Efeitos da irradiação gama em altas doses nas propriedades do polietileno linear de baixa densidade verde (PELBD verde) usado em revestimentos de cabos elétricos

Abstract

O uso de matérias primas renováveis como alternativa sustentável para a produção de plástico convencional tem mostrado grande potencial econômico-ambiental. Nesse segmento, destaca-se o polietileno verde (PE verde), que é produzido a partir do etanol oriundo da cana-de-açúcar brasileira. O Polietileno Linear de Baixa Densidade (PELBD), utilizado em filmes para uso industrial, lonas, brinquedos, artigos farmacêuticos e hospitalares, além de revestimentos de fios e cabos elétricos. A degradação acelerada de tais cabos e revestimentos devido à exposição contínua às radiações ionizantes é um sério problema em Centrais Nucleares, especialmente em cabos que alimentam Sistemas de Segurança. Um estudo da interação da radiação gama com o compósito polimérico que contém PELBD verde, com potencial de uso no revestimento de cabos elétricos utilizados em centrais nucleares é, então, necessário. No presente trabalho, o PELBD polimerizado com o eteno obtido da desidratação do etanol da cana-de-açúcar é denominado PELBD verde (Polietileno Linear de Baixa Densidade verde). O objetivo deste trabalho foi utilizar as técnicas de análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), e ensaios mecânicos de tração para avaliar os efeitos de altas doses de irradiação gama em revestimentos de cabos elétricos cuja composição contém o polietileno linear de baixa densidade (PELBD), fabricado com a tecnologia nacional do polietileno verde, a qual usa como matéria-prima a cana-de-açúcar na obtenção do monômero etileno. As amostras, pedaços dos revestimentos de cabos elétricos de baixa tensão (<1kV), foram irradiadas em doses de 15, 30, 60, 150, 250; 500 e 1000 kGy. A análise termogravimétrica (TGA) mostrou que o oxigênio influencia marcadamente no perfil da degradação térmica do polímero, ao passo que os efeitos da irradiação gama na estrutura das macromoléculas do PELBD são notórios pelas análises de FTIR. Os ensaios mecânicos de tração mostraram que a irradiação gama em altas doses degrada as propriedades mecânicas do PELBD verde. Por outro lado, observou-se que os cabos elétricos revestidos com compósitos desse polímero possuem vida útil suficiente para serem usados durante o ciclo completo de operações de uma Central Nuclear (normalmente de 40 anos). Os resultados contribuirão pesquisas futuras sobre uma irradiação gama em Polietileno Verde e também sobre o uso de polímeros verdes em Centrais Nucleares. Ambos os temas, apesar de ainda pouco discutidos em campo acadêmico, são de relevante importância econômico-ambiental.