Primeira usina de ondas no Brasil recebe licença para instalação
Fonte: Apollo 11
O projeto-piloto da primeira usina brasileira de produção de energia através das ondas do mar recebeu a licença ambiental de instalação concedida pela Superintendência Estadual do Meio Ambiente (Semace).
A usina vai funcionar no Porto de Pecém, instalada a 3 quilômetros da costa, deverá ocupar uma área de 200 metros quadrados no Terminal de Múltiplas Utilidades do Pecém (TMUT). Inicialmente irá produzir 100 KW, equivalente ao consumo de 60 casas de padrão médio, energia suficiente para ser aproveitada no abastecimento das instalações do próprio Porto de Pecém.
A grande vantagem é que sua fonte de energia é 100% limpa e considerada de baixo impacto ambiental, já que não há necessidade de represar água, como no caso das hidrelétricas. “Há a possibilidade de degradar o mínimo possível”, afirmou a superintendente da Semace, Lucia Teixeira, durante apresentação do projeto a imprensa.
A usina-piloto utilizando as ondas do mar foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). O Estado do Ceará foi escolhido pela regularidade dos ventos e frequência das oscilações do mar no litoral cearense.
Com a ajuda de flutuadores submersos, as ondas vão impulsionar a água do mar para um reservatório dentro da usina. A água no reservatório é bombeada até chegar a uma câmara hiperbárica. A câmara é um tanque que retém a água por alguns segundos. Em seguida, a retenção faz a pressão da água aumentar e o jato pressurizado sai do compartimento com grande força e então movimenta uma turbina, que finalmente gera a energia.
O Ceará já é destaque no Brasil entre Estados que utilizam outras formas de energia renovável, como a eólica, pela força dos ventos e a energia solar.
A previsão é que a usina de ondas esteja funcionando até o final deste ano. A fase de pesquisa deve durar três anos para a avaliação da tecnologia, segundo informações da Secretaria de Infraestrutura do Ceará.
Perspectivas nucleares após desastre em Fukushima
Da The Economist
O desastre na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi no nordeste do Japão chamou mais uma vez a atenção sobre a segurança da energia nuclear. O desastre irá criar reações em diferentes graus, de critérios mais severos de segurança (que subirão os preços de construção e diminuirão a aprovação de usinas) até mais resistência política e pública para o uso da energia nuclear.
Mesmo assim, a energia nuclear aparenta continuar como uma parte significante do total global de produção energética, uma vez que as alternativas com maior viabilidade fazem com que a dependência em relação a combustíveis fósseis poluentes cresça. A China, em particular, está preparada para expandir sua indústria nuclear de forma massiva na próxima década. Ainda que a escala desses planos não pareça realista, em termos do conjunto global, o crescimento do poder nuclear na China irá, parcial ou integralmente, equivaler aos fechamentos e suspensões de usinas nos outros lugares.
Antes de acontecer o desastre japonês, a energia nuclear parecia prestes a um renascimento cauteloso. O setor é responsável por perto de 14% da geração global de energia. Suas principais vantagens são que esse tipo de usina possibilita uma energia mais barata quando estão construídas e funcionando (tirando os altos custos iniciais) e não produz emissões de carbono. A energia nuclear é atraente também para países altamente dependentes da importação de hidrocarbonetos, e para aqueles com demanda de potência com crescimento acelerado e que não são inteiramente abastecidas com a energia fóssil, apenas. Japão e Coreia do Sul, ambas consumidores entusiastas da energia nuclear, caíram na primeira categoria. Antes do desastre de 11 de março invalidar os reatores de Fukushima Daiichi e forçar o desligamento de tantos outros, o Japão tinha 54 usinas operáveis de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), atrás somente dos Estados Unidos (com 104) e da França, com 58. Esse tipo de energia foi responsável por 27% do total da energia gerada pelo Japão em 2010. A Coreia do Sul tem menos usinas em operação – 21 no total – mas isso gerou 33% da eletricidade do país ano passado.
