ÁGUA SECA

Pesquisadores apresentam novos estudos com a chamada “água seca”, uma substância peculiar que poderia ajudar no combate ao aquecimento global.

Esse tipo de água em pó tem a propriedade de absorver e armazenar dióxido de carbono e outros gases, como o metano, de forma bastante eficiente.

O estudo foi apresentado no 240º Encontro Nacional da Sociedade Americana de Química pela equipe liderada pelo Professor Andrew Cooper, da Universidade de Liverpool (Inglaterra).

Similar a grãos de açúcar, a substância ganhou o nome porque possui 95% de água e, no entanto, ainda se mantém na forma de um pó. Isso porque cada grão contém uma gota de água cercada de um tipo de sílica modificada - e é essa cobertura que impede que as gotículas se recombinem em forma de líquido.

Apesar da aparência, se esfregada contra a pele, a "água seca" causa um leve resfriamento - uma sensação similar ao contato com a água.

Esse fino pó, ao absorver os gases, forma os chamados hidratos. Ele foi descoberto em 1968 e uma das suas primeiras aplicações foi no uso da indústria de cosméticos já que, além de absorver, ele é capaz de acelerar reações químicas em centenas de produtos.

É por essas propriedades que os pesquisadores acreditam que a água seca possa ser um jeito mais fácil de armazenar e transportar materiais industriais ou outros elementos potencialmente perigosos. A equipe já havia demonstrado, em estudos anteriores, que o pó é bastante útil para guardar metano. O estudo com o gás foi, inclusive, destaque da prestigiada revista Nature. Agora, os resultados mostraram que ele é bastante útil também na absorção de CO2: quase três vezes mais do que somente a água e a sílica descombinadas.

Outras aplicações incluem também o armazenamento de líquidos, especialmente as emulsões (a união de dois ou mais líquidos que não se misturam, como água e óleo). Com a “água seca”, os pesquisadores mostraram que podem transformar uma emulsão em um pó, facilitando o transporte dos líquidos.

Matéria original

TODO DIA COM A QUÍMICA

Um site idealizado pela Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim), contando com patrocínio cultural de Basf, Carbocloro, Clariant, Quattor, Solvay e Dacarto Benvic, explica a química de forma lúdica.
O site conta com desenhos animados que foram transmitidos pela TV Cultura alguns anos atrás.
Existem ao todo 24 desenhos animados, com 30 segundos cada um, o programa tinha como objetivo mostrar que a química está presente em tudo.
Para mais informações visite o site do projeto:

http://www.tododiacomaquimica.com.br/home/

UM DIA SEM QUÍMICA

 

     Estudantes tentaram viver um dia sem usar nada que tivesse algo relacionado com a química, e perceberam que a tarefa é praticamente impossível.
      Eles descobriram que coisas essenciais para a vida atual – e algumas não tão essenciais – contém produtos químicos.
      A lista inclui coisas realmente essencias, como a água tratada, comida, vestuário e medicamentos. E alguns ítens não tão imprescindíveis como o televisor, jornais e revistas.
     As estudantes do "Harrogate Ladie’s College" participaram de um desafio chamado Vida sem química: O desafio de um dia (Life Without Chemicals: A One Day Challenge) que foi organizado pelo grupo Yorkshire Chemical Focus.
      Participaram 150 garotas e o desafio era acumular pontos para cada ítem que usavam e que continha algum produto químico, e também descrever em 30 palavras (ou menos) o que aprenderam com o desafio.
 

Fonte: My Chemical Romance – a short course for students

O MUNDO É FEITO DE ÁTOMOS

        A Grécia Antiga foi o primeiro berço da ideia, que voltou à tona no século 19 como uma das maiores revelações da ciência: a de que por trás de tudo estão os átomos. Adilson de Oliveira descreve o que constitui e o que constroem esses minúsculos tijolos da vida.

Átomos de carbono compõem tanto a grafite nossa de cada dia quanto os cobiçados diamantes. A diferença está na disposição dos átomos nas estruturas (Fotos: Sxc.hu/Zsuzsanna Kilian e Swamibu. Montagem: Júlia Carneiro). 

