O Brasil tem uma das maiores reservas mundiais de urânio e detém a cobiçada tecnologia para seu enriquecimento. Mas para viabilizar um futuro promissor de energia abundante e limpa é necessário um esforço continuado de pesquisa e desenvolvimento, capaz de superar desafios econômicos e de aceitação pública da energia nuclear. Ao mesmo tempo será preciso investir fortemente na formação de recursos humanos.

O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Reatores Nucleares Inovadores surge em resposta a estas questões, agregando os esforços de nossos cientistas, para oferecer à sociedade pesquisa de alta qualidade sobre novos conceitos de reatores nucleares.

"O futuro da engenharia nuclear do País nunca dependeu tanto disso", afirma o professor Aquilino Senra Martinez, que lidera uma equipe de 48 profissionais, todos brasileiros, pertencentes às instituições que desenvolvem atividades de pesquisa em reatores nucleares de potência. A sede do Instituto funciona na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Ao longo dos próximos três anos, pesquisadores e estudantes de pós-graduação e técnicos de apoio, totalizando mais de 100 profissionais, trabalharão na busca de geração de energia, com enfoque na energia elétrica. Martinez lembra que o Brasil precisa de energia para seu desenvolvimento, mas que para o aumento da produção, se mantida a atual estrutura da matriz energética nacional, gerará forte impacto nas questões de recursos hídricos, do uso da terra e da preservação do meio ambiente.

Em nível mundial, outra questão que preocupa o pesquisador diz respeito ao aumento das emissões de gases de efeito estufa resultantes da queima de combustíveis fósseis e suas consequências climáticas. "A produção de energia elétrica por meio de usinas nucleares não contribui para o aquecimento global", observa Martinez.

Para isso, acrescenta, esforços consideráveis vêm sendo feitos para viabilizar a chamada "economia do hidrogênio", que busca substituir a queima de combustíveis fósseis pela utilização de hidrogênio em células de combustível, inclusive para uso em veículos automotores. "Como o hidrogênio não é uma fonte primária de energia, uma das opções consideradas promissoras para produzi-lo envolve a associação de usinas nucleares com fábricas para produção de hidrogênio", explica.

Martinez acredita que com um esforço coordenado de 10 anos contínuos teremos uma área de C&T em Reatores Nucleares bem consolidada. "Há no País uma capacidade instalada nas universidades e nos institutos de pesquisa na área de tecnologia nuclear que é reconhecida internacionalmente. Apenas para exemplificar, o Brasil é um dos nove países do mundo que dominam integralmente o ciclo do combustível nuclear, nele incluído o enriquecimento do urânio. Esse domínio é resultado da competência dos cientistas que atuam em pesquisa e desenvolvimento do setor nuclear", diz.

No entendimento do coordenador, a maior importância do Instituto refere-se ao aspecto estratégico do desenvolvimento autônomo da tecnologia nuclear do País. Para ele, no setor da energia nuclear a tecnologia não é transferida pelos países que a detêm, sendo necessário a ampliação em escala nacional do conhecimento e domínio da tecnologia de reatores avançados.

"Ou seja, devemos estar preparados para superar gargalos tecnológicos que possam dificultar o incremento do setor nuclear civil", diz Martinez. Ele também ressalta que as atividades do Instituto serão sentidas no médio prazo, quando a tecnologia começar a ser transferida para o setor produtivo.

Segundo Martinez, trabalham no desenvolvimento de tecnologias inovadoras de reatores nucleares pesquisadores das universidades Federais do Rio de Janeiro (UFRJ), de Minas Gerais (UFMG), do Rio Grande do Sul (UFRGS) e Universidade Estadual do Rio de Janeiro (Uerj). Além destas instituições, participam dos estudos o Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), em Belo Horizonte (MG), o Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste, em Recife (PE), o Instituto de Energia Nuclear (IEN), no Rio de Janeiro, o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), em São Paulo, e o Instituto Militar de Engenharia (IME), também no Rio.