A segunda categoria de países para os quais a energia nuclear manteve sua atratividade é daqueles de crescimento e desenvolvimento acelerado como China e Índia. Em ambos, a combinação de fatores, como uma população massiva, crescimento econômico acelerado e uma grande dependência em carvão, fez com que as autoridades encarassem a energia nuclear como uma maneira de elevar a segurança energética e combater a poluição do ar. O carvão continua sendo o principal combustível em ambos os países, mas reduzir sua parcela na geração de potência surgiu como um elemento-chave para políticas energéticas. Ambos os países tem planos ambiciosos para construção de usinas nas próximas décadas.
Por alguns cálculos, a China deve ter sua capacidade de geração de energia nuclear expandida para 70 gigawats (gw) em 2020, um crescimento de sete vezes da capacidade atual, e para monstruosos 400 gw em 2050. Outros 27 reatores estão em construção de acordo com dados da AIEA, e, perto de 2020, o país deve ter 75 reatores operando, número bastante superior em relação aos 13 atuais. A Índia, enquanto isso, planeja crescimento de 4,6 gw em 2009 para 40 gw em 2030. O capital político que o governo de Manmohan Singh, primeiro ministro indiano, investiu ao assegurar pacto de cooperação com os EUA em 2008, sublinha a determinação do governo em desenvolver o setor nuclear. A Índia já tem 20 reatores nucleares em operação e o acordo (que abre caminho para o crescimento de negócios atômicos com outros países aprovados) possibilita o acesso da Índia a tecnologias e materiais indispensáveis para seus planos de expansão.
Saída global
O que exatamente os recentes eventos no Japão significarão para a indústria global permanece sem clareza. O esperado era que aumentasse a visibilidade e foco na questão da segurança, mas no mundo em desenvolvimento em particular a necessidade causada pela crescente demanda de energia ultimamente parece superar tais preocupações. A China, por exemplo, foi rápida em fazer simbólicas manifestações sobre a sua necessidade de se aproximar devagar e cuidadosamente da aprovação e construção de suas estações nucleares. The Economist acredita que isso não altera a, acima de tudo expansiva, política chinesa. Um comunicado oficial do Conselho de Eletricidade Chinês anunciou no final de março que a meta de 2020 será abaixada em 10 gw. Como a China irá batalhar para alcançar a meta de qualquer maneira, isso não fará muita diferença. As principais dificuldades da expansão nuclear chinesa são relativas à capacidade técnica, assim como aumentar as reservas de urânio, encontrar engenheiros competentes suficientes e simplesmente administrar um número tão alto de projetos complexos. Os problemas no Japão acabaram fornecendo às autoridades chinesas uma justificativa conveniente para abaixar suas expectativas para um nível mais atingível.
Em outras partes do mundo, o impacto do incidente de Fukushima Daiichi nas perspectivas da indústria nuclear parecem estar misturados. O Japão está, seguramente, na posição mais difícil. Isso não só porque o desastre desligou usinas térmicas e nucleares que significavam uma porcentagem grande ta capacidade de geração total. Também foi porque as opções de energia não nuclear são muito limitadas. A habilidade japonesa de produzir sua própria energia será muito diminuída na ausência da produção atômica. Ironicamente, a crise em Fukushima Daiichi pode dificultar politicamente a aprovação para novos reatores que o país precisa, agora mais do que nunca. Maior importação de carvão e óleo, em particular, será necessária para acertar a questão energética até que a situação nuclear se torne mais clara.