 "Se, em algum cataclisma, todo o conhecimento científico for destruído e só uma frase puder ser passada para a próxima geração, qual seria a afirmação que conteria maior quantidade de informação na menor quantidade de palavras? Eu acredito que seria a hipótese atômica de que todas as coisas são feitas de átomos..."

Richard Feynman (1918-1988)
em The Feynman Lectures on Physics.

Um dos ipês floridos no campus da Universidade Federal de São Carlos, inspiração para o colunista (foto: Coordenadoria de Comunicação Social/ UFSCar)
 

        Neste mês estamos no final do inverno (que para algumas regiões do Brasil foi muito quente) e no começo da primavera. Em alguns lugares, como no campus da universidade em que trabalho (Universidade Federal de São Carlos – UFSCar) muitos ipês começam a florir. São amarelos e brancos e fazem contraste com muitas outras árvores que estão sem folhas, devido à seca que dura muito tempo.

        Sem dúvida é um belo espetáculo. Se pararmos para pensar, poderemos lembrar de outras belas visões que encontramos em nosso mundo, como as Cataratas do Iguaçu, a praia de Copacabana, o pantanal mato-grossense, Fernando de Noronha, apenas para citar alguns lugares no Brasil.

        Ao observar o céu, com auxílio de telescópios, podemos ter acesso a visões de objetos espetaculares, como Saturno e seus anéis, belas nebulosas, como a de Órion, e galáxias maravilhosas, como a de Andrômeda.

        Como podemos encontrar tanta beleza no universo? Como é possível haver toda essa diversidade? Talvez a resposta mais simples a essa questão seja que todas essas coisas são simplesmente feitas de átomos.

        A ideia de que as coisas são feitas de alguns elementos fundamentais vem desde a Grécia antiga. Filósofos como Anaximandro, que viveu no século 6 a.C., imaginavam que tudo era composto por uma substância primordial denominada Apeiron, que seria uma ‘massa geradora’ dos seres, contendo em si todos os elementos.  Outros, como Anaxímenes (588-524 a.C.), acreditavam que o ar era a substância primordial. 

        Demócrito propunha que tudo o que existe seria constituído por um turbilhão de infinitos átomos de diversos formatos

        Mas, por volta do século 4 a.C., surgiu o conceito de átomo. Demócrito (460-370 a.C.), discípulo Leucipo (século 5 a.C), propunha que tudo o que existe (inclusive a própria alma que animaria os seres vivos) seria constituído por um turbilhão de infinitos átomos de diversos formatos movendo-se ao acaso e se chocando.

        A partir desses choques e movimentos ao longo do tempo, esses átomos se uniriam por suas características, formando as diversas substâncias que encontramos na natureza.

Da antiguidade à era moderna

 

        A palavra átomo em grego quer dizer ‘não divisível’ (a = não; tomo = parte). Embora o conceito fosse interessante, ele foi superado por outras ideias na antiguidade, como o princípio segundo o qual tudo é composto a partir de cinco elementos fundamentais: terra, água, ar e fogo para os objetos terrestres, e o éter para os objetos celestes.

        Um dos grandes problemas para o conceito do átomo era que estes deveriam se mover no vazio, algo que era de difícil concepção para muitos filósofos – entre eles Aristóteles, que construiu a sua visão de universo baseado nos cinco elementos e não no conceito de átomo.

         No século 19, John Dalton resgatou a ideia do átomo como uma pequena esfera

        No começo do século 19, em 1803, o químico inglês John Dalton (1766-1844) resgatou a ideia do átomo como uma pequena esfera, com massa definida e propriedades características de cada elemento químico. Dessa maneira, ele poderia explicar as reações químicas pelo arranjo de átomos, que seriam, para ele, as menores partículas indivisíveis que constituem a matéria.

      No final do século 19, o modelo do átomo foi novamente modificado. Em 1897, J. J. Thomson descobriu o elétron, uma minúscula partícula de carga elétrica negativa. Thomson então imaginou que o átomo seria composto por um ‘caroço duro’ positivo e que os elétrons estariam incrustados nesse ‘caroço’ e poderiam ser arrancados quando se aplicasse, por exemplo, um potencial elétrico sobre o átomo.