Os pesquisadores trabalharão nas instituições de origem. Os líderes das linhas de pesquisa e representantes das instituições se reunirão periodicamente e, pelo menos uma vez por ano, haverá encontro de todos para apresentação dos resultados parciais das pesquisas realizadas. Nos três anos iniciais do projeto serão investidos R$ 2,4 milhões, mas outros recursos serão alocados em função da contrapartida das instituições participantes e de financiamentos das empresas do setor nuclear.

No geral, os pesquisadores buscam um conjunto de tecnologias inovadoras em quatro reatores nucleares: ADS – Accelerator Driven System – Reator Guiado por Aceleradores de Partículas; PWR – Pressurized Water Reactor – Reator a Água Pressurizada; Iris – International Reactor Innovative and Secure – Reator Internacional Inovador e Seguro; e o VHTR – Very High Temperature Reactor – Reator de Temperatura Muito Alta.

Função de cada reator

ADS - É um novo conceito de reator nuclear subcrítico, no qual um acidente de criticalidade tal como o da usina nuclear de Chernobyl, na ex-União Soviética, seria impossível de ocorrer. A idéia original foi proposta pelo físico e Prêmio Nobel, Carlo Rubia, a qual consiste no uso de um acelerador de prótons de alta energia em um conjunto subcrítico de material físsil e transurânios, imersos num meio de chumbo.

- É um novo conceito de reator nuclear subcrítico, no qual um acidente de criticalidade tal como o da usina nuclear de Chernobyl, na ex-União Soviética, seria impossível de ocorrer. A idéia original foi proposta pelo físico e Prêmio Nobel, Carlo Rubia, a qual consiste no uso de um acelerador de prótons de alta energia em um conjunto subcrítico de material físsil e transurânios, imersos num meio de chumbo.

O principio básico desta alternativa de geração de energia permite eliminar os rejeitos radioativos por meio da transmutação dos transurânios em subprodutos de meia vida curta. Desta forma, seriam eliminados os rejeitos de alta atividade e simultaneamente seria gerada energia elétrica. Com este processo, o combustível queimado, ao invés de ser armazenado por 10 mil anos, necessitaria ser guardado por apenas 250 anos.

Esta tecnologia tem recebido da comunidade científica uma atenção especial. Nos países centrais são investidas cifras altíssimas para o desenvolvimento deste conceito, que tem por meta eliminar o inventário de rejeitos radioativos queimados nos reatores nucleares em operação.

PWR - É um reator nuclear , moderado e resfriado a água pressurizada. Do número total de usinas nucleares (440) em operação no mundo e utilizadas em 19 países, 57% são de modelo com reatores nucleares moderados e refrigerados a água leve comum e pressurizada (PWR).

- É um reator nuclear , moderado e resfriado a água pressurizada. Do número total de usinas nucleares (440) em operação no mundo e utilizadas em 19 países, 57% são de modelo com reatores nucleares moderados e refrigerados a água leve comum e pressurizada (PWR).

As usinas nucleares Angra 1 e Angra 2, em Angra dos Reis (RJ), têm reatores nucleares de modelo PWR, os quais têm boas características de segurança. Os reatores PWR atuais, que estão em operação no mundo, são considerados de segunda geração. O INCT de Reatores Nucleares Inovadores pesquisará e proporá soluções tecnológicas para esses modelos de reatores, mas de terceira geração.

Iris - É um reator a água pressurizada que utiliza o conceito de segurança passiva, ou seja, o próprio projeto diminui ou elimina crucialmente as chances de acidentes, em comparação com os reatores convencionais. O reator tem um projeto integrado, significando que os geradores de vapor, bombas, pressurizador e blindagem do núcleo se encontram dentro do vaso de pressão.

- É um reator a água pressurizada que utiliza o conceito de segurança passiva, ou seja, o próprio projeto diminui ou elimina crucialmente as chances de acidentes, em comparação com os reatores convencionais. O reator tem um projeto integrado, significando que os geradores de vapor, bombas, pressurizador e blindagem do núcleo se encontram dentro do vaso de pressão.