A maioria dos grandes usuários da energia nuclear – Estados Unidos, França, Rússia e Reino Unido – estão se agarrando, de diferentes maneiras, com o mesmo problema essencial de possuir reatores velhos que precisam ser substituídos. A extensão de quais precauções com segurança representarão um obstáculo para o processo de melhoramento parece variar. A França anunciou uma revisão da segurança, mas o país seguramente está muito comprometido com a energia nuclear, que representa 77% da geração, para mudar de curso dramaticamente. Também há um consenso antigo de todos partidos políticos em apoiar a energia nuclear. A crise japonesa pode até mesmo ter um efeito de consolidação para a indústria nuclear francesa, uma vez que mais compradores se disporão a pagar mais pela última geração de reatores, desenhada com mais acessórios de segurança. A Rússia, da mesma forma, parece pouco perturbada pelos eventos de Fukushima. Ela acaba de anunciar um acordo de US$ 9 bilhões para construir uma usina nova em Belarus e permanece como um destacado apoiador da energia nuclear. A própria Rússia planeja construir pelo menos 14 novas usinas nos próximos 20 anos. Pode parecer contraditório, dadas as grandes reservas de gás e petróleo que o país possui, mas o crescimento da participação da energia nuclear no total da eletricidade de 16% para 20% irá livrar o país para exportar mais combustíveis fósseis.
A oposição à geração nuclear de energia irá, de toda forma, crescer em muitos países, sobretudo no Oeste. Campanhas anti-nucleares utilizaram o incidente de Fukushima Daiichi como ilustração dos perigos da energia nuclear. A Alemanha, que possui um movimento ambiental forte, respondeu ao desastre no Japão suspendendo prontamente a operação de sete reatores. A Alemanha está tentando tornar-se mais aberta à energia nuclear novamente, mas planos para estender a vida operacional dos reatores mais velhos estão estagnados. Isso suscita questões sobre como a habilidade futura do país para alcançar as metas da União Européia de emissão de carbono – recentemente negociadas com grande esforço – e por extensão a credibilidade de toda estrutura de emissões da UE.
Atritos naturais também serão fatores-chave. De acordo com cálculos da The Economist, a Alemanha e o Reino Unido são os dois países que verão o maior declínio no número de reatores nucleares entre agora e 2020, incluindo a desativação de reatores mais velhos. Em 2023, apenas um entre os 19 reatores do Reino Unido existentes deverá estar funcionando. O último governo trabalhador da Inglaterra aprovou uma nova geração de usinas nucleares, mas ninguém sabe se politicamente será viável seguir com esse plano. O governo dos Estados Unidos, da mesma forma, sob a presidência de Barack Obama, se tornou apoiador da energia nuclear como forma alternativa dos combustíveis fósseis. Mas assim como na Inglaterra, a construção das usinas ocorreu há muitas décadas e há muitos anos não ocorre essencialmente nada de novo. Isso reflete tanto o prolongado processo de aprovação e (relativa) a dificuldade em encontrar financiamento seguro para projetos nucleares. Não menos importante, com mais de 100 reatores que representam 30% da energia nuclear gerada em 2010, o Estados Unidos permanece como o maior protagonista da indústria.
Rebalanceando
A resistência pública e política para a construção de novas usinas, ou a extensão das licenças de operação das usinas existentes, se prova significantemente forte como um resultado dos recentes eventos no Japão e, pelos nosso cálculos, o rebalanceamento parcial da capacidade nuclear do mundo em relação aos países em desenvolvimento que já era esperado, deve acelerar. Em 2010, segundo nossas estimativas, China e Índia juntas significaram 3,5% da geração de energia nuclear. Em nossas mais recentes projeções, esse valor pode subir para 13,6% em 2020.
Em geral, preocupações intensas sobre a segurança nuclear parecem ser deixadas para a revisão de estruturas reguladoras e no interesse crescente por outras fontes. Ambos são problemáticos. Regras de segurança nuclear mais rígidas – necessárias em muitos casos que enfrentam pouca transparência na regulação e fraca separação entre os reguladores e industriais – se somam aos altos custos iniciais e no longo tempo envolvido na construção de novas usinas. Isso pode enfraquecer a viabilidade econômica da energia nuclear. As alternativas incluem um melhor uso do gás natural, combustíveis fósseis não convencionais e renováveis. Mas o gás, ainda que mais barato e abundante do que o carvão e o petróleo, pode significar problemas em termos de emissão de carbono se ele substituir toda geração nuclear. O interesse em renováveis parece crescer, mas há limites para sua escalada. A não ser que essa imagem mude dramaticamente, qualquer abandono da energia nuclear irá criar mais problemas que soluções.
