Descomplicando
Energia Nuclear
Através de profundos estudos nos campos da física e química, o ser humano observou nos átomos de alguns elementos químicos a propriedade de, a partir de reações nucleares, transformar massa em energia.
Através de profundos estudos nos campos da física e química, o ser humano observou nos átomos de alguns elementos químicos a propriedade de, a partir de reações nucleares, transformar massa em energia.
Em alguns elementos este processo pode ocorrer espontaneamente na natureza, já em outros é necessário que a reação seja provocada por técnicas específicas. Reações nucleares podem ser divididas em dois tipos, a fissão, quando o núcleo atômico se divide em uma ou mais partículas, e a fusão, onde dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento único.
As usinas nucleares podem ser organizadas sob diversos critérios, a mais comum é a ordenação por tipos de reator:
Reator de água pressurizada (PWR);
REATOR DE ÁGUA FERVENTE (BWR);
REATOR DE GÁS URÂNIO NATURAL GRAFITE (GCR);
REATOR DE GÁS AVANÇADO (AGR);
REATOR RESFRIADO A GÁS DE TEMPERATURA ELEVADA (HTGCR);
REATOR NUCLEAR DE ÁGUA PESADA (HWR);
REATOR REPRODUTOR RÁPIDO (FBR).
No Brasil existe somente um tipo de reator nuclear, o PWR, ele, ao lado de seu semelhante BWR, são os modelos de reatores mais utilizados no mundo. Abaixo, é explicado o modelo PWR.
A reação de fissão ocorre dentro de varetas do elemento combustivel, liberando energia em forma de calor e aquecendo a água, que passa pelo reator a uma temperatura de até 320°C (no modelo BWR a água é transformada em vapor neste momento, e depois condensada para retornar ao ciclo).
Para evitar que a água aquecida entre em ebulição durante o processo, ela é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
A água aquecida viaja até um tanque de água fria, em um segundo sistema independente, a qual em contato com altas temperaturas vaporiza, e movimenta a turbina da usina, que por sua vez aciona um gerador elétrico, responsável por transformar a energia do sistema em eletricidade.
Após isso, o vapor é condensado quando passa por uma câmara de água do mar, vinda de um terceiro sistema independente, e volta ao sistema em forma líquida para manter o funcionamento circular. O funcionamento e organização dos sistemas é ilustrado na figura 1.
Observação: tanto o modelo PWR quanto o BWR operam de forma similar, diferenciam-se somente no processo de vaporização da água.
Fonte: Elaboração CBIE
O processo de geração nuclear carrega um estigma negativo devido aos acidentes nucleares já ocorridos, e ao risco mortal e silencioso que representa a radioatividade, porém, nos modelos aplicados atualmente são construídas uma série de sistemas de segurança independentes para casos de falha. Um exemplo é a "Defesa em Profundidade", conceito de projeto que consiste na criação de barreiras físicas sucessivas que irão manter a radiação sob total controle, as varetas de urânio são seladas e fabricadas com uma liga metálica especial, o vaso do reator funciona como uma barreira estanque, o envoltório de aço especial com 3 centimetros de espessura é projetado para aguentar os piores cenários possíveis, entre outras medidas de segurança.
Zero emissões de gases efeito estufa;
Produção contínua;
Bom uso de espaço, sobretudo próximo a centros urbanos;
Combustível abundante.
GERAÇÃO DE RESÍDUOS TÓXICOS;
CUSTO ELEVADO;
INSEGURANÇA POPULAR;
A participação da energia nuclear na matriz energética brasileira é tímida, permanecendo em cerca de 2%, entre 2001 e 2021. Em 1974, após aproximadamente duas décadas de cooperação com os Estados Unidos para desenvolvimento da indústria nuclear brasileira com importação de recursos americanos, o país norte-americano decidiu suspender o fornecimento de urânio enriquecido para novas usinas. Diante disto, o governo brasileiro se viu na necessidade de redefinir suas políticas nucleares e adotar uma postura mais agressiva.
Em 1975, foi assinado o Acordo Nuclear Brasil-Alemanha, onde o país se comprometia a desenvolver, em conjunto com empresas alemãs, oito reatores nucleares de grande porte para geração de eletricidade, além da implantação de uma indústria teuto-brasileira para a fabricação de componentes e combustível para a indústria nuclear por um prazo de 15 anos. Dentre as oito unidades prometidas, apenas duas estão em operação hoje e uma ainda em fase de construção.
Todos os projetos brasileiros se concentram no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro, na Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA) e são nomeados, Angra 1, Angra 2 e Angra 3. O primeiro reator entrou em operação em 1985, opera com um reator de água pressurizada (PWR) e tem potência instalada de 640 MW,
suficiente para suprir uma cidade com até 1 milhão de habitantes. Já o segundo reator começou a operar comercialmente no início de 2001, e possui potência instalada de 1.350 MW e utiliza tecnologia PWR. Já o terceiro reator, ainda em construção, contará com 1,405 MW de capacidade instalada e não possui data prevista para entrar em operação.
Apesar de ser considerada uma energia limpa, a fonte nuclear recebe pouca atenção no Brasil como uma alternativa aos combustiveis fóssels. Apenas o reator de Angra 3 consta no Plano Decenal de Energia (PDE) 2030 e é fruto ainda do Acordo Nuclear Brasil-Alemanha.
A tecnologia nuclear foi desenvolvida no periodo da segunda guerra mundial, e, logo após o fim dos conflitos, se transformou em métrica de poder entre as potências da Guerra Fria, Reatores nucleares podem ser divididos em três finalidades: civil, bélico e de pesquisa. Os reatores civis são aqueles utilizados para suprimento de energia elétrica da população comum, os bélicos são utilizados para abastecimento de maquinário de guerra, enquanto os reatores de pesquisa são utilizados para realização de estudos a respeito do processo.
A primeira usina nuclear do mundo a fornecer eletricidade à rede de distribuição, chamada de Primeira Central Nuclear, foi inaugurada no dia 27 de junho de 1954, na cidade de Obninsk, localizada na antiga União da Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS). Durante a segunda metade do século XX, diversos países realizaram investimentos no sentido do desenvolvimento de uma indústria nuclear
nacional, buscando, através de pesquisas e acordos, obter a tecnologia necessária. Entretanto, ainda que a fonte apresente alto rendimento desde sua concepção, questões de segurança se mostram um grande obstáculo para seu avanço. Após dois catastróficos acidentes de reatores nucleares, Chernobyll e Fukushima, a confiança da população na fonte ficou abalada.
Em 2018, segundo dados da International Energy Agency (IEA), a energia nuclear representava 10,1% da matriz elétrica mundial. Em 2020, de acordo com a World Nuclear Association, 441 reatores estavam em operação ao redor do mundo e forneceram, ao longo do ano, 2.553 terawatts hora (TWh) de eletricidade. A associação estima que, em 2021, aproximadamente 50 reatores estavam em construção, representando o equivalente a cerca de 15% da capacidade instalada de 2020.
Defensores da energia nuclear vêem o futuro da energia em pequenos reatores modulares, ou SMRS. Esses minirreatores produziriam até 300 megawatts de energia, em comparação com mais de 1.000 megawatts para algumas grandes usinas de energia agora em operação. Eles podem ser implantados sozinhos ou como parte de uma planta com vários módulos, e são projetados para serem construídos em fábricas e enviados ao seu destino final. Eles são instalados, ao invés de construídos do zero como usinas tradicionais. Muitos de seus componentes podem ser produzidos em massa nas fábricas.