        Alguns anos depois, Ernest Rutherford realizava experimentos de colisões de partículas alfa (núcleos de átomos de hélio) em uma fina folha de ouro quando percebeu que algumas partículas atravessavam com facilidade, enquanto outras eram ricocheteadas, como se colidissem com algo mais denso. Dessa forma, ele descobriu que o átomo parecia ter praticamente toda a sua massa concentrada em uma pequena região, enquanto os elétrons estariam muito afastados desse núcleo.

        Atualmente sabemos que o núcleo do átomo é cerca de 100 mil vezes menor que a região na qual ficam os elétrons. O tamanho típico de um átomo é na ordem de 0.1 nanômetro (um nanômetro é um milionésimo de um milímetro).

 

 

 

 

 

Imagem de um átomo de hélio. A nuvem ao redor indica a região onde se encontram os elétrons, com aproximadamente 1 Angstrom (um décimo de um nanômetro). Em destaque, uma imagem do núcleo atômico, com dois prótons e dois nêutrons e cem mil vezes menor que um Angstrom (imagem: Yzmo/ Wikimedia Commons).

 

O que faz cada átomo

 

        O núcleo é composto por prótons, que têm aproximadamente mil vezes a massa do elétron, mas com carga positiva; e por nêutrons, que têm massa similar à do próton, mas sem carga elétrica. É a partir da interação eletromagnética que os elétrons interagem com os prótons no núcleo atômico, e pela interação nuclear forte entre os prótons e nêutrons que se mantém o núcleo coeso.

        Existem 92 tipos de átomo naturais. O menor deles é o hidrogênio, que contém apenas um próton no seu núcleo, e o maior é o urânio, que tem 92 prótons e 146 nêutrons. Já foram produzidos cerca de 26 átomos artificiais, mas eles não são estáveis e rapidamente se desintegram em outros menores. 

        A diferença entre a grafite e o diamante é apenas a disposição dos átomos de carbono nas suas estruturas

        O que diferencia um átomo do outro é essencialmente o número de prótons que cada um contém. Por exemplo: o gás oxigênio que respiramos do ar é uma molécula composta por dois átomos de oxigênio (que contém oito prótons e oito nêutrons).

        Já o carbono, que está presente em inúmeras substâncias, em particular nos seres vivos, formando diversas moléculas orgânicas, tem seis prótons e seis nêutrons.

        O carbono se apresenta também como a grafite utilizada no lápis para escrever e os famosos diamantes que tanto nos fascinam. A grafite é negra e mole, e o diamante é duro e reflete a luz de uma maneira maravilhosa (daí vem a sua beleza). A diferença entre a grafite e o diamante é apenas a disposição dos átomos de carbono nas suas estruturas.

        O mesmo elemento químico, quando arranjado de diferentes formas, produz diferentes propriedades físicas. Esse fenômeno é conhecido como alotropia. O carbono apresenta outras estruturas, como a das bucky balls, nas quais 60 átomos de carbono ficam dispostos como se formassem uma bola de futebol.

        Nesta configuração, os átomos de carbono podem apresentar propriedades magnéticas e supercondutoras, além de suportar grandes tensões (os supercondutores são materiais que em baixas temperaturas conduzem corrente elétrica sem perda de energia. As bobinas das máquinas de ressonância magnética são feitas com esses materiais).

Tecnologia em escala atômica

 

        Atualmente, com o avanço científico e tecnológico, sabemos não apenas que a matéria é feitas de átomos, mas também podemos manipular a matéria em escala atômica e produzir novas coisas.

        A chamada nanotecnologia, que é a tecnologia na escala do nanômetro, vem permitindo o desenvolvimento de novos materiais que são aplicados nos mais diversos ramos. Alguns exemplos são a produção de computadores mais rápidos e baratos, ou a criação de remédios que curam inúmeras doenças. 

         Em um futuro próximo, será possível produzir máquinas feitas de apenas alguns átomos

        Em um futuro próximo, será possível produzir máquinas feitas de apenas alguns átomos. Esses nanodispositivos poderão ser inseridos no organismo, por exemplo, para atacar vírus ou bactérias no nível molecular ou na regeneração de células danificadas.

