VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS USINAS NUCLEARES

     Apesar da possibilidade de acidentes ao longo da vida de uma usina nuclear é comprovada a eficácia destas estruturas em desempenhar sua função e produzirem energia de forma muito mais limpa. Uma das principais vantagens que podem ser citadas é a quantidade de urânio-235 necessária para produzir energia. Apenas 10g de urânio podem ser suficientes para produzir a mesma quantidade de energia que 700 kg de petróleo e 1200 kg de carvão. A eficiência das usinas nucleares é fantástica comparando-a com a eficiência de uma usina termoelétrica, por exemplo. As usinas nucleares não lançam gases estufa no planeta, logo elas não contribuem para o aquecimento global. É uma forma muito mais limpa de produzir energia elétrica.

     Em relação às desvantagens de uma usina nuclear podemos citar alguns itens. Um dos principais problemas que uma usina nuclear pode causar é o lixo radioativo. Esse material é resultado da fissão nuclear e por ser radioativo não pode ser deixado exposto uma vez que essa radiação causaria problemas para a fauna e flora da região em que o material se encontra. O lixo radioativo de uma usina nuclear pode demorar centenas de anos para perder suas propriedades radioativas, todavia não são uma ameaça maior que os dejetos produzidos por outros tipos de usinas, uma vez que o material radioativo só precisa ser armazenado em lugares protegidos sem jamais causar qualquer tipo de problema. Enquanto as usinas nucleares apresentam como subproduto apenas o material radioativo que só precisa ser armazenado de forma devida, usinas como termoelétricas produzem como subprodutos dióxido de carbono e outros gases que são acusados de acelerar o aquecimento global.

     Existe ainda um fator de risco, muito mais evidente, que é a possibilidade de explosão de uma usina nuclear. Como vimos, os processos de fissão resultam em um aquecimento considerável do urânio. Esse aquecimento, se não for controlado, pode causar a fusão do reator e originar um acidente nuclear de grandes proporções. Esse tipo de acidente nuclear é problemático pois a radiação do urânio iria ser levada pelos ventos da atmosfera e se espalhar por uma grande área, afetando diversos seres. E este é o grande risco de se ter uma usina nuclear, a possível ruptura da usina e liberação de material radioativo.

     Apesar de sempre existir a possibilidade do vazamento da radiação isso é extremamente improvável. De fato, durante toda a história das usinas nucleares o único acidente que ocorreu devido a falha humana foi o de Chernobyl em 1986. Graças aos rígidos protocolos de segurança que essas usinas são obrigadas a seguir as chances de uma usina explodir são realmente muito pequenas.

Leia mais no Oficina da Net: Como funciona: Usina nuclear

Resumindo: 

Vantagens da sua ultilização:
- É uma energia de baixo custo e bastante rentável;
- Existem jazidas de combustíveis que permitem a operação das centrais nucleares durante muitos anos;
- A operação normal de um reactor nuclear não provoca poluição ambiental.

Desvantagens da sua utilização:
- Perigosa para o ambiente devido ao risco de ocorrerem explosões nucleares ou fugas radioactivas para o exterior;
- Poluição térmica.

PROJETO BRASILEIRO DE GERAÇÃO DE ENERGIA NUCLEAR

A Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto é formada pelo conjunto das usinas nucleares Angra I, Angra II e Angra III (em construção), de propriedade da Eletronuclear, subsidiária das Centrais Elétricas Brasileiras - Eletrobrás. São o resultado de um longo Programa nuclear brasileiro que remonta à década de 1950 com a criação do CNPq liderado na época principalmente pela figura do Almirante Álvaro Alberto da Mota e Silva, que lhe empresta o nome.

Angra I ao fundo e Angra II em primeiro plano

Localização

A Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA) está localizada às margens da rodovia BR-101, na praia de Itaorna, aproximadamente a meio caminho entre os centros dos municípios de Angra dos Reis e Paraty, no estado do Rio de Janeiro. As razões determinantes dessa localização foram a proximidade dos 3 principais centros de carga do Sistema Elétrico Brasileiro (São Paulo, Belo Horizonte e Rio de Janeiro), a necessária proximidade do mar, e a facilidade de acesso para os componentes pesados.

