17.ago esmeralda 14.45_466_copel-d
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1
Estudo dos efeitos da degradação Estudo dos efeitos da degradação sobre as propriedades mecânicas e sobre as propriedades mecânicas e
elétricas em materiais poliméricos de elétricas em materiais poliméricos de ferramentas usadas na manutenção ferramentas usadas na manutenção
com redes energizadascom redes energizadasEmilio M. de Paz Junior, Camila M. de O. Wolski, Anselmo Pombeiro, Emilio M. de Paz Junior, Camila M. de O. Wolski, Anselmo Pombeiro,
Rafael P. Machado, Edemir Luiz Kowalski, Marilda MunaroRafael P. Machado, Edemir Luiz Kowalski, Marilda Munaro
00:00
IntroduçãoIntrodução
• A Copel realiza ensaios elétricos periódicos em ferramentas de A Copel realiza ensaios elétricos periódicos em ferramentas de linha viva em seus laboratórios.linha viva em seus laboratórios.
• Parte dos materiais são aprovados nos ensaios, porém Parte dos materiais são aprovados nos ensaios, porém apresentam propriedades mecânicas comprometidas.apresentam propriedades mecânicas comprometidas.
• Essas observações motivaram verificar como os processos de Essas observações motivaram verificar como os processos de envelhecimento afetam as propriedades mecânicas e elétrica envelhecimento afetam as propriedades mecânicas e elétrica desses materiais, e estabelecer técnicas de ensaios mecânicos desses materiais, e estabelecer técnicas de ensaios mecânicos não destrutivos para ferramentas de linha viva.não destrutivos para ferramentas de linha viva.
00:00
Materiais avaliados Materiais avaliados
MATERIAISMATERIAIS
Manta e lençol Manta e lençol Cobertura circularCobertura circular
Cobertura de condutorCobertura de condutor
00:00
AmostraTeor de material polimérico
e plastificantes (%)Teor de negro de
carbono (%)Teor de cargas
inorgânicas (%)
Lençol63,8 - 36,2
Manta52,1 23,5 24,5
Composição das amostras de borracha natural.Composição das amostras de borracha natural.
AmostraTeor de material polimérico
(%)Teor de cargas inorgânicas
(%)
Cobertura Circular
98 2
Cobertura de Condutor
98 2
Composição das amostras de polietilenoComposição das amostras de polietileno
MATERIAIS
00:00
MÉTODOS
As amostras foram envelhecidas:As amostras foram envelhecidas:
• TermicamenteTermicamente
• Em câmara de intemperismo artificial – WOMEm câmara de intemperismo artificial – WOM
As amostras foram avaliadas pelas técnicas de:As amostras foram avaliadas pelas técnicas de:
• Tração à rupturaTração à ruptura
• Medida de corrente elétrica de fuga alternada e contínuaMedida de corrente elétrica de fuga alternada e contínua
00:00
Variação do alongamento à ruptura em Variação do alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento para função do tempo de envelhecimento para
amostra de Lençol (BL) e Manta (BM)amostra de Lençol (BL) e Manta (BM)
Alongamento à ruptura em função do Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento das tempo de envelhecimento das
amostras Cobertura Circular (CI) e amostras Cobertura Circular (CI) e Cobertura de Condutor (CA).Cobertura de Condutor (CA).
RESULTADOS RESULTADOS
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
Amostras envelhecidas em Câmara de intemperismo artificial Amostras envelhecidas em Câmara de intemperismo artificial
00:00
Alongamento à ruptura em função do Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa tempo de envelhecimento em estufa
da amostra Lençolda amostra Lençol
Tensão de ruptura em função do Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa tempo de envelhecimento em estufa
da amostra Lençolda amostra Lençol
RESULTADOS
Amostras envelhecidas termicamenteAmostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
00:00
Alongamento à ruptura em função do Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa tempo de envelhecimento em estufa
da amostra de Mantada amostra de Manta
Tensão de ruptura em função do Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento em tempo de envelhecimento em estufa da amostra de Mantaestufa da amostra de Manta
RESULTADOS
Amostras envelhecidas termicamenteAmostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
00:00
Alongamento à ruptura em função do Alongamento à ruptura em função do tempo de envelhecimento em estufa da tempo de envelhecimento em estufa da
amostra de Cobertura de Condutoramostra de Cobertura de Condutor
Tensão de ruptura em função do Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento em tempo de envelhecimento em
estufa para a amostra de estufa para a amostra de Cobertura de CondutorCobertura de Condutor
RESULTADOS
Amostras envelhecidas termicamenteAmostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
00:00
Alongamento em função do tempo de Alongamento em função do tempo de envelhecimento em estufa da amostra envelhecimento em estufa da amostra
cobertura circular .cobertura circular .
