Estudo Numérico do Efeito Pelicular em Cabos Umbilicais Submarinos

Este trabalho apresenta a aplicação do Método dos Elementos Finitos (MEF) para a análise eletromagnética de cabos umbilicais submarinos de potência, com foco na simulação e cálculo do aumento da resistência elétrica sob altas frequências, fenômeno conhecido como Efeito Pelicular (Skin Effect). O modelo bidimensional resolve a equação de difusão magnética no regime harmônico para a seção transversal de um cabo unipolar composto por núcleo condutor, preenchimento dielétrico e blindagem externa. O estudo compara o desempenho de núcleos formados por cobre, prata e alumínio na faixa de 10 Hz a 10 kHz. Os resultados numéricos, obtidos por meio de rotina computacional desenvolvida em MATLAB, evidenciam a concentração do campo magnético na interface do condutor, empurrando a densidade de corrente para a periferia. A análise da razão de aumento da resistência (RCA/RCC) revela que materiais com maior condutividade elétrica sofrem penalidades proporcionais mais severas devido à menor profundidade de penetração da corrente. Conclui-se que o impacto dinâmico do Efeito Pelicular agrava as perdas por efeito Joule, atestando a limitação condutiva de cabos unipolares maciços e reforçando a necessidade técnica de projetos multicondutores nessas condições de operação.