Nos reatores PWR convencionais, estes componentes são individualizados e conectados ao vaso de pressão pelas tubulações do circuito primário. A ausência desse circuito é uma das grandes vantagens desse projeto. Por ele circula a água aquecida no reator – que por sua vez, troca calor com a água do circuito secundário, que é, então, vaporizada. Este vapor, por pressão, movimenta as turbinas da usina, gerando, assim energia elétrica.

No Iris, a água circula dentro do vaso de pressão – onde estão os elementos combustíveis. Dos poucos incidentes ocorridos na história das usinas nucleares, o rompimento das tubulações do circuito primário, cuja água pode conter materiais radiativos, é uma das principais causas.

VHTR - É um reator térmico, moderado a grafite, refrigerado a hélio, e com um ciclo aberto para o elemento combustível (urânio). Seu objetivo principal é um desenvolvimento relativamente rápido de um sistema para aplicações de calor a altas temperaturas, como gaseificação de carvão e produção termoquímica de hidrogênio (por meio de calor e água, utilizando o processo termoquímico iodo-enxofre (I-S) com maior eficiência; ou por meio de calor, água e gás natural, aplicando a tecnologia de reforma do vapor).

O VHTR pode ser empregado em refinarias e indústrias petroquímicas para substituir diversos processos de produção de calor a temperaturas variadas, incluindo a produção de hidrogênio. Temperaturas de saída do núcleo acima de mil graus centígrados permitiriam a aplicação de tecnologias nucleares para produção de aço, óxido de alumínio e alumínio. O VHTR é considerado um reator de quarta geração.

Institutos Nacionais

O Sistema Nacional de Ciência e Tecnologia (SNCT) tem, desde novembro passado, 123 novos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCT). O Programa, coordenado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) terá recursos de quase R$ 600 milhões, para os próximos cinco anos, e é operado em parceria com seis fundações estaduais de amparo à pesquisas - Faps -, além dos ministérios da Saúde e da Educação, da Petrobrás e do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).

Eles trabalham em projetos englobando 19 áreas consideradas estratégicas pelo Plano de Ação em Ciência, Tecnologia e Inovação (PACT&I – 2007-2010), como Biotecnologia, Nanotecnologia, Tecnologias da Informação e Comunicação, Saúde, Biocombustíveis, Energia Elétrica, Hidrogênio e Fontes Renováveis de Energia, Petróleo, Gás e Carvão Mineral, Agronegócio, Biodiversidade e Recursos Naturais, Amazônia, Semi-Árido, Mudanças Climáticas, Programa Espacial, Programa Nuclear, Defesa Nacional, Segurança Pública, Educação, Mar e Antártica e Inclusão Social. Metas abrangentes

O programa dos INCTs tem metas abrangentes em termos nacionais como possibilidade de mobilizar e agregar, de forma articulada, os melhores grupos de pesquisa em áreas de fronteira da ciência e em áreas estratégicas para o desenvolvimento sustentável do País; impulsionar a pesquisa científica básica e fundamental competitiva internacionalmente; estimular o desenvolvimento de pesquisa científica e tecnológica de ponta associada a aplicações para promover a inovação e o espírito empreendedor, em estreita articulação com empresas inovadoras, nas áreas do Sistema Brasileiro de Tecnologia (Sibratec).

Além de promover o avanço da competência nacional nas devidas áreas de atuação, criando ambientes atraentes e estimulantes para alunos talentosos de diversos níveis, do ensino médio ao pós-graduado, o programa também se responsabilizará diretamente pela formação de jovens pesquisadores e apoiará a instalação e o funcionamento de laboratórios em instituições de ensino e pesquisa e empresas, proporcionando a melhor distribuição nacional de estudo científico-tecnológica, e a qualificação do País em áreas prioritárias para o desenvolvimento regional e nacional.

 

 

 

 É um reator térmico, moderado a grafite, refrigerado a hélio, e com um ciclo aberto para o elemento combustível (urânio). Seu objetivo principal é um