sendo crucial para um projeto realizado na Alemanha, que pretende mudar a forma de interligação dos linhões, as grandes redes de distribuição que trazem a eletricidade das usinas, com as redes urbanas.

Engenheiros do Instituto Karlsruhe de Tecnologia já estão com um projeto pronto para usar cabos supercondutores subterrâneos para fazer o caminho final entre as torres de distribuição e as subestações urbanas.

A proposta do projeto Ensure é baseada em conceitos de cabos e sistemas de refrigeração - os cabos supercondutores funcionam a temperaturas criogênicas - especialmente projetados para a tensão de 380 kilovolts (kV).

“Este é um grande desafio técnico porque a tecnologia de supercondutor nunca foi usada antes neste nível de tensão,” explica o professor Mathias Noe, coordenador do projeto. “Demonstramos agora que isso é tecnicamente viável com nossos novos conceitos de cabos”.

O sistema de cabos está sendo projetado para uma potência contínua de 2.300 megawatts (MW). As perdas sob uma alta carga de corrente são significativamente menores do que as de uma linha acima do solo ou de cabos convencionais com condutores de cobre.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=cabos-supercondutores-batem-recorde-potencia&id=010115180806&ebol=sim#.W2s9JtJKiyI

Campo de força magnético protegerá astronautas contra radiação

Redação do Site Inovação Tecnológica -  10/02/2016

O campo de força magnético será gerado por fios supercondutores feitos de diboreto de magnésio (MgB₂). [Imagem: SR2S/Giorgina Colleoni/Valerio Calvelli]

        Enquanto a NASA se prepara para testar um escudo magnético para proteger as naves contra o calor na reentrada na atmosfera, a ESA (Agência Espacial Europeia) trabalha em um conceito similar para proteger os astronautas contra a radiação espacial.

        Os esforços foram concentrados em um projeto chamado SR2S (Space Radiation Superconducting Shield - Escudo Supercondutor contra Radiação Espacial).

        As primeiras informações sobre o projeto foram divulgadas no ano passado por físicos do LHC, que se juntaram ao projeto para compartilhar sua larga experiência no uso dos ímãs supercondutores que deverão gerar o escudo antirradiação espacial.

        Agora a equipe europeia anunciou a conclusão do projeto básico, afirmando que “agora têm o conhecimento e as ferramentas necessárias para desenvolver escudos magnéticos para proteger os astronautas da exposição à radiação causada pelos raios cósmicos galácticos”.

        A escolha do supercondutor recaiu mesmo sobre o diboreto de magnésio (MgB₂) para gerar o campo de força antirradiação, conforme anunciado inicialmente pela equipe do LHC.

        Os fios e cabos supercondutores serão dispostos de forma a gerar um campo que os engenheiros chamaram de “estrutura abóbora”, devido ao formato das linhas de força do escudo.

        “Esta é uma configuração de escudo ativo que é crucialmente leve e, portanto, adequada para as missões de longa duração no espaço profundo. A estrutura funciona reduzindo o material atravessado pelas partículas incidentes, evitando assim a geração de partículas secundárias e, por decorrência, gerando um escudo mais eficiente,” diz o comunicado do projeto.

        Esse “escudo abóbora” deverá gerar um campo magnético 3.000 vezes mais forte do que o da Terra, suficiente para projetar um campo de força de 10 metros ao redor da nave, desviando os raios cósmicos incidentes e, desta forma, protegendo os astronautas em seu interior.

Visualização artística de uma nave para voos de longa duração com o escudo antirradiação implantada ao seu redor. [Imagem: SR2S/Giorgina Colleoni/Valerio Calvelli]

        A grande restrição do projeto era o peso da estrutura geradora do campo de força, já que a adição de 1 kg à massa de uma espaçonave aumenta o custo da missão como um todo em U$ 15.000.

        Contudo, no espaço os ímãs supercondutores estarão em seu ambiente natural, dispensando os caros e pesados equipamentos de refrigeração necessários para mantê-los a quase -200° C. No frio do espaço, as naves estarão naturalmente em temperaturas próximas a essa.

