A reticulação por irradiação — também conhecida como reticulação por feixe de elétrons — é um processo que utiliza um feixe de elétrons de alta energia gerado por um acelerador de elétrons para romper e posteriormente reconstruir as ligações moleculares nas camadas de isolamento e revestimento de um cabo. À medida que esse feixe de elétrons de alta energia penetra em materiais como as poliolefinas, ele atua como uma multidão de bisturis moleculares operando simultaneamente: rompe todos os elos fracos presentes nas cadeias moleculares originais e depois os ressolda em uma estrutura de rede tridimensional densa. Como resultado, as matérias-primas adquirem um conjunto único de propriedades, incluindo excepcional resistência térmica, resistência a ácidos e a riscos de radiação, alto grau de retardância à chama e tenacidade superior.

(Mudanças na Estrutura Interna Antes e Depois da Reticulação por Irradiação)

Fios e cabos isolados retardantes de chama com reticulação por irradiação são utilizados principalmente em projetos que envolvem residências, edifícios altos, hotéis, hospitais, estações de metrô, usinas nucleares, túneis, usinas elétricas, minas, instalações de petróleo e gás e plantas químicas. Além disso, são essenciais para circuitos de alimentação em sistemas de emergência — como sistemas de alarme de incêndio, equipamentos de segurança, sistemas de extração de fumaça, canais de transporte de emergência e iluminação de emergência — em qualquer local onde a segurança contra incêndio seja um requisito crítico.

As vantagens dos fios e cabos reticulados por irradiação por feixe de elétrons incluem:

1. Os produtos reticulados por irradiação oferecem desempenho superior, eficiência energética e poluição zero;

2. A reticulação por irradiação é um método capaz de produzir fios e cabos que são simultaneamente reticulados e retardantes de chama;

3. Classificação de resistência a altas temperaturas. A classificação de resistência à temperatura dos produtos reticulados por irradiação pode atingir 105–150°C, enquanto outros métodos de reticulação química estão atualmente limitados a 90°C, e o PVC está limitado a apenas 70°C;

4. Forte resistência à radiação (excelente resistência ao envelhecimento e estabilidade térmica), juntamente com resistência superior à fissuração;

5. Os produtos reticulados por irradiação passam pela reticulação à temperatura ambiente; esse processo evita o recozimento do condutor e elimina defeitos causados por tensão térmica durante a fabricação, evitando assim tensão térmica dentro da camada de isolamento.

(I) Situação Atual das Aplicações do Processamento por Radiação na Indústria de Fios e Cabos do meu país

O desenvolvimento da tecnologia de processamento por radiação na indústria de fios e cabos do meu país reflete-se principalmente nos seguintes aspectos:

1. Crescimento Rápido no Número de Aceleradores de Elétrons e Estabelecimento de Capacidade de Produção em Grande Escala. No início da década de 1990, a indústria de cabos testemunhou um aumento no investimento em linhas de produção de aceleradores de elétrons dedicadas à fabricação de fios e cabos reticulados por radiação. Impulsionado pelos avanços tecnológicos, o número de linhas de produção com aceleradores de elétrons pertencentes à indústria de cabos cresceu rapidamente. Atualmente, embora a capacidade de produção do meu país de fios e cabos processados por radiação ainda fique atrás da dos Estados Unidos, a diferença entre a China e países como Japão, Rússia e os da Europa Ocidental diminuiu significativamente; consequentemente, a China é reconhecida internacionalmente como o país com o ritmo de desenvolvimento mais rápido no campo do processamento por radiação.

2. Progresso Significativo no Desenvolvimento de Mercado para Produtos de Fios e Cabos Reticulados por Radiação. Durante a década de 1990, a penetração de mercado dos fios e cabos reticulados por radiação enfrentou obstáculos significativos. Entre eles estavam atrasos no desenvolvimento de técnicas de processamento por radiação, escassez de variedades de matérias-primas produzidas internamente — juntamente com sua qualidade inconsistente — e atrasos na formulação de normas nacionais relevantes. Como resultado, muitas linhas de produção com aceleradores de elétrons operavam abaixo da capacidade, dificultando a plena realização de seus benefícios econômicos. Nos últimos anos, no entanto, a situação melhorou consideravelmente. Enquanto o valor anual da produção de fios e cabos reticulados por radiação era de apenas 30 milhões de RMB em 1992, desde então ele disparou para quase 3 bilhões de RMB. Os produtos que foram desenvolvidos com sucesso e estabeleceram posições de mercado relativamente maduras incluem principalmente:

(1) Cabos Aéreos Isolados com Polietileno Reticulado por Radiação de 10kV e 1kV. Essa categoria de produto marcou o primeiro grande triunfo na história da indústria chinesa de fios e cabos reticulados por radiação; até hoje, continua sendo o produto principal dos cabos reticulados por radiação em numerosas fábricas de cabos.

