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Estado atual dos cabos de energia eléctrica
A procura de cabos de energia eléctrica é cada vez maior. O mercado global de cabos de energia foi avaliado em aproximadamente 152,14 mil milhões de dólares em 2024 e prevê-se que cresça a uma taxa de 7%, atingindo cerca de 244,31 mil milhões de dólares em 2031. O mercado dos cabos de alta tensão atingiu 39 mil milhões de USD em 2023 e prevê-se que atinja 61 mil milhões de USD em 2032.
O consumo global de cobre refinado foi de aproximadamente 26,55 milhões de toneladas métricas em 2023, um recorde. Cerca de 75% do cobre refinado produzido globalmente é utilizado para condutores eléctricos, incluindo vários cabos e fios.
O sector das energias renováveis aumenta significativamente a procura de cobre, com uma utilização média quatro a seis vezes superior nos sistemas renováveis do que nos métodos tradicionais de produção de energia. Por exemplo, a produção de energia convencional requer cerca de 1 tonelada de cobre por MW instalado. Em contraste, as tecnologias renováveis podem exigir entre 4 a 6 toneladas por MW devido às suas maiores áreas de terreno e necessidades de cablagem mais extensas.
Início (1812 - 1880)
A história dos cabos eléctricos começa no início do século XIX, coincidindo com o surgimento da engenharia eléctrica.
1812: A primeira utilização de fios isolados ocorreu quando um russo chamado Schilling utilizou fios isolados com verniz de borracha para detonar minérios.
1837: Samuel Morse inventa o telégrafo, que levou ao desenvolvimento dos primeiros cabos de telecomunicações.
1844: As primeiras linhas telegráficas aéreas foram instaladas entre Washington, D.C., e Baltimore.
1850: Instalação do primeiro cabo telegráfico submarino entre Dover (Inglaterra) e Calais (França), seguido do primeiro cabo telegráfico transatlântico.
1879: Thomas Edison desenvolveu a lâmpada incandescente, o que exigiu a melhoria dos métodos de distribuição eléctrica.
1880: Edison introduziu os "Street Pipes" subterrâneos, utilizando barras de cobre enroladas em juta e isoladas com compostos betuminosos para o seu sistema de distribuição eléctrica de corrente contínua.
O nascimento dos cabos eléctricos modernos (1881 - 1900)
À medida que a eletricidade se generalizou, aumentou a necessidade de uma transmissão fiável de energia.
1882: A estação de Pearl Street de Edison, na cidade de Nova Iorque, utilizou cabos com isolamento de borracha para a sua rede de distribuição eléctrica.
1890: O Dr. Ferranti foi pioneiro na utilização de condutores isolados de alta tensão para a London Electric Supply Corporation. O cabo Ferranti era notável pelo seu isolamento dielétrico laminado multicamada.
1891: A primeira linha de transmissão de corrente alternada de alta tensão foi construída com sucesso na Alemanha, demonstrando a eficácia dos cabos isolados em longas distâncias.
1901: M. Gorman afirmou que os cabos eléctricos subterrâneos podiam ser "à prova de água durante 100 anos", reflectindo as primeiras inovações na conceção e isolamento de cabos.
Avanços na tecnologia de cabos (1901 - 1950)
No início e em meados do século XX, registaram-se avanços significativos na tecnologia dos cabos, impulsionados pelas necessidades industriais.
1917: Emanuelli, da empresa Pirelli, aperfeiçoou os cabos com isolamento de papel impregnado de fluido, aumentando a fiabilidade dos cabos.
1933: A IG Farben descobriu uma alternativa à borracha natural na Alemanha, melhorando os materiais de isolamento.
1942: O isolamento de polietileno foi utilizado pela primeira vez em cabos, marcando uma mudança fundamental para materiais sintéticos.
1955: A borracha de etileno-propileno (EPR) foi desenvolvida, oferecendo melhor estabilidade térmica e propriedades eléctricas do que os materiais anteriores.
A era da alta tensão e das fibras ópticas (1950 - 2000)
Com o aumento da procura de eletricidade, os engenheiros concentraram-se no desenvolvimento de cabos de alta tensão capazes de transmitir eletricidade a grandes distâncias.
1963: A General Electric inventou o isolamento de polietileno reticulado (XLPE), revolucionando a tecnologia de cabos com as suas propriedades térmicas e eléctricas superiores.
1967: Os cabos com isolamento XLPE começaram a dominar as aplicações de média tensão no Japão, ultrapassando os projectos de cabos com enchimento de fluido.
1980s: A introdução da tecnologia de fibra ótica nos cabos eléctricos permitiu a transmissão simultânea de dados e de energia eléctrica, abrindo caminho para as tecnologias de redes inteligentes.
Desenvolvimentos modernos e tendências futuras (2000 - presente)
Os cabos eléctricos estão na vanguarda dos avanços tecnológicos orientados para a criação de soluções energéticas sustentáveis. Os desenvolvimentos modernos dos cabos eléctricos centram-se na integração de energias renováveis, redes inteligentes e iniciativas de sustentabilidade.
2000: O primeiro cabo XLPE de longa distância de 500 kV com juntas foi instalado em Tóquio, estabelecendo novos padrões para as capacidades de transmissão de alta tensão.