        “Ainda poderão ser necessários muitos anos até que essa tecnologia esteja pronta para ser implantada de forma ativa nas missões espaciais tripuladas ao espaço profundo, mas mais testes da tecnologia SR2S continuarão a ser realizados no curto e médio prazos,” concluiu a nota.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=campo-forca-magnetico-protegera-astronautas-contra-radiacao&id=010130160210

Cientistas do CERN testam supercondutores para proteger os astronautas dos raios cósmicos (CERN Scientists Test Superconducting Magnetic Shields To Protect Astronauts From Cosmic Rays)

Cientistas do CERN estão testando uma ideia para equipar futuras naves espaciais com um campo de força Star Trek, para proteger os astronautas de raios cósmicos. Foto: Terry Virts trabalha fora da Estação Espacial Internacional (ISS) em sua terceira viagem espacial. Fonte: NASA via Getty Images

       O espaço é um lugar frio, escuro e cheio de radiação que pode, literalmente, fritar seu cérebro se você for temerário o suficiente para aventurar-se sem a proteção adequada. Esta é uma das principais preocupações das agências espaciais, incluindo a NASA, que está planejando lançar missões tripuladas a Marte e além nas próximas décadas.

       Os cientistas do CERN estão trabalhando em uma ideia para equipar futuras naves espaciais com um campo de força que irá protegê-los dos raios cósmicos mortais. Os raios cósmicos são feitos de partículas eletricamente carregadas de alta velocidade emergentes de todas as direções no espaço. Estudos recentes em ratos mostraram que a exposição a esses raios pode causar danos cerebrais e deteriorar a função cognitiva.

       A vida na Terra é protegida contra estes raios pela magnetosfera do planeta, que atua como um cobertor, bloqueando a radiação nociva. No entanto, os astronautas que se aventuram além do campo magnético do planeta - a Marte, por exemplo, - serão continuamente bombardeados com raios cósmicos de alta energia que pode, além de danos ao cérebro, provocar um aumento significativo na probabilidade de vários tipos de cânceres.

       Como resultado, missões de exploração a outros planetas só serão possíveis se for encontrada uma solução eficaz para os astronautas se protegerem adequadamente.

       Em um comunicado divulgado recentemente, uma equipe de cientistas do CERN que trabalha com o projeto Space Radiation Superconducting Shield (SR2S), um esforço colaborativo financiado pela União Europeia, divulgaram que estão testando se bobinas supercondutoras feitas a partir de diboreto de magnésio (MgB₂) - um composto binário de baixo custo - pode ser usado para criar uma tecnologia de blindagem magnética para naves espaciais.

       “No âmbito deste projeto, o CERN está testando fitas de diboreto de magnésio (MgB₂) em uma configuração que foi desenvolvida especificamente para o projeto SR2S”, disse a cientista do CERN Amalia Ballarino no comunicado. “Se a bobina protótipo que será usada no teste produzir resultados bem sucedidos, vamos ter contribuído com informações importantes para a viabilidade do escudo magnético supercondutor”.

       Uma vez que supercondutores podem conduzir eletricidade com resistência zero, eles podem transportar corrente indefinidamente sem perder energia. Além disso, como todas as partículas carregadas em movimento geram um campo magnético, este fenômeno pode ser utilizado para criar uma cobertura de magnetosfera artificial em torno de uma nave espacial que proteja de radiação nociva aqueles que estão a bordo.

       A má notícia é que, ao contrário do USS Enterprise, esses campos de força não serão de muita utilidade contra um ataque concertado por alienígenas hostis.

Fonte: http://www.ibtimes.com/cern-scientists-test-superconducting-magnetic-shields-protect-astronauts-cosmic-rays-2041505

Turbinas supercondutoras poderiam reduzir os custos de energia eólica na Austrália (superconductor turbines could slash Australian wind energy costs)

     Novas turbinas supercondutoras desenvolvidas por pesquisadores australianos pode resultar em uma significativa melhora sobre turbinas atuais, e permitir o desenvolvimento de turbinas eólicas no mar ao longo da costa da Austrália no prazo de 5 anos.

