É possível construir uma usina nuclear à prova de desastres?

Ninguém quer uma nuvem de partículas radioativas assassinas voando pelo mundo. Isso já aconteceu uma vez (Chernobyl) e as pessoas estão morrendo de medo que aconteça de novo, agora no Japão.  Desde o acidente fatal em território soviético, os reatores atingiram níveis de segurança muito maiores — mas isso é seguro o bastante?

Sim, a situação em Fukushima é tensa e a sensação é que ela está ficando cada vez pior, mas os reatores japoneses eram uma obra-prima da engenharia quando foram construídos. A boa notícia é que já existem usinas nucleares no mundo levemente menos suscetíveis à danos desse tipo. A notícia ainda melhor é que as próximas usinas serão ainda mais seguras. Grande parte do foco de desenvolvimento e pesquisa à respeito de energia nuclear é em segurança, e isso é algo bom — a energia nuclear precisa desse tipo de foco.

Os reatores operacionais mais avançados do mundo, chamados de terceira geração, começaram a surgir no Japão em 1996 (infelizmente, quase uma década após o mais recente reator de Fukushima Daini entrar em ação) e foram criados para resistir a um arsenal, seja ele criado pelos homens ou pela natureza.

Quando essas estruturas nucleares atualizadas são colocadas contra, por exemplo, o impacto direto de um avião, ela vence. Na realidade, o avião não teria nem uma chance nesse embate. A estrutura também se sai melhor contra terremotos e tem sistemas simplificados que faz o reator ser menos suscetível à problemas operacionais, como os que estão acontecendo atualmente. As atualizações de segurança nos novos modelos, em geral, são passivas: eles implementam sistemas para “coletar núcleos”, desenhadas para conter colapsos em larga escala; eles confiam em convecção, gravidade e resistência para conter altas temperaturas em vez de focar em outras questões que podem falhar, como por exemplo a energia.
Vários problemas que o Japão está tendo que enfrentar nos quatro reatores já foram corrigidos. Na realidade, existem apenas quatro reatores nucleares da próxima geração funcionando, e todos estão no Japão. Claro, Taiwan também está trabalhando nas mesmas atualizações japonesas — que são chamados de reatores avançados de água fervente — e os EUA já licenciaram o design, mas considerando o que é melhor para o mundo, esse novo formato não é o que há de mais novo em termos tecnológicos. Lembre-se, o Japão fez seu primeiro modelo no meio dos anos 90.

A China está investindo no reator AP1000, que é considerado da geração III+, ou a versão de luxo das novas usinas de energia. No caso de um cano de arrefecimento estourar, esse reator cuida do problema sem a necessidade de intervenção de operadores, bombas ou alimentação de energia. Se a temperatura subir demais, a gravidade funila a água que fica num tanque no topo do reator para esfriá-la. É um dos casos, como já citamos, em que o sistema passivamente atenua os problemas mais graves.

Há uma série de outros reatores que buscam a mesma ideia. O Kerena, na Alemanha, tem um apanhador de núcleos que faz com que o combustível nuclear mais perigoso fique selado e seguro caso algum colapso aconteça. O ACR, que atualmente aguarda as certificações finais para construção no Canadá, tem dois sistemas independentes para desligamento automático, além de outros sistemas de segurança inteligentes. Na próxima década, caso não sejamos dominados pelas preocupações atuais, veremos ainda mais avanços tecnológicos.

Ao mesmo tempo, empresas e governos de todo o planeta estão pensando em conjunto um futuro bem distante. Mesmo com a terceira geração de reatores aumentando os padrões mínimos, o quarto passo terá um redesenho completo. O urânio será trocado por urânio empobrecido e o sódio ou o hélio podem ser substituídos por água como agente resfriador.

Caminhando ainda mais pelo horizonte do futuro encontramos o reator de ondas desenvolvida pela Intellectual Ventures, empresa de Nathan Myhrvold. Esse reator funcionaria sem urânio empobrecido, mas a ideia ainda está engatinhando. Eles ainda estão avaliando o interesse de governos e empresas para licenciar o design, já que eles não pretendem construir o reator com as próprias mãos.