(2) Cabos de Energia com Isolamento de Polietileno Reticulado por Radiação de 1kV (incluindo variantes retardantes de chama, resistentes ao fogo e livres de halogênio/baixa emissão de fumaça). Este produto esteve entre as primeiras variedades de fios e cabos reticulados por radiação a serem desenvolvidas; no entanto, devido a vários fatores, não conseguiu obter aceitação no mercado por um longo período. Com o aumento do investimento nacional na modernização da rede elétrica e a aceleração do desenvolvimento econômico, esses cabos gradualmente ganharam aceitação entre as autoridades de fornecimento de energia e a base mais ampla de usuários. A substituição dos cabos de energia isolados em PVC por cabos de energia isolados em polietileno reticulado (XLPE) tornou-se uma tendência irreversível; seu volume de uso aumenta anualmente, e eles surgiram como o produto principal dos cabos reticulados por irradiação em numerosas fábricas de cabos. Consequentemente, são classificados como uma categoria de produtos de cabos irradiados de alto volume e ampla aplicabilidade.

(3) Cabos de Controle com Isolamento de Polietileno Reticulado por Irradiação (incluindo tipos retardantes de chama, resistentes ao fogo e de baixa fumaça, livres de halogênio). Assim como os cabos de energia, os cabos de controle isolados em PVC estão inevitavelmente destinados a ser substituídos por cabos de controle isolados em XLPE; além disso, para cabos de pequena seção — particularmente aqueles livres de halogênio e retardantes de chama — o método de reticulação por irradiação é a técnica de fabricação preferida.

(4) Cabos de Iluminação Aeroportuária com Isolamento de Polietileno Reticulado por Irradiação. Este produto foi amplamente adotado tanto pela aviação civil quanto por aeródromos militares.

(5) Fiação para Locomotivas com Isolamento de Poliolefina Reticulada por Irradiação a 125°C. Este produto foi aceito pelo Ministério das Ferrovias e por várias fábricas de locomotivas; no entanto, suas características de desempenho ainda aguardam melhorias adicionais.

(6) Fios com Isolamento de PVC Reticulado por Irradiação (XLPVC) a 105°C. Os fios com isolamento XLPVC podem *somente* ser fabricados usando o método de reticulação por irradiação. Atualmente, produtos desse tipo são fabricados principalmente de acordo com normas dos EUA, como UL 1429, 1430, 1431 e 1672; eles são utilizados como fiação de componentes para produtos eletrônicos destinados à exportação, e as empresas fabricantes desses fios estão predominantemente concentradas nas regiões do Delta do Rio das Pérolas e do Delta do Rio Yangtzé.

(7) Fios com Isolamento de Poliolefina Reticulada por Irradiação a 125°C–150°C. Atualmente, produtos desse tipo são fabricados principalmente de acordo com normas dos EUA, como UL 3266, 3173, 3271, 3272 e 3321; eles servem como fiação de componentes para produtos como motores elétricos e luminárias destinados à exportação. A demanda de mercado por esses fios é substancial, e as empresas fabricantes estão predominantemente concentradas nas regiões do Delta do Rio das Pérolas e do Delta do Rio Yangtzé.

(8) Fiação Automotiva de Baixa Tensão Reticulada por Irradiação. Atualmente, dois tipos principais desses fios entraram no mercado: primeiro, fiação automotiva com isolamento de PVC reticulado por irradiação a 105°C; e segundo, fiação automotiva com isolamento de poliolefina reticulada por irradiação a 125°C. As normas adotadas incluem as dos EUA (SAE), Japão (JASO), Alemanha (DIN) e França (PSA); no entanto, a variedade e a qualidade desses produtos ainda não atenderam totalmente à demanda do mercado, tornando necessárias importações contínuas em larga escala.

(9) Outros produtos desenvolvidos com sucesso incluem cabos para bombas de óleo submersíveis com isolamento de polietileno reticulado por irradiação, cabos para usinas nucleares e cabos de alta tensão para televisores em cores.

