1. Não tóxico, não inflamável
Atualmente, o gás SF6 é o meio de isolamento e extinção de arco mais excelente, com desempenho de isolamento e extinção de arco muito superior ao do óleo isolante.
Sua estrutura molecular consiste em seis átomos de flúor nas posições dos vértices, com um átomo de enxofre no centro, formando uma estrutura de ligação covalente totalmente simétrica conhecida como octaedro regular.
De acordo com a EEA (Agência Europeia do Ambiente), em temperaturas ambientais, o hexafluoreto de enxofre é um gás não tóxico, incolor e inodoro, com alta estabilidade química e inércia. Também é não inflamável e cerca de 5 vezes mais pesado que o ar, sendo um dos gases mais pesados conhecidos.
2. Produzido pelo homem
No século XX, o hexafluoreto de enxofre (SF6) foi obtido por Moissan e Lebeau por meio da combustão de enxofre em gás flúor. Na década de 1930, Schub e Gamble propuseram métodos para produzir SF6. Por volta da mesma época, o Reino Unido sugeriu o uso de SF6 em transformadores. Em 1942, a União Soviética também utilizou SF6 em cabos e baterias. A produção industrial de SF6 começou nos Estados Unidos. Países como Estados Unidos, Reino Unido, França, Alemanha, Itália, Rússia e Japão conseguem produzir SF6. Em particular, as empresas japonesas Kanto Denka e Asahi Salt, subsidiárias da Electrochemical Corporation, tinham uma capacidade de produção de 1.000 toneladas por ano na década de 1970.
O processo de fabricação do SF6 envolve a reação entre enxofre e flúor. Veja um resumo geral do processo:
O enxofre é aquecido a uma temperatura elevada, normalmente em torno de 500 a 600 graus Celsius.
O gás flúor é introduzido no enxofre aquecido, e os dois reagem para formar SF6.
3. Vida útil — muito longa (3.200 anos)
O gás SF6 é altamente estável. Sua estrutura molecular consiste em seis átomos de flúor nas posições dos vértices, com um átomo de enxofre no centro, formando uma estrutura de ligação covalente totalmente simétrica conhecida como octaedro regular. Em geral, ele não sofre reações químicas em temperaturas normais e mesmo dentro da faixa máxima de temperatura permitida para equipamentos elétricos (até 150°C). Acima de 150°C, pode apresentar reações químicas fracas com determinados plásticos, enquanto, em temperaturas acima de 200°C, reage lentamente com cobre e alumínio. O gás SF6 começa a se decompor em temperaturas em torno de 500°C.
De acordo com informações da US EPA, o SF6 é uma substância química muito estável, com uma vida útil atmosférica de 3.200 anos. À medida que o gás é emitido, ele se acumula na atmosfera em um estado essencialmente não degradado por muitos séculos. Assim, uma quantidade relativamente pequena de SF6 pode ter um impacto significativo nas mudanças climáticas globais.
4. Maior rigidez dielétrica. Propriedades isolantes 2,5 vezes superiores às do ar.
O SF6 é um gás altamente eletronegativo, e suas moléculas adsorvem prontamente elétrons livres, formando íons negativos de grande massa. Isso enfraquece o processo de ionização por colisão no gás, resultando em uma alta rigidez de isolamento elétrico. Em um campo elétrico uniforme, a rigidez de isolamento do SF6 é aproximadamente 2,5 vezes maior que a do ar. O gás SF6 apresenta um pico de decomposição térmica em torno de t≈2000K. Portanto, durante a passagem pelo zero do arco de corrente alternada, o SF6 proporciona um efeito de resfriamento muito mais forte no caminho do arco do que o ar. Sua capacidade de extinção de arco é aproximadamente 100 vezes maior que a do ar.
5. Cinco vezes mais pesado que o ar.
A densidade do hexafluoreto de enxofre é aproximadamente cinco vezes maior que a do ar. Portanto, quando uma pessoa inala hexafluoreto de enxofre e fala, o comprimento de onda das ondas mecânicas se torna maior, fazendo com que sua voz soe mais parecida com a de um homem.
6. Gases de efeito estufa
Com a crescente atenção às mudanças climáticas globais, termos como gases de efeito estufa, eficiência energética, redução de emissões e estilo de vida de baixo carbono aparecem com mais frequência no domínio público. No entendimento geral do público, o dióxido de carbono é considerado o principal gás de efeito estufa e a principal causa do aquecimento global. No entanto, do ponto de vista científico, o hexafluoreto de enxofre é o gás de efeito estufa mais potente conhecido pela humanidade, com um potencial de aquecimento 23.900 vezes maior que o do dióxido de carbono. Controlar a liberação não controlada do gás hexafluoreto de enxofre é extremamente urgente. Portanto, além de intensificar os esforços de pesquisa e desenvolvimento de novos materiais isolantes, também é necessário aumentar a conscientização pública sobre o hexafluoreto de enxofre e reforçar as medidas regulatórias nos principais setores e indústrias em que ele é utilizado, a fim de enfrentar coletivamente os desafios impostos pelo hexafluoreto de enxofre nas mudanças climáticas globais.
O “Protocolo de Kyoto“, adotado durante a Terceira Sessão da Conferência das Partes da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, realizada em Kyoto, Japão, em 1997, estipula explicitamente a redução de seis gases de efeito estufa, incluindo os seguintes: [1] dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarbonetos (HFCs), perfluorocarbonetos (PFCs) e hexafluoreto de enxofre (SF6). Entre eles, os três últimos gases têm o maior potencial de causar o efeito estufa. No entanto, em termos de sua contribuição percentual para o aquecimento global.
Cerca de 80% do SF6 global é usado como meio isolante em equipamentos de manobra isolados a gás (GIS). As emissões anuais globais de SF6 são de aproximadamente 8.100 toneladas, equivalentes às emissões de dióxido de carbono produzidas por cerca de 100 milhões de carros novos a cada ano. Além disso, o SF6 tem uma vida útil atmosférica de pelo menos 1.000 anos.
A atenção internacional tem sido direcionada às emissões de SF6, e vários países introduziram políticas para regulamentar seu uso e fortalecer a recuperação e a reutilização do gás SF6.
Acima estão 6 coisas que você deve saber sobre as propriedades do gás SF6. Com base nessas propriedades, garantir o uso seguro e eficaz do gás SF6 é o objetivo em que estamos trabalhando atualmente.