A interligação elétrica da usina ao sistema elétrico é feita por três linhas de transmissão em 500 kV para as subestações de Cachoeira Paulista - SP, São José (Belford Roxo - RJ) e Grajaú (Rio de Janeiro - RJ). Uma interligação em 138 kV existe para alimentar os sistemas da usina nos períodos de parada.

Instalações

Além das usinas Angra I e II, e das obras da Usina Angra III, a área da Central abriga ainda 2 subestações elétricas (138 e 500 kV) operadas por Furnas Centrais Elétricas S.A., os depósitos de armazenamento de rejeitos de baixa e média atividade, e diversas instalações auxiliares (prédios de engenharia, almoxarifados, etc).

A potência total das usinas é de 2007 MW, dos quais 657MW em Angra I e 1350MW em Angra II. Adicionalmente está em construção a usina nuclear Angra III, com capacidade idêntica a Angra II e entrada em operação prevista para 2014.

Nas cercanias da Central existem ainda as vilas residenciais de Praia Brava e Mambucaba, que abrigam os operadores das usinas além de laboratórios de monitoração ambiental, centros de treinamento e hospitais. 

História 

Em 1982, após longo período de construção, teve início a operação comercial da Usina Angra 1, com 657 MW. O início da vida da usina foi marcado por diversos problemas, que levavam a constantes interrupções na operação. Houve mesmo longo litígio entre Furnas Centrais Elétricas, então operadora da usina e a Westinghouse, sua fornecedora. A partir de 1995, com a solução dos problemas técnicos e com o aprendizado das equipes de operação e manutenção, o desempenho da usina, medido pelo seu fator de capacidade, melhorou substancialmente.

Em 2000 entrou em operação a Usina Angra II com 1350 MWe. Esta usina foi construída com tecnologia alemã Siemens/KWU, ainda no âmbito do Acordo Nuclear Brasil-Alemanha. Em  seu primeiro ano de operação, Angra 2 atingiu um fator de capacidade de quase 90% (2001).

Em 2010 foram produzidos na Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto 14.415 gigawatts-hora (GWh), correspondendo a 3% do consumo de energia elétrica do Sistema Interligado Nacional.

De 1985, quando entrou em operação comercial a usina Angra I, até 2005 a produção acumulada de energia das usinas nucleares Angra I e Angra II somam 100.000 GWh. Isso equivale à produção anual da usina hidrelétrica Itaipu Binacional ou ainda à iluminação do estádio do Maracanã por 150 mil anos.

Essa quantidade de energia seria suficientes para iluminar o Cristo Redentor por 1,8 milhão de anos; a Passarela do Samba (Sambódromo) por 28,9 mil anos, com os monumentos acesos 12 horas/dia nos 365 dias do ano. A produção acumulada de energia das usinas nucleares brasileiras seria suficiente, ainda, para abastecer por mais de 60 anos toda a iluminação pública da cidade do Rio de Janeiro ou o consumo do estado do Rio durante três anos. Nos próximos seis ou sete anos, as duas usinas poderão repetir este número, gerando uma média de 15.000 gigawatts.hora/ano.

A Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto gera 2000 empregos diretos e cerca de 10.000 indiretos no Estado do Rio de Janeiro.

COMO FUNCIONA UMA USINA NUCLEAR ?

Produzindo energia elétrica na usina nuclear

Existem diversos tipos de usinas nucleares, entretanto seu princípio é fundamentalmente o mesmo. As pastilhas, péletes (forma de pílula) ou ainda varetas de urânio são responsáveis por todo o processo de geração de energia. Ele se inicia com a reação nuclear de fissão que gera um enorme volume de energia que tem como subproduto o calor. Esse calor será utilizado para aquecer grandes quantidades de água. A água nos reatores possui dois papéis importantes: por um lado é responsável por girar uma turbina que por sua vez gira um gerador elétrico que é o equipamento que cria a energia elétrica e por outro é responsável por ajudar a controlar a temperatura da fissão, caso contrário o urânio poderia superaquecer e derreter.