Novas tecnologias precisam de tempo para serem implementadas. Como você deve imaginar, há uma infinidade de burocracias regulatórias para conseguir construir ou aprovar um novo desenho de uma usina nuclear. E se os padrões de segurança já são atualmente altos, eles só tendem a ficar mais restritos ainda após os eventos recentes.

Os quatro reatores de água fervente da usina nuclear de Fukushima Daini foram construídos em 1982, 1984, 1985 e 1987, respectivamente. São construções da segunda geração com algumas atualizações (ou basicamente estão no mesmo nível do que encontramos atualmente na França ou nos EUA). Eles foram construídos diretamente em rochas, o que os torna mais resistentes à terremotos; e os edifícios têm forma de quadrados, formato comprovadamente mais resistente em situações de movimentações terrestres.

E por dentro: o material radioativo fica envolto em pelotas de cerâmica que o protegem de corrosão e calores de até 3 mil graus Celsius. Trezentos e sessenta dessas pelotas são então seladas em um tubo de metal a 4 metros de profundidade, que é capaz de resistir a temperaturas de 2.200ºC. Em seguida, há o vaso de pressão, uma barreira de metal com 15 centímetros de espessura que guarda o núcleo do reator, que ainda é coberta por um vaso de contenção primario, que tem mais 4 centímetros de espessura. As paredes de concreto externas — a quinta camada de proteção ao redor do reator — têm 1,5 metro de espessura. A combinação coloca os reatores entre as instalações mais bem protegidas do mundo. As cinco camadas compõem o contêiner, algo que não foi visto no caso de Chernobyl — e algo que impede o que as pessoas mais temem, um vazamento em larga escala.

Quando agitações de solo acontecem, e os detectores sísmicos do reator registram qualquer situação acima de 5.0 graus, ele automaticamente se desliga ao inserir uma haste no núcleo para parar a fissão nuclear. Isso aconteceu no Japão. A água deveria continuar circulando mesmo após o terremoto para manter o combustível em temperatura baixa, mas por conta de uma queda de energia também causada pelo tremor, o sistema falhou. É por isso que locais como Fukushima instalam geradores reservas de diesel para pulverizar as hastes com resfriamento. Isso chegou a acontecer por uma hora, até o tsunami atingir o local e acabar com os geradores. Após o tsunami, o sistema de segurança número três, que converte o vapor gerado pelo núcleo criado quando ele evapora a água de arrefecimento de volta à água, para segurar o superaquecimento, funcionou perfeitamente. Infelizmente, ele teve que trabalhar por muito tempo: o nível de água caiu, e as hastes voltaram a esquentar. Neste momento, A Companhia de Energia Elétrica de Tóquio tentar manter o controle sobre o aquecimento.

A falha de três escalas nos reatores de Fukushima Daini não aconteceriam na próxima geração de usinas. O fato de testar algo que nós considerávamos uma obra-prima da engenharia, é um lado positivo — se é que existe algum — no desastre atual. As lições aprendidas em Fukushima nos ajudarão a criar novos reatores ainda mais seguros no futuro. Se até lá ainda estivermos vivos


As usinas mais seguras



Taiwan planeja um reator avançado de água fervente (ABWR) com sistema de resposta à terremotos mais moderno e contenção de refrigeramento passiva. Ele também terá sistemas externos de recirculação, o que simplificou seu design.



A China começou a construção do primeiro reator da Westinghouse, o AP1000, em 2009. O país acredita que seu reator da terceira geração terá aumento de 100% de segurança se comparado aos modelos de segunda geração, graças ao sistema de operação mais simplificado e medidas passivas de segurança.



O Advanced Power Reactor 1400 (APR1400) tem data para início de operações em 2013, na Coréia do Sul. O reator terá sistemas de segurança completamente atualizados, como maior resistência à terremotos por conta do desenho da instalação, e a versão européia terá apanhadores de núcleo para situações improváveis de colapso total.

Fonte: IE