Tecnologia do CTNano UFMG combina nanotubos de carbono e tem potencial para uso em plataformas de petróleo e na aviação

O Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno da Universidade Federal de Minas Gerais (CTNano/UFMG) desenvolveu um cabo híbrido com potencial para substituir os tradicionais fios de cobre em diferentes aplicações industriais. O projeto, realizado em parceria com a Petrobras, utiliza fibras de nanotubos de carbono de elevada qualidade cristalina combinadas com outro material protegido por direitos de propriedade intelectual para aprimorar suas propriedades mecânicas. A tecnologia está sendo desenvolvida no âmbito do projeto “Cabo híbrido nanotubos de carbono/fibra de carbono – Fase 2” e busca oferecer uma alternativa mais leve aos condutores metálicos utilizados atualmente.

O desenvolvimento do cabo tem como objetivo atender demandas de setores que dependem de sistemas elétricos de grande porte, como a indústria de petróleo e a aviação. Além disso, a iniciativa responde à necessidade de encontrar alternativas ao cobre, mineral que, segundo os pesquisadores, se torna cada vez mais escasso e caro.

Projeto busca substituir cabos de cobre por material mais leve

O cabo híbrido criado pelo grupo de pesquisa do CTNano utiliza fibras de nanotubos de carbono caracterizadas por elevada qualidade estrutural. Segundo o coordenador do projeto, professor Myriano Júnior, do Departamento de Física do Instituto de Ciências Exatas (ICEx) da UFMG, essas fibras apresentam nanotubos altamente alinhados, organizados em feixes contínuos e paralelos, com uma a três paredes e excelente qualidade cristalina.

De acordo com o pesquisador, os nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas formadas por carbono, comparáveis a uma folha de grafeno enrolada e com diâmetros extremamente reduzidos.

O objetivo do projeto é desenvolver um produto capaz de substituir os cabos condutores metálicos, normalmente fabricados em cobre, por um material com densidade aproximadamente 20 vezes menor, reduzindo significativamente o peso da estrutura elétrica em determinadas aplicações.

Pesquisadores trabalham para aumentar a condutividade elétrica

Além da produção do cabo híbrido, a equipe também realiza estudos voltados ao pós-processamento do material, buscando melhorar a interação entre os nanotubos de carbono e diferentes matrizes.

Outra frente da pesquisa está relacionada ao aumento da condutividade elétrica do cabo. Atualmente, segundo o professor Myriano Júnior, esse é um dos principais desafios da tecnologia.

A equipe já produziu 40 metros do cabo em laboratório e segue desenvolvendo soluções para elevar sua eficiência energética.

Segundo o pesquisador, embora os nanotubos de carbono apresentem diversas vantagens estruturais, sua condutividade elétrica ainda é inferior à do cobre, tornando necessário o aperfeiçoamento do material antes de sua aplicação em larga escala.

Enquanto isso, a patente da tecnologia encontra-se em processo de análise nos escritórios de propriedade intelectual da Petrobras e do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).

Parceria entre CTNano e Petrobras teve início a partir de demanda da indústria

A ideia de desenvolver um cabo híbrido baseado em nanotubos de carbono surgiu em 2012, durante reuniões entre pesquisadores do CTNano e equipes técnicas da Petrobras.

Na ocasião, foi apresentada a necessidade de substituir os cabos de cobre utilizados nos cabos umbilicais elétricos das plataformas de petróleo da companhia.

As discussões evoluíram ao longo dos anos e culminaram, em 2018, no início do projeto de cooperação entre as instituições. Naquele período, o grupo de pesquisa era coordenado pela professora Glaura Goulart Silva, do Departamento de Química do ICEx.

Segundo o professor Myriano Júnior, a busca por alternativas ao cobre também está relacionada ao cenário mundial de disponibilidade de minerais.

“O cobre está cada vez mais caro e escasso”, explica o pesquisador.

Além da questão econômica, ele destaca que a substituição dos cabos metálicos por cabos híbridos de nanotubos pode reduzir significativamente o peso da infraestrutura elétrica.

No caso das plataformas da Petrobras, cabos mais leves diminuem o peso dos sistemas que chegam ao fundo do oceano. Já na aviação, a redução da massa da fiação pode aumentar a capacidade de carga das aeronaves e contribuir para a diminuição do consumo de combustível.

Equipe reúne pesquisadores da UFMG

Além do professor Myriano Júnior, integram o projeto a professora Glaura Goulart Silva e o professor Luiz Orlando Ladeira, ambos vinculados ao Instituto de Ciências Exatas da Universidade Federal de Minas Gerais.

O trabalho faz parte das iniciativas de pesquisa desenvolvidas pelo CTNano voltadas ao desenvolvimento de novos materiais com potencial de aplicação tecnológica em setores estratégicos.

Projeto recebe reconhecimento da Petrobras

O desenvolvimento do cabo híbrido também recebeu reconhecimento institucional.

A equipe responsável pela tecnologia foi contemplada com o Prêmio Inventor Petrobras 2026, iniciativa do Centro de Pesquisas, Desenvolvimento e Inovação da Petrobras (Cenpes).

A premiação reconhece pesquisadores e instituições de ciência e tecnologia responsáveis pelo desenvolvimento de tecnologias que resultaram em depósitos de patentes junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI).

O reconhecimento destaca o avanço das pesquisas conduzidas pelo CTNano em parceria com a Petrobras e evidencia o potencial da tecnologia para futuras aplicações industriais, especialmente em áreas que demandam redução de peso e desenvolvimento de novos materiais condutores.