Tensão de ruptura em função do Tensão de ruptura em função do tempo de envelhecimento da a tempo de envelhecimento da a
amostra cobertura circular amostra cobertura circular
RESULTADOS
Amostras envelhecidas termicamenteAmostras envelhecidas termicamente
Ensaios mecânicosEnsaios mecânicos
00:00
RESULTADOS
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
2
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4
5
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Sem envelhecimento) Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Cor
rent
e E
létr
ica(
mA
)
0 2000 4000 6000 8000 1000010-12
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10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Lençolamostra de Lençol
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para função da tensão CC para
amostra de Lençolamostra de Lençol
00:00
0 1000 2000 3000 4000 5000
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Co
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te E
létr
ica
(mA
)
0 2000 4000 6000 8000 10000
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Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Mantaamostra de Manta
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para função da tensão CC para
amostra de Mantaamostra de Manta
RESULTADOS RESULTADOS
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
00:00
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
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Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Co
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nte
Elé
tric
a(m
A)
0 2000 4000 6000 8000 1000010-12
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Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para amostra função da tensão CA para amostra
de Cobertura de Condutorde Cobertura de Condutor
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para amostra função da tensão CC para amostra
de Cobertura de Condutorde Cobertura de Condutor
RESULTADOS RESULTADOS
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
00:00
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
0
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Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Tensão Elétrica (V)
Cor
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e E
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A)
0 2000 4000 6000 8000 10000
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Sem envelhecimento Envelhecida 500 h em WOM Envelhecida 1000 h em WOM
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Cobertura Circularamostra de Cobertura Circular
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Cobertura Circularamostra de Cobertura Circular
RESULTADOS RESULTADOS
Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial Amostras envelhecidas em câmara de intemperismo artificial
Ensaios elétricos em corrente alternada e contínuaEnsaios elétricos em corrente alternada e contínua
00:00
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Lençolamostra de Lençol
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para função da tensão CC para
amostra de Lençolamostra de Lençol
Amostras envelhecidas termicamente a 110 Amostras envelhecidas termicamente a 110 00CC
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
1
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4
5
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Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Co
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nte
Elé
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A)
0 2000 4000 6000 8000 10000
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Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Cor
rent
e E
létr
ica
(A)
Tensão Elétrica (V)
RESULTADOS RESULTADOS
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
00:00
0 2000 4000 6000 8000 1000010
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10-9
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10-6
10-5
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Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Co
rre
nte
Elé
tric
a (
A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Mantaamostra de Manta
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para função da tensão CC para
amostra de Mantaamostra de Manta
RESULTADOS RESULTADOS
Amostras envelhecidas termicamente a 110 Amostras envelhecidas termicamente a 110 00CC
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
0
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Sem envelhecimento) Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Cor
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A)
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0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
0
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6
Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Cor
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mA
)
0 2000 4000 6000 8000 1000010
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Sem envelhecimento) Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Co
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(A)
Tensão Elétrica (V)
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para função da tensão CA para
amostra de Cobertura Circularamostra de Cobertura Circular
Variação da corrente elétrica em Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para função da tensão CC para
amostra de Cobertura Circularamostra de Cobertura Circular
RESULTADOS RESULTADOS
Amostras envelhecidas termicamente a 110 Amostras envelhecidas termicamente a 110 00CC
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
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0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
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Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Tensão Elétrica (V)
Cor
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0 2000 4000 6000 8000 10000
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Sem envelhecimento Envelhecida 7 dias a 110 C Envelhecida 21 dias a 110 C Envelhecida 45 dias a 110 C
Corr
en
te E
létr
ica
(A
)
Tensão Elétrica (V)
RESULTADOS
Variação da corrente elétrica em função da Variação da corrente elétrica em função da tensão CA para amostra de Cobertura de tensão CA para amostra de Cobertura de
CondutorCondutor
Variação da corrente elétrica em função Variação da corrente elétrica em função da tensão CC para amostra de da tensão CC para amostra de
Cobertura de CondutorCobertura de Condutor
Amostras envelhecidas termicamente a 110 Amostras envelhecidas termicamente a 110 00CC
Ensaios Elétricos em Corrente Alternada e ContínuaEnsaios Elétricos em Corrente Alternada e Contínua
00:00
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga CA e alongamento para as amostras de borracha CA e alongamento para as amostras de borracha
natural envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 natural envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em câmara de intemperismo artificial por 1000hdias e em câmara de intemperismo artificial por 1000h