         Um supercondutor é um material que conduz eletricidade sem qualquer resistência. Isso significa que nenhum calor, som ou qualquer outra forma de energia pode ser liberada do material quando se atinge uma ‘temperatura crítica’, ou a temperatura que o material se torna supercondutor.

         As novas turbinas, desenvolvidas por uma equipe do Institute for Superconductingand Electronic Materials da Universidade de Wollongong, vai pesar 40% menos do que as turbinas atuais apenas por tirar a caixa de velocidades presente nos modelos atuais. A remoção da complexa caixa de engrenagem, pesada e dispendiosa, também significa a remoção de uma grande quantidade de manutenção.

         “Em nosso projeto não há nenhuma caixa de velocidades, que imediatamente reduz o tamanho e o peso em 40%”, afirma Shahriar Hossain, pesquisador e cientista de materiais. “Estamos desenvolvendo uma bobina supercondutora de diboreto de magnésio (MgB₂) para substituir a caixa de engrenagens. Isso irá capturar a energia do vento e convertê-la em eletricidade, sem qualquer perda de potência, e irá reduzir os custos de fabricação e manutenção em dois terços”.

         Outro grande benefício é o custo de construção da turbina que será drasticamente reduzido. Atualmente, ela custa cerca de US $ 15 milhões por turbina, enquanto as novas que utilizam supercondutores tem o custo estimado em cerca de US $ 3-5 milhões.

         “A Austrália precisa desesperadamente de fontes de energia sustentáveis. O vento é barato, limpo e podemos obtê-lo em dias chuvosos e ensolarados”, disse ele. “E considerando que a Austrália tem mais de 35.000 km de litoral, há amplo espaço para parques eólicos offshore. Com o apoio da indústria, poderíamos instalar turbinas eólicas supercondutoras offshore ao longo da costa da Austrália, em cinco anos, sem problema”.

Fonte: http://reneweconomy.com.au/2014/super-conductor-turbines-could-slash-australian-wind-energy-costs-84828

Coreanos aprimoram propriedades de fios supercondutores usando nanotubos de carbono (Korean Research Team Develops Next-gen Superconducting Wire Using Carbon Nanotubes)

Uma típica máquina RMN Philips. (Photo de Jan Ainali via Wikimedia Commons)

Foi desenvolvido na Coreia um novo processo para melhorar radicalmente as propriedades elétricas, térmicas e mecânicas de fios supercondutores de diboreto de magnésio (MgB₂) pela adição de nanotubos de carbono. Fios supercondutores são essenciais em dispositivos de diagnóstico médico como a ressonância magnética nuclear (RMN).

Os fios supercondutores de última geração baseados no MgB₂ são aplicáveis aos dispositivos supercondutores incluindo RMNs, e são eficientes para maximizar a economia energética. Nos dias atuais, o hélio líquido é empregado como refrigerante em dispositivos supercondutores, porém é muito volátil. Assim, as empresas líderes na produção de equipamentos para diagnóstico médico têm considerado usar fios supercondutores de MgB₂ na fabricação dos dispositivos.

“Significa muito encontrar a possibilidade de desenvolver fios supercondutores de MgB₂ com melhor desempenho elétrico, mecânico e térmico através do simples processo de adição de nanotubos de carbono. Com a pesquisa em andamento, esperamos descobrir como aplicar esse material em um fio supercondutor para campos 1.5 T (nível da ressonância magnética), que é operado a menos de 15 K de temperatura através de um sistema de refrigeração sem um refrigerante líquido”, diz Dr. Choi Sae-yong.

A pesquisa foi publicada no periódico Scripta Materialia online. Clique aqui para acessar a página do artigo!

Fonte: http://www.businesskorea.co.kr/article/5870/core-material-mris-korean-research-team-develops-next-gen-superconducting-wire-using