2002 - 2010: Foram implementados vários projectos HVDC em todo o mundo, incluindo o Murraylink (Austrália) a ±150 kV e o NorNed (Noruega para os Países Baixos) a ±450 kV, melhorando a eficiência do transporte de eletricidade entre países.
2022: O Grupo Prysmian desenvolveu com sucesso um sistema de cabos submarinos extrudidos HVDC de 525 kV, duplicando a capacidade de transmissão em comparação com as tecnologias anteriores.
Em 2025, cerca de 50 % dos cabos de alta tensão que estão a ser produzidos destinam-se a funcionar a 500 kV ou mais. O segundo nível de tensão mais prolífico situa-se entre 300 e 400 kV, representando aproximadamente 30 % do volume total de produção de cabos de alta tensão.
Conclusão
A história dos cabos eléctricos reflecte um percurso contínuo de inovação impulsionado pelos avanços tecnológicos para satisfazer as necessidades da sociedade.
Desde os seus humildes começos no século XIX até aos sofisticados sistemas com que contamos hoje em dia, os cabos eléctricos têm desempenhado um papel crucial na formação das infra-estruturas eléctricas modernas. Os desenvolvimentos em curso prometem aumentar ainda mais a eficiência, a sustentabilidade e a funcionalidade.
Esta cronologia realça a importância dos cabos eléctricos e sublinha o seu papel no apoio à procura global de energia, abrindo simultaneamente caminho para a transição para as energias renováveis.
Referências
CIGRE. Springer Handbook of Power Systems. Springer.
Orton, H. History of Underground Power Cables (História dos Cabos Eléctricos Subterrâneos). Orton Consulting Engineers International.
Black, R. The History of Electric Wires and Cables (A História dos Fios e Cabos Eléctricos). Londres, Reino Unido: Peter Peregrinus Ltd., 1983.
Uematsu, T. "Historical Review of Water Trees in XLPE Cables", Furukawa Rev., n.º 10, pp. 31-48, 1992.
Precopio, F. "The Invention of Chemically Crosslinked Polyethylene," IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 15, no. 1, pp. 23-25, 1999.
Zuidema, C., Kegerise, W., Fleming, R., Walker, M., e Boggs, S. "A Short History of Rubber Cables," IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 27, no. 4, pp. 44-49, 2011.
Taylor, W., Morrison, G., e Welch, D. "Evaluating Medium Voltage Cable Splices and Terminations", Actas da Conferência Anual da Sociedade de Aplicações Industriais do IEEE sobre Petróleo e Indústria Química.
Cheenne A., Chatterjee S., "Cold Shrinkable Technology for Medium Voltage Cable Accessory", Actas da Conferência de Transmissão e Distribuição do IEEE.
Haverkamp W.B., Lyons P.G., "Worldwide Long-term Experience with Heat Shrinkable Splice Concepts", Actas da Conferência IEEE T&D.
Maruichi S., "Desenvolvimento de uma junta expandida a frio encolhível em fábrica para um cabo XLPE de 500 kV," Revista EINA.
Comunicado de imprensa do Grupo Prysmian sobre o projeto de cabos submarinos do parque eólico offshore de Hornsea 3.
Apêndice: Fotografias históricas relacionadas com cabos eléctricos
Para obter fotografias históricas relacionadas com a história dos cabos eléctricos, eis alguns recursos valiosos e colecções específicas que apresentam imagens significativas:
1. Western Power Distribution (WPD) - Underground Cable Photo Album (1890-1940):
Esta coleção apresenta fotografias da instalação e manutenção de cabos de baixa e média tensão no Reino Unido. Inclui imagens de grupos de cabos, colocação de cabos, junções e vários contextos históricos relacionados com a utilização de cabos subterrâneos.
- As imagens mais notáveis incluem:
- O grupo de cabos de 1915
- Operações de colocação de cabos em Bristol (1898)
- Junção de alta tensão em Penzance (1912)
- Veja as fotografias aqui.
2. Amostras de tubos de rua Edison:
As amostras de condutas eléctricas "Edison Street Tube" são exemplos dos primeiros cabos subterrâneos de energia eléctrica concebidos por Thomas Edison e instalados na Austrália. Estes tubos eram utilizados para o fornecimento de eletricidade de corrente contínua e representam as primeiras inovações na conceção de cabos.
- Veja as fotografias aqui.
3. Imagens históricas da Ferranti:
- A Ferranti, um ator importante no desenvolvimento de cabos eléctricos, tem uma história rica documentada através de várias imagens relacionadas com os seus avanços na engenharia eléctrica. Nomeadamente, estavam envolvidos na distribuição de energia CA de alta tensão.
- Para obter imagens e contexto histórico, pode consultar as suas páginas dedicadas em plataformas como a Wikipédia ou o Graces Guide.
4. Fotos do Bicentenário da Con Edison:
- A Con Edison tem uma coleção de fotos históricas que mostram os seus locais de trabalho, incluindo imagens das primeiras infra-estruturas eléctricas e instalações de cabos na cidade de Nova Iorque.
- Veja as fotos aqui.