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga CC e alongamento para as amostras de borracha CC e alongamento para as amostras de borracha natural envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 natural envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45
dias e dias e em câmara de intemperismo artificialem câmara de intemperismo artificial por 1000h por 1000h
RESULTADOS
Gráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de FugaGráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de Fuga
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
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-10
Ruim eletricamente e mecanicamenteBoa eletricamente
Ruim mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Lençol envelhecido 45 dias a 110 ºC Lençol envelhecido 1000 h em WOM Manta envelhecido 45 dias a 110 ºC Manta envelhecido 1000 h em WOM
Alo
ngam
ento
(%
)
Corrente elétrica (mA)
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
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-10Ruim eletricamente e mecanicamenteBoa eletricamente
Ruim mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Lençol envelhecido 45 dias a 110 ºC Lençol envelhecido 1000 h em WOM Manta envelhecido 45 dias a 110 ºC Manta envelhecido 1000 h em WOM
Alo
ngam
ent
o (%
)
Corrente elétrica (mA)
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
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10-4
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Corrente elétrica CA (mA)
Alo
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am
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cobertura circular envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura circular envelhecida 1000 h em WOM cobertura de condutor envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura de condutor envelhecida 1000 h em WOM
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Ruim eletricamente e mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Boa eletricamenteRuim mecanicamente
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga AC e alongamento para as amostras de polietileno AC e alongamento para as amostras de polietileno
envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em câmara de intemperismo artificialcâmara de intemperismo artificial por 1000h por 1000h
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cobertura circular envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura circular envelhecida 1000 h em WOM cobertura de condutor envelhecida 45 dias a 110 ºC cobertura de condutor envelhecida 1000 h em WOM
Corrente elétrica CA (mA)
Alo
ng
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ento
(%
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Ruim eletricamente e mecanicamente
Ruim elétricamenteBoa mecanicamente
Boa elétricamente e mecanicamente
Boa eletricamenteRuim mecanicamente
Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga Resultado comparativo entre corrente elétrica de fuga DC e alongamento para as amostras de polietileno DC e alongamento para as amostras de polietileno
envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em envelhecidas termicamente a 110 ºC por 45 dias e em câmara de intemperismo artificial por 1000hcâmara de intemperismo artificial por 1000h
RESULTADOS
Gráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de FugaGráficos Comparativos entre Alongamento e Corrente Elétrica de Fuga
00:00
Metodologias Propostas Para Ensaios Mecânicos não destrutivos Metodologias Propostas Para Ensaios Mecânicos não destrutivos • Medida de dureza para elastômeros.Medida de dureza para elastômeros.
• Coberturas circulares e de condutores foram desenvolvidos equipamentos onde Coberturas circulares e de condutores foram desenvolvidos equipamentos onde se mede a deformação máxima aceitável em função dos diâmetros originais ou da se mede a deformação máxima aceitável em função dos diâmetros originais ou da abertura dos equipamentos,abertura dos equipamentos,
• Para avaliar as propriedades mecânicas de varas de manobra medida de flecha Para avaliar as propriedades mecânicas de varas de manobra medida de flecha sobre esforço estático. Desenvolveu-se um equipamento com o qual se avalia a sobre esforço estático. Desenvolveu-se um equipamento com o qual se avalia a flecha em função do esforço estático a ela aplicado.flecha em função do esforço estático a ela aplicado.
•Todos estes equipamentos e metodologias desenvolvidos serão aplicados na Todos estes equipamentos e metodologias desenvolvidos serão aplicados na COPEL, a fim de se obter a validação dos mesmos. Não são apresentados COPEL, a fim de se obter a validação dos mesmos. Não são apresentados detalhes dos equipamentos e técnicas em função da realização do pedido de detalhes dos equipamentos e técnicas em função da realização do pedido de propriedade intelectual e industrial dos mesmos.propriedade intelectual e industrial dos mesmos.
RESULTADOS
00:00
A formulação de elastômero usada na confecção da Manta A formulação de elastômero usada na confecção da Manta apresentou maior resistência à foto e termo oxidação quando apresentou maior resistência à foto e termo oxidação quando comparada com a Lençol. comparada com a Lençol.
A amostra Cobertura de Condutor apresentou menor variação das A amostra Cobertura de Condutor apresentou menor variação das propriedades mecânicas se comparada às amostras Cobertura propriedades mecânicas se comparada às amostras Cobertura Circular em função do tempo de envelhecimento. Circular em função do tempo de envelhecimento.
As amostras comprometidas mecanicamente não apresentaram As amostras comprometidas mecanicamente não apresentaram alterações significativas nos ensaios elétricos, indicando a alterações significativas nos ensaios elétricos, indicando a importância de realização de ensaios mecânicos na avaliação importância de realização de ensaios mecânicos na avaliação desses equipamentos ao longo do tempo de uso.desses equipamentos ao longo do tempo de uso.
Constatou-se a necessidade de investimentos para o Constatou-se a necessidade de investimentos para o desenvolvimento de estudos mais aprofundados sobre avaliação desenvolvimento de estudos mais aprofundados sobre avaliação das propriedades mecânicas de equipamentos de linha viva.das propriedades mecânicas de equipamentos de linha viva.
CONCLUSÕESCONCLUSÕES
00:00
• À ANEEL, Copel e LACTEC;À ANEEL, Copel e LACTEC;
• Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.Ao CNPq pelo benefício da Lei 8010/90.
Contatos dos Autores:Contatos dos Autores:
Anselmo Pombeiro: ansel@copel.comAnselmo Pombeiro: ansel@copel.com
Marilda Munaro: marilda@lactec.org.brMarilda Munaro: marilda@lactec.org.br
Edemir Luiz Kowalski: edemir@lactec.org.brEdemir Luiz Kowalski: edemir@lactec.org.br
Rafael Pires Machado: rafael.machado@lactec.org.brRafael Pires Machado: rafael.machado@lactec.org.br
AGRADECIMENTOS E CONTATOS
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