3. Vários materiais especificamente projetados para fios e cabos reticulados por irradiação foram desenvolvidos com sucesso, incluindo principalmente:

(1) Materiais de isolamento reticulados por irradiação de 1 kV a 10 kV para cabos aéreos;

(2) Materiais de isolamento e revestimento para cabos, livres de halogênio, retardantes de chama, reticulados por irradiação, de 90°C a 105°C;

(3) Materiais de cabo de poliolefina reticulada por irradiação a 150°C;

(4) Materiais de cabo de poliolefina reticulada por irradiação a 125°C;

(5) Materiais de cabo de cloreto de polivinila (PVC) reticulado por irradiação a 105°C;

(6) Materiais especializados reticulados por irradiação para cabos de iluminação aeroportuária;

(7) Materiais de isolamento de poliolefina reticulada por irradiação de 125°C a 150°C para fios de ligação de motores.

(II) A Lacuna em Relação aos Padrões Internacionais Avançados e os Desafios Existentes

Em comparação com as principais nações da indústria de irradiação — como os EUA, Alemanha e Japão — meu país ainda enfrenta lacunas significativas em termos de escala industrial, sofisticação tecnológica e concentração de talentos. Os principais desafios e uma análise de suas causas subjacentes são apresentados abaixo:

(1) As empresas envolvidas no processamento por irradiação de fios e cabos geralmente sofrem com investimento insuficiente em tecnologia e baixa capacidade de inovação tecnológica. Além de simplesmente possuir equipamentos modernos, é crucial cultivar uma robusta capacidade de inovação tecnológica — abrangendo todos os aspectos, do projeto do produto e da ciência dos materiais aos processos de fabricação e à engenharia de equipamentos.

(2) Em certas regiões, as empresas sofrem com baixas taxas de utilização dos equipamentos e desempenho econômico desigual. Mesmo as empresas que demonstram resultados financeiros relativamente fortes ainda ficam significativamente atrás de suas congêneres em países avançados em termos de eficiência econômica. As causas dessa disparidade são multifacetadas, decorrendo principalmente de uma variedade limitada de produtos existentes e da acirrada concorrência entre empresas, que juntas reduzem as margens de lucro. Além disso, as normas dos produtos frequentemente ficam atrás dos avanços da indústria, os esforços de marketing e promoção são insuficientes, as iniciativas de expansão de mercado são lentas e a participação geral no mercado permanece baixa. (3) No processamento por irradiação de fios e cabos, algumas empresas sofrem com equipamentos de linha de feixe do acelerador que não atendem às especificações de projeto, juntamente com a falta de capacidades de monitoramento da linha de feixe. Consequentemente, a distribuição da dose superficial dos fios e cabos após a irradiação é desigual; isso os impede de atender aos requisitos de modificação de material, resultando em baixa taxa de aprovação do produto.

(4) O desenvolvimento de produtos permanece em grande parte confinado a uma gama limitada de itens, como cabos de energia de baixa tensão, cabos aéreos isolados, fios de ligação de motores, fiação para locomotivas e cabos de iluminação. Há relativa escassez de cabos irradiados especializados de alto padrão — especificamente aqueles projetados para aplicações militares, aeroespaciais e em plataformas offshore de petróleo. As razões para isso são três: Primeiro, o desenvolvimento de materiais fica atrás do investimento em equipamentos, deixando o campo dos materiais de reticulação por irradiação de alta qualidade quase totalmente inexplorado. Segundo, há escassez de talentos técnicos especializados em processamento por irradiação, e as empresas não investiram suficientemente em P&D, fazendo com que o desenvolvimento de novos produtos fique significativamente atrasado. Terceiro, o cultivo e a maturação do próprio mercado continuam sendo um processo em andamento que requer tempo.

(III) Tendências Futuras de Desenvolvimento

Os cabos irradiados continuam avançando de forma constante em termos de inovação tecnológica. Por exemplo, avanços como tecnologia de controle dinâmico do feixe de elétrons, técnicas de irradiação por feixe de elétrons de alta energia e processos de coextrusão de dupla camada não apenas aumentaram a durabilidade e a segurança dos fios, mas também tornaram seus processos de fabricação mais ecológicos. Olhando para o futuro, impulsionados pelo progresso tecnológico contínuo, espera-se que os cabos irradiados encontrem aplicações em uma gama cada vez maior de campos — como redes elétricas inteligentes e sistemas de gestão de energia de alta eficiência — abrindo assim perspectivas de mercado ainda mais amplas.

Fonte: Associação de Fios e Cabos de Shandong (O conteúdo será removido mediante solicitação caso infrinja direitos.)