Tradução via Carta Capital
Físico defende competitividade da energia nuclear
Rex Nazaré Alves, 73, diretor de Tecnologia da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), é um dos físicos mais importantes para a história da energia nuclear brasileira. Na década de 60 se especializou em engenharia nuclear pelo Instituto Militar de Engenharia (IME) e mais adiante se formou doutor em física pela Universidade de Paris, Sorbonne. Foi presidente da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e chefe do Departamento de Tecnologia da Agência Brasileira de Inteligência (ABIN). O físico defende a continuidade da política nacional de energia nuclear e a aplicabilidade dessa matriz na medicina. E acredita que os recentes acidentes ocorridos nas usinas de Fukushima, Japão, não irão frear o crescimento dessa matriz no mundo.
Confira o porquê na entrevista a seguir.
Como nasceu o seu interesse pessoal em estudar física nuclear?
Em 1961 ganhei uma bolsa da Comissão Nacional de Energia Nuclear, que estava nascendo, para estudar engenharia nuclear no Instituto Militar de Engenharia, como civil. Essa era a fonte de energia que mais impressionava porque percebíamos aplicações de toda a ordem. Para se ter ideia, a espessura da folha de papel que você deve ter em mãos é controlada por mecanismos de energia nuclear. O nível de água ou de óleo que se coloca dentro dos vasilhames para se controlar os motores, é controlado por processos de energia nuclear.
Naquele momento, o Brasil tinha um problema que começava a me preocupar porque éramos ricos em matéria prima e tínhamos que aprender por conta própria a desenvolver nossa própria tecnologia. Por esses motivos o interesse foi crescendo, especificamente voltado para essas duas coisas: a necessidade nacional de desenvolver esse setor e aplicação dos meios que a gente dispõe no Brasil.
Por que a fissão nuclear é tão manipulada para a produção de energia se existem tantas fontes no mundo que são bem mais seguras?
Os primeiros marca-passos cardíacos tinham bateria de plutônio 238 porque era uma bateria que não precisava ser trocada todos os dias. Todos esses dispositivos que são enviados para o espaço, por exemplo, para Marte para captar informações e remeter para a Terra precisam de uma fonte de energia constante. Sem dúvida nenhuma são movidos a fontes nucleares.
Cada tipo de energia e cada utilização em particular no nuclear tem sua importância e aplicação. A energia nuclear vem sendo usada pela necessidade e em muitos casos por ser a melhor opção. Quando não for a melhor opção ainda assim será utilizada por muito tempo por ser mais competitiva do ponto de vista econômico.
Esse é o mesmo motivo de investirem em submarinos a propulsão nuclear, porque, dentre outras razões, ficam carregados por muito mais tempo?
Exatamente. A vida útil do combustível nos reatores dos submarinos nucleares é uma das causas principais de seu emprego.
Em dezembro de 1945 o físico nuclear Alvin Weinberg disse à comissão sobre energia atômica do Senado norte-americano que a força atômica pode tanto curar quanto matar. Pode adubar e enriquecer uma região bem como destruí-la. Qual tem sido o papel dos cientistas brasileiros nesse sentido?
É válido o que o Weinberg mencionou em 1945, que a energia nuclear tanto pode servir para curar, quanto para matar. E é importante lembrar que uma das primeiras fontes de energia nuclear utilizadas da natureza, foi a separação dos elementos químicos rádio e polônio, realizada pela Madame Marie Curie. Esse rádio permitiu fazer agulhas de rádio que eram utilizadas em radioterapia e foi, sem dúvida alguma, uma das primeiras formas de uso da radioterapia junto com o raio-X dermatológico. A Madame Curie veio ao Brasil, em agosto de 1926, para visitar o Instituto do Radium, um hospital de oncologia, primeiro no Brasil na luta contra o câncer, em Belo Horizonte, que usava rádio 226 que ela mesmo tinha separado. Isso mostra que desde a origem a energia nuclear vem sendo utilizada na medicina.