        Os átomos de carbono também estão presentes nos ipês amarelos e brancos que floriam nesta semana na UFSCar. São idênticos aos dos diamantes mais caros ou aqueles que estão nos detritos que formam os anéis de Saturno. Os de oxigênio estão também nessas árvores, nos cristais de gelos que formam algumas nuvens, na água que cai nas Cataratas do Iguaçu e em muitas das belas nebulosas que observamos no céu.

        Saber que as coisas são feitas de átomos talvez tenha sido uma das mais importantes descobertas da humanidade. Quando vemos que a natureza pode combiná-los de forma a produzir belos espetáculos, percebemos mais ainda como esse conhecimento é valioso.

Adilson de Oliveira
Departamento de Física
Universidade Federal de São Carlos
(Retirado do blog: "Física sem Mistério")

TABELA PERIÓDICA EM VIDEOS

    Vejam esta interessante tabela periódica, onde cada elemento químico e detalhado em um vídeo.

    O único impecílio é que os videos estão todos em inglês, portanto quem não conhece a lingua terá um pouco de dificuldade para compreender os videos, apesar de serem bem visuais.

    Clique na imagem abaixo para acessar o link:

COMBUSTÃO DO AVESSO

 

A tecnologia de baterias poderá passar por uma revolução no futuro, mas, enquanto isso não acontecer, os combustíveis líquidos permanecerão como a forma de energia mais concentrada e eficiente disponível para suprir as necessidades da humanidade.

Utilizar a energia do sol para transformar os resíduos da combustão em insumos para a fabricação de novos combustíveis líquidos é o objetivo das pesquisas de um grupo de cientistas dos Estados Unidos, com coordenação de Nancy Jackson, presidente da Sociedade Norte-Americana de Química (ACS, na sigla em inglês).

Jackson apresentou nesta terça-feira (24/5), na 34ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), em Florianópolis, a conferência Sunshine to petrol: solar thermal conversion of carbon dioxide to liquid fuels (“Da luz do sol para o petróleo: conversão termal solar de dióxido de carbono em combustíveis líquidos”).

Formada na Universidade George Washington em 1979 – ano em que ingressou na ACS –, Jackson concluiu seu doutorado na Universidade do Texas, em Austin, em 1990. Atualmente, é gerente do Departamento de Redução de Ameaças do Centro de Segurança Global dos Laboratórios Nacionais Sandia.

A equipe de seu laboratório já está trabalhando na engenharia do reator capaz de utilizar a energia solar para transformar o dióxido de carbono – produto da queima de combustíveis como gasolina e etanol – em monóxido de carbono, que pode ser utilizado na produção de combustíveis. A reação, portanto, corresponde exatamente ao inverso da combustão.

Agência FAPESP – Por que investir em pesquisas voltadas para a produção de combustíveis líquidos?
Nancy Jackson – Os combustíveis líquidos são muito importantes por várias razões. Uma delas é que, levando em consideração o peso e o volume, há uma energia muito concentrada nesse tipo de combustível. Eles são muito melhores que baterias, que são muito pesadas. Os combustíveis líquidos são leves e densos em termos energéticos. Essa capacidade de armazenar energia explica em parte por que os combustíveis líquidos são uma boa alternativa.

Agência FAPESP – A densidade energética dos líquidos, então, é insuperável?
Nancy Jackson – Sim, pelo menos até o dia em que houver um salto tecnológico revolucionário no desenvolvimento de baterias. Outro fator que torna os combustíveis líquidos muito importantes é a facilidade de transporte. É muito fácil transportar líquidos, porque eles podem fluir e ser bombeados em canos por muitos quilômetros, sem precisar de veículo algum. Eles permitem utilizar a infraestrutura instalada e as tecnologias existentes.

Agência FAPESP – Infraestrutura de transporte?
Nancy Jackson – Sim, podemos aproveitar a infraestrutura já pronta para transportar os combustíveis e utilizá-los em todo tipo de necessidade energética. E, em relação à tecnologia, refiro-me aos motores. Temos motores muito eficientes para o uso de combustíveis líquidos. O problema é que não podemos depender do petróleo para sempre, porque ele vai acabar, ou se tornar muito caro ou impraticável para explorar. Por isso estamos trabalhando no projeto Sunshine to petrol.

