Una nueva generación de líneas eléctricas de alto rendimiento
Los composites, o materiales compuestos, son combinaciones de dos o más materiales que se utilizan habitualmente en numerosas aplicaciones industriales. Al juntar las propiedades extraordinarias de cada uno de los materiales que los componen, se obtiene un conjunto que resulta superior a la suma de las partes. El aluminio es un metal ligero, dúctil y muy resistente a la corrosión. Aparte de su bajo peso, es casi dos veces mejor conductor de la electricidad que el cobre, por lo que es el material más utilizado en las líneas de transmisión de energía eléctrica. El aluminio reforzado con fibras continuas (EFRA) es un tipo de material compuesto de matriz metálica (MMC), una clase especial de materiales formados por una matriz metálica que lleva refuerzos de alto rendimiento. Los cables de EFRA con refuerzos de fibra cerámica ya disponibles en el mercado representan una alternativa a los refuerzo de acero para las líneas de distribución de energía. Las fibras de carbono son una nueva clase de materiales muy resistentes, extensibles (capaces de soportar tensiones o estiramientos sin romperse) que también se utilizan para reforzar los materiales compuestos. Las fibras de carbono serían incluso mejores que las fibras cerámicas para la distribución de energía eléctrica, ya que son más fuertes y ligeras, mucho más baratas y, dado que presentan una menor dilatación térmica, tienden a abombarse menos. Los socios del proyecto MACE («Materiales compuestos de aluminio y carbono multifuncionales y avanzados para el transporte de la electricidad») se propusieron aplicar MMC de aluminio reforzado con fibras de carbono a la distribución de energía eléctrica. El consorcio tuvo que superar las dificultades de procesamiento inherentes a la producción en masa de cables de material compuesto de carbono y aluminio, en particular en lo referente a facilitar la infiltración de alambre de carbono en el aluminio fundido. Además, el plan de trabajo hizo necesario que los investigadores diseñaran técnicas avanzadas de bobinado de conductores, necesarias para tratar con este alambre muy rígido. Sometidos a pruebas mecánicas, los cables EFRA demostraron poseer las propiedades requeridas. El modelado del rendimiento del conductor indicó una marcada resistencia al abombamiento. Los resultados teóricos y experimentales confirman las posibilidades de los cables EFRA como material avanzado para el núcleo del conductor. Las investigaciones futuras deberían centrarse en garantizar la redondez de toda la sección del cable sin que se produzcan roturas. Las evaluaciones económicas determinaron que los cables EFRA tienen buenas posibilidades de sustituir a la tecnología convencional siempre y cuando su precio de comercialización sea inferior al doble del de los cables conductores de núcleo de acero. La optimización de la tecnología MACE podría ayudar a Europa a satisfacer la demanda creciente de electricidad con un menor impacto ambiental.