Hoje as técnicas de medicina nuclear para diagnóstico permitem efetivamente ter acesso à informação de tumores numa fase muito inicial. Então, sem dúvida nenhuma, a física nuclear tem uma influencia grande para o bem. Ao mesmo tempo, é verdade que pode haver acidentes graves. Um exemplo típico foi o que tivemos com o césio 137, em Goiânia.
O mesmo ocorre com a produção de energia. Ainda assim, de todas as fontes de energia do mundo, se compararmos a produção de megawatts por hora, a fonte com menor número de acidentes e vítimas fatais é a nuclear. As pessoas se esquecem de rompimento de barragens, acidentes nas usinas térmicas, minas de carvão.
Qual será a formação da matriz energética do Brasil em 2030? O PDE 2030 [Plano Decenal de Expansão de Energia] acerta ao propor que 3% dela seja composta por energia nuclear?
O Brasil aprendeu três coisas fundamentais, na década de 1970, com as duas crises do petróleo e que devem jamais ser esquecidas. Primeiro, que precisávamos ter combustível necessário, ou seja, só investir na produção de certa matriz se tiver acesso à fonte. Nesse caso temos água, para hidrelétricas, sol para produção de energia solar, ventos para produção de energia eólica, petróleo, gás, álcool e temos urânio.
Então, esse é o primeiro item, disponibilidade do combustível. O segundo item é dominar a tecnologia, para não ficarmos como muitos países que produzem petróleo, exportam a matéria bruta e importam o produto refinado. Dominamos tecnologia em todas essas matrizes que mencionei seja em menor ou maior profundidade.
A terceira coisa que aprendemos com as crises do petróleo foi incorporar as lições dentro de todo esse quadro histórico. Antes das crises tínhamos uma matriz que dependia fortemente do petróleo. Em 1979 consumíamos aproximadamente 1 milhão de barris de petróleo/dia e produzíamos em torno de 180 mil. Nessas condições, quando vieram as altas repentinas do preço do barril do petróleo, vimos nossa economia praticamente quebrar. Isso nos incentivou a investir, por exemplo, no Pró-álcool.
Em conseqüência disso, diria que é difícil afirmar se a participação da energia nuclear vai ficar em 3% ou 4%, porque sem dúvida nenhuma a nossa fonte prioritária é água, e continuará sendo por muito tempo água. O que acontece é que precisamos ter alguma coisa que atenda a demanda quando houver falta de hidroeletricidade. Essa alguma coisa tem que ser de fontes térmicas, alimentadas por carvão, petróleo, gás ou urânio. A energia eólica ainda terá que se desenvolver muito para alcançar o grau de competitividade das usinas de grande porte.
Os acidentes em Fukushima abalaram a opinião pública. Diante disso, vale à pena continuar investindo ainda nessa matriz sabendo dos riscos?
Sem dúvida nenhuma os fenômenos naturais devem ser considerados num projeto de usina nuclear, prevendo-se ocorrências com grau de intensidade superior ao estimado pelos cientistas. O Japão fez isso, mas o caso de Fukushima foi atípico. A região passou pelos terremotos e ainda assim as usinas continuaram operando inicialmente. O problema foi que uma hora depois do terremoto vieram às águas do tsunami que inviabilizaram o processo de resfriamento dos reatores.
É obvio que a simultaneidade de fenômenos deve ser considerada uma vez que o tsunami é fruto do terremoto que ocorreu em alto mar, o problema foi a intensidade do tremor, uma das maiores já registradas pelo homem.
Voltando-se para o Brasil, vemos que aqui as características geológicas são diferentes, pelo menos até hoje tudo indica que estamos longe de ameaças equivalentes. Ainda assim, os fenômenos naturais e a simultaneidade deles devem ser considerados. Qualquer projeto de central nuclear tem reforços contra terremotos e mecanismos redundantes para um desligamento seguro caso esse fenômeno venha ocorrer.
O Japão, assim como a França e até a Alemanha, não possui muitas opções de matrizes, por isso mesmo seria difícil para o país desenvolver outros tipos de produção de energia. No caso brasileiro é um pouco diferente, temos como explorar outras fontes...
