Energia Nuclear – Produção em território nacional e distribuição da energia

Confira esse texto imperdível elaborado pela equipe do AIChE Maringá e veiculado aqui na BetaEQ: Energia Nuclear – Produção em território nacional e distribuição da energia.

O Impacto da Energia Nuclear

Como todos já estamos cansados de saber, a produção de energia no mundo causa muitos impactos ambientais. Para tentar solucionar isso, surge na década de 1930 a ideia de fissão nuclear pelos cientistas alemães: Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassman. A nova solução revolucionária mudaria nossa forma de gerar energia.

A emissão de gases é substancialmente reduzida nas reações de fissão nuclear e, quando controlada de forma correta, os produtos radioativos que se formam dentro do reator também não são prejudiciais. Além disso, não causam efeitos como o efeito estufa e chuvas ácidas – não só isso como é uma alternativa com custos mais baixos em relação a outras fontes.

A principal matéria prima utilizada é o urânio (que parece raro para o nosso dia-a-dia, mas suas fontes são suficientes para suprir até 100 anos de operação das usinas existentes no mundo). As reservas conhecidas somam atualmente mais de cinco milhões de toneladas e o Brasil é um dos maiores produtores. Porém, para conseguir obter a matéria, devemos obedecer um critério complexo, balanceando razões de ordem técnica e econômica, com restrições de origem estratégicas, uma vez que em mãos erradas pode ser uma arma letal!

A Fissão Nuclear

Como já mencionamos, a energia nuclear é a energia consumida ou produzida com a alteração da composição dos núcleos atômicos. A vista disso, a fissão nuclear (nosso foco, no momento) nada mais é do que a divisão de um núcleo atômico pesado e instável, que origina dois núcleos atômicos menores e menos energéticos.

Mas como podemos dividir o núcleo? Bom, essa divisão é feita por meio do bombardeamento de nêutrons (partículas presentes nos núcleos dos átomos) que não possuem carga elétrica, e que conseguem penetrar no núcleo sem serem repelidos. Essa colisão entre nêutron e núcleo libera outros nêutrons que estavam no núcleo do átomo e que, posteriormente, irão atingir outros núcleos de urânio e repetindo o processo de forma rápida e espontânea. Isso é o que chamamos de reação em cadeia, que libera uma quantidade gigantesca de energia.

Reatores Nucleares no Brasil e no Mundo

O primeiro reator nuclear foi desenvolvido na Universidade de Chicago, mas não demorou muito para aparecer novos investidores e interessados, já que o período de guerra originou uma produção em grande escala e uma possível disputa entre elas. A Rússia liderou por grande parte da época o desenvolvimento de reatores. Já nos dias de hoje, existem cerca de 447 reatores espalhados entre 30 países com capacidade instalada total de 398,154 MWe (muita energia…).

De acordo com o relatório Electricity Information, que foi publicado pela International Energy Agency (IEA), no ano de 2018, os reatores nucleares tiveram um valor total de 10,4% da produção de energia elétrica no mundo.

Atualmente, no Brasil, há duas usinas nucleares atuando com capacidade total. Ambas fazem parte da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA), um complexo localizado na cidade de Angra dos Reis (RJ) onde estão situadas as usinas Angra I, que entrou em operação em 1985, e Angra II, que começou a operar em 2001. Hoje, as duas juntas são responsáveis por apenas 3% da geração da energia consumida no país.

 

Imagem 1: Usinas Nucleares Angra I à direita e Angra II à esquerda (RJ)

Fonte: site BBC News Brasil, (2019).

 

Para fins comparativos, a usina Angra I tem capacidade de abastecer uma cidade de 1 milhão de habitantes, como se pudesse abastecer toda a cidade de Maceió, capital do estado de Alagoas. Ela conta com 640 megawatts de potência. A usina Angra II possui uma potência de 1.350 megawatts e consegue abastecer uma cidade de 2 milhões de pessoas. Através do sistema elétrico interligado, essas energias chegam aos principais centros brasileiros. No Rio de Janeiro, por exemplo, 40% dessa energia total consumida vem das usinas nucleares.

Como Funciona o Reator de Angra?

Para essa geração de energia, o reator utilizado é do tipo PWR, em que a água pressurizada controla o processo de fissão. Nesse caso, o processo para obtenção se deve pela fissão dos átomos de urânio que acontece dentro de varetas com o elemento combustível.

A divisão do núcleo dos átomos aquece a água, que passa pelo reator a uma temperatura de 320ºC. Além disso, o gerador de vapor realiza então uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e de um circuito secundário. Após essa troca, o calor permite que a água do circuito secundário se transforme em vapor, o que gera movimento para que a turbina acione o gerador elétrico.

Imagem 2: Funcionamento do reator de Angra dos Reis.

Fonte: U.S.NRC Animated Images of Plants PWR and BWR.

 

Por fim, há o movimento da turbina e o vapor passa por um condensador, onde é refrigerado (pela água do mar, no caso de Angra) e trazido de volta por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais, evitando qualquer tipo de contaminação radioativa.

O Futuro da Energia Nuclear Brasileira

Além das duas usinas citadas anteriormente, existe a usina Angra III, também localizada na cidade de Angra dos Reis (RJ). Todavia, essa usina ainda não está pronta, estando prevista para 2028. A construção dela teve início em 1984, mas foi interrompida por diversos motivos e inúmeras vezes. Já temos 65% dela pronta e a última pausa foi no ano de 2015 por falta de verba.

As obras voltaram em novembro de 2022 e, depois de pronta, estima-se que a usina vai ter 1.405 megawatts de potência e poderá produzir mais de 12 milhões de megawatts-hora por ano, sendo capaz de produzir 60% do consumo do estado do Rio de Janeiro.

Imagem 3: Construção da Usina Nuclear Angra III (RJ).

Fonte: site Eletronuclear (2022).

 

É possível notar que a energia nuclear se mostra uma fonte energética com viabilidade favorável, caráter sustentável, bom custo benefício e alto potencial para a geração de energia elétrica. Ela tende para maiores adesões com o passar dos anos já que suas instalações são em lugares afastados e trazem lucros financeiros para o país sede.

Outrossim, as usinas nucleares de Angra I e Angra II, trazem um maior reconhecimento ao Brasil por sua competência de abastecimento energético, uma vez que possuímos, também, uma das maiores hidrelétricas mundiais. No fim, elas colaboram com a geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica ao público em geral e à indústria.

 

Referências Bibliográficas:

 

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Artigo elaborado pela Gerência de Social Chair AIChE-Maringá.

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