     O vapor de água passa pela turbina à temperaturas extremamente altas. Esse vapor é resfriado por um sistema de troca de calor, que pode ser um sistema isolado com, por exemplo, líquidos ou gases refrigerantes com a finalidade de transformar o vapor em água liquida para o ciclo continue. Usinas nucleares que possuem esse sistema podem operar em temperaturas mais altas produzindo assim mais energia. Hastes de controle são introduzidas no sistema para, juntamente com a água, ajudar a controlar a temperatura do reator. Essas hastes possuem a capacidade de absorver nêutrons, impedindo assim futuras quebras atômicas que estes desencadeariam reduzindo, portanto, a temperatura do sistema. A quantidade de hastes depende de cálculos precisos feitos de acordo com o nível de enriquecimento de urânio, capacidade de resfriamento da água entre outros fatores.

As turbinas, que são impulsionadas pelo vapor, giram rapidamente devido a pressão do gás que passa em alta velocidade. Utilizando um princípio parecido com a utilizada por usinas hidroelétricas, as usinas nucleares transformam a energia cinética do gás em energia mecânica que gira as turbinas que por sua vez girará um gerador elétrico. Esse gerador irá criar energia elétrica que será levada para torres de transmissão e distribuída na rede de energia.

Leia mais no Oficina da Net: Como funciona: Usina nuclea

UTILIZAÇÃO DA ENERGIA NUCLEAR

A Energia Nuclear pode ser utilizada de diversas formas, algumas passíficas e outras bélicas:

Bomba atômica

As bombas nucleares fundamentam-se na reação nuclear (fissão nuclear) descontrolada e portanto explosiva. A eficácia da bomba atômica baseia-se na grande quantidade de energia liberada e em sua toxicidade, que apresenta duas formas: radiação e substâncias emitidas (produtos finais da reação e materiais que foram expostos à radiação), ambas radioativas. A força da explosão é de 5 mil até 20 milhões de vezes maior, se comparada a explosivos químicos. A temperatura gerada em uma explosão termonuclear atinge de 10 até 15 milhões de graus Celsius no centro da explosão.
Na madrugada do dia 16 de julho de 1945, ocorreu o primeiro teste nuclear da história, realizado no deserto de Alamogordo, Novo México, o chamado Trinity Test.

 

Fig 01 - Imagem da explosão gerada durante oTrinity Test

O segundo teste, empregado pela primeira vez para fins militares durante a Segunda Guerra Mundial, foi na cidade japonesa de Hiroshima e o terceiro, na cidade de Nagasaki. Essas explosões mataram ao todo cerca de 155.000 pessoas imediatamente, além de 110.000 pessoas morrerem durante as semanas seguintes, em consequência dos efeitos da radioatividade. Além disso, suspeita-se que até hoje mais 400.000 morreram devido as efeitos de longo prazo da radioatividade.

As bombas termonucleares são ainda mais potentes e fundamentam-se em reações de fusão de hidrogênio (Bomba H) ativadas por uma reação de fissão prévia. A bomba de fissão é o ignitor (estopim) da bomba de fusão devido à elevada temperatura para iniciar o processo da fusão.

Aplicação civil

A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Brasil, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coreia do Norte, Paquistão e Índia, entre outros. 

A percentagem da energia nuclear na geração de energia mundial é de 6,5 % (1998,UNDP) e de 16 % na geração de energia elétrica. No mês de janeiro 2009 estavam em funcionamento 210 usinas nucleares em 31 países com ao todo 438 reatores produzindo a potência elétrica total de 372 GW.

Existem ainda 117 usinas nucleares desligadas, que seriam capazes de gerar mais 35 GW,  além das outras 42 usinas nucleares que estão em construção atualmente e que quando forem ligadas gerarão juntas mais 33 GW.

Fig. 02 - Usina Nuclear de Cattenom na França. O vapor que sai das torres de resfriamento não é radioativo, nem poluente.