Estamos numa condição curiosa que é a interrupção de obras de hidroeletricidade. Não podemos abandonar nenhum processo de geração de energia. Temos que ser responsáveis pela implementação de todas. Não temos necessidade de construir dez ou vinte centrais de qualquer que seja sua origem, mas, para podermos ter garantia que no futuro vamos usá-las de maneira confiável, temos que manter uma continuidade no nosso programa energético. Essa continuidade implica na constância de construirmos uma usina de dois em dois anos ou em quatro em quatro anos, em função do crescimento econômico-social do país.
Após o acidente no Japão, alguns países propuseram repensar seus investimentos para construção de usinas nucleares, como os Estados Unidos. Se isso ocorrer nos demais estados que tradicionalmente dependem da nuclear como principal fonte, a exemplo da França, como essas nações serão capazes de suprir a demanda nas próximas décadas?
Quando houve o acidente em Chernobyl [na Ucrânia, em 1986], de imediato alguns países pensaram em abandonar o programa nuclear. Porém, muitos que efetivamente deixaram de investir na produção nuclear dentro de seus territórios continuaram a comprar energia nuclear de países vizinhos. A maioria dos países europeus, pequenos em extensão, não tem grandes reservas de fontes energéticas e não irão poder abrir mão da energia nuclear.
Para botar uma usina nuclear de 1 mil MW para funcionar, do tipo TWR, durante 30 anos, precisa-se de 5 mil toneladas de yellow cake, que é o composto de urânio concentrado não enriquecido. Eu posso armazenar isso em qualquer lugar, fazer uma reserva estratégica e não ficar na dependência de um combustível que, de repente, pode me ser negado.
E sobre as novas energias que tanto se fala, não teríamos capacidade de com elas substituir as principais fontes?
Sem dúvida as fontes solar e eólica ganharão um espaço muito importante nos próximos anos, mas elas, na minha maneira de ver, não serão substitutivas das fontes carvão, gás, nuclear e hidrelétrica. Essas quatro serão os grandes percentuais dentro da matriz no mundo.
Por que são mais baratas?
Não. É porque eu tenho condição de conseguir uma maior quantidade de energia dentro de uma mesma geometria, numa mesma área. O Sol joga na Terra 1 mil MW por metro quadrado. Posso fazer o que quiser, e o Sol vai continuar jogando na terra, meio dia, com o céu limpinho, 1 mil MW por metro quadrado. Então eu melhoro minha geometria, uma série de coisas, porém, ele continuará mandando apenas isso.
Em entrevista concedida para a revista Istoé, edição 2159, o historiador norte-americano Richard Rhodes afirma que a bomba atômica é inútil e obsoleta e que os países não investem mais nesse tipo de arsenal. Concorda?
A história é muito curiosa. Desde que o homem parou de ser nômade e resolver se fixar em determinado lugar, começou a alimentar mais seu lado ambicioso. Quando encontrou um lugar de terras férteis, com água, e que não era excessivamente frio, foi obrigado a ter que desenvolver meios para defender seu território de outros. Os gladiadores, máquinas de ganhar guerra no braço nasceram a partir dessa ideia, ao mesmo tempo o homem passou a desenvolver meios para se tornar mais competitivo, como a pólvora. Com isso a tendência natural foi fazer armamentos que gerassem um impacto de destruição maior. E, no limite que estamos hoje, é sem dúvida nenhuma a da energia atômica, e suas aplicações militares o instrumento de maior impacto.
Já dizia Charles de Gaulle [ex-presidente da França], ‘não lançam contra a França uma bomba porque ela tem a possibilidade de mandar outra de volta’. Nesse quadro lhe diria que, sem dúvida nenhuma, eles reduziram a quantidade de armamento, mas ainda as reservam em estoque extraordinariamente grandes.
Há um discurso em relação ao encerramento das aplicações para fins militares de energia atômica. Mas eu acho que ainda é apenas um discurso das grandes potencias militares.
A CNEN [Comissão Nacional de Energia Atômica] deve deixar de acumular a função de fiscalização do setor? Por que não conseguimos criar, até hoje, uma agência reguladora para o setor nuclear, assim como existe para o setor elétrico?
A energia nuclear no Brasil teve diferentes velocidades de desenvolvimento. Em alguns momentos se acoplou mais a dependência externa, em outros momentos se desenvolveu de forma autônoma.
Quando se fala em fiscalizar é preciso identificar quem realmente tem condições para isso, atualmente. O primeiro dado que tem que ser considerado é que o fiscalizador precisa ter um elevando nível de conhecimento.
Todos os países do mundo começaram a produzir energia nuclear com as suas funções regulatórias junto com as suas funções de desenvolvimento. Eles puderam fazer essa transição de dividir as duas funções, principalmente, porque tiveram um programa contínuo nuclear, a exemplo da França e dos Estados Unidos – França separou as atividades de produção e regulação no final dos anos 1980 e Estados Unidos nos anos 1970.
O Brasil tem e precisa fazer essa separação, mas de maneira muito responsável, mas antes, necessita ter efetivamente a garantia de que ao separar as duas atividades terá condições de fazer a fiscalização. Não deve separá-las apenas para agradar a Gregos e Troianos.
Sendo assim, estaríamos no momento de efetivar essa separação, ou ainda acha que temos que amadurecer?
Temos que amadurecer, pelo menos agora, porque temos que esperar a conformação que o atual governo quer fazer sobre a energia nuclear, com que velocidade quer implementá-la. A partir daí definir em que momento se irá fazer essa separação.
O Brasil, além de possuir reservas de urânio e demais metais radioativos, domina toda a tecnologia para produção de energia nuclear. O que falta, então, para que afetivamente todo o processo seja realizado no país? Estamos perto de chegar nesse ponto?
Falta ter um programa contínuo, mesmo que cresça devagar, mas que tenha continuidade. O nosso problema hoje não é tecnologia, porque a temos, é simplesmente escala. Se fizermos Angra 3, e fizermos mais uma unidade a cada três ou quatro anos, mas que isso fique efetivamente ajustado e que a encomenda seja feita a tempo de formarmos mão de obra especializada para que a competência seja devidamente passada, dessa forma, você pode ter certeza que teremos condição total e autonomia de sermos efetivamente um país que domine inteiramente o uso pacífico de energia nuclear.
Ao longo da história as atividades humanas influenciaram as formas de consumo de energia. Hoje, as formas de consumo de energia influenciam atividades humanas?
Inicialmente o ser humano era nômade e só andava perto de onde tinha água. Depois, aprendeu a usar o fogo e se fixar, aprendeu a produzir energia da natureza melhorando sua qualidade de vida. A partir desse momento, sim, é que começou a condicionar suas atividades a uma demanda maior de energia.
Por exemplo, você está numa sala que garanto que tem ar condicionado. Há vinte anos seguramente não havia ar condicionado aí, mas o ser humano que está aí sobrevivia da mesma forma. Culturalmente, a gente vem optando por um modelo de qualidade de vida que é altamente dependente de energia. A atividade, em si, não mudou muito, o homem continua dormindo, comendo, trabalhando, mas tem televisão, agora tem computador, quer tem um telefone celular em sua mão para usar a qualquer momento. Então o que mudou foi o consumo criado pela evolução da cultura.
fonte: Brasilianas
Uma brevíssima história da Astronomia – de Newton a Einstein
De Florestal/MG
A ideia é prosseguir de Newton até Einstein. É, a tarefa não é fácil, mas tentemos. Recapitulando: os gregos e os orientais tinham uma noção do que se passava no céu e formulavam modelos para o movimento dos corpos celestes... noção metafísica sim é verdade, mas tinham muita noção. Trocentos mil anos depois, alguns sujeitos resolveram apontar algo para o céu, que não era o dedo mas sim um telescópio, e começaram a fazer medidas, e com isto (Galileu, Tycho Brahe, “