Agência FAPESP – Qual é o objetivo do projeto?
Nancy Jackson – Estamos tentando utilizar o dióxido de carbono e submetê-lo ao calor do sol concentrado para atingir temperaturas realmente altas. Com isso queremos transformar dióxido de carbono em monóxido de carbono, retirando um átomo de oxigênio da molécula.

Agência FAPESP – Como isso é feito?
Nancy Jackson – Desenvolvemos um reator, com um disco de mais de quatro metros de diâmetro, que capta a luz solar e utiliza seu calor para provocar a reação. O dióxido de carbono é uma molécula muito estável, por assim dizer, muito “preguiçosa”. É difícil fazê-la mudar. É preciso gastar uma grande quantidade de energia para reagir com o que quer que seja. É por isso que estamos tentando usar o sol para alterá-la, para fazer então um combustível líquido. O processo inclui uma série de outras reações muito bem conhecidas e compreendidas. Mas o verdadeiro segredo, o que realmente estamos fazendo de novo, é transformar o dióxido de carbono em monóxido de carbono.

Agência FAPESP – Isso é a combustão reversa?
Nancy Jackson – Sim. Quando usamos combustíveis em nossos carros, o monóxido de carbono é queimado e transformado em dióxido. Estamos fazendo o oposto, como se fosse uma combustão reversa. É uma estratégia de reciclagem. A ideia é poder reciclar o dióxido de carbono várias e várias vezes, produzindo combustíveis a partir do resíduo dos combustíveis.

Agência FAPESP – Só os combustíveis líquidos poderão gerar o dióxido de carbono para ser utilizado no reator?
Nancy Jackson – De modo algum. Nos Estados Unidos, temos a maior parte da energia elétrica baseada em carvão. Queimando carvão, temos uma quantidade gigantesca de dióxido de carbono. Achamos que podemos utilizar o dióxido de carbono que sai das chaminés, transformando-o em combustíveis líquidos. Também temos muito dióxido de carbono quando fermentamos a cana-de-açúcar para fazer etanol. Para cada molécula de etanol, é produzida também uma molécula de dióxido de carbono.

Agência FAPESP – Seria então uma estratégia ideal para ser utilizada em combinação com várias alternativas energéticas?
Nancy Jackson – Isso mesmo. O método seria empregado em conjunto com o uso de etanol de cana-de-açúcar, carvão, gás natural, plantas e assim por diante. Quando se queima tudo isso, é gerado o dióxido de carbono. Há outros grupos de pesquisa que estão aprendendo como separar o dióxido de carbono a partir do ar. É o que as plantas fazem: usam o dióxido de carbono do ar para crescer. Então há diferentes maneiras para conseguir o dióxido de carbono. Essas tecnologias já existem.

Agência FAPESP – Qual será o aspecto desse novo combustível líquido?
Nancy Jackson – Vai ser como o diesel, ou o etanol. Não muito diferente do que temos agora, mas o processo de obtenção é que será muito diferente.

Agência FAPESP – Quanto tempo essa tecnologia levará ainda para ser implementada?
Nancy Jackson – Provavelmente precisaremos de mais uns quatro anos de desenvolvimento de engenharia. Em seguida, entrará o período necessário para o desenvolvimento e o processamento em escala. Estamos falando em algo como sete ou oito anos.

Agência FAPESP – O conceito já está desenvolvido e o que falta é a engenharia e o escalonamento?
Nancy Jackson – Sim. Há ainda muitos desafios, porque a temperatura de que precisamos para mudar o dióxido de carbono, que é tão estável, é tão alta que isso torna difícil a tarefa de definir materiais. Muitos deles não aguentam altas temperaturas e, se esquentamos e esfriamos sucessivamente, a maior parte dos materiais tende a não resistir. Há muitos desafios. O primeiro passo é o mais difícil. E é isso que estamos fazendo agora.

Agência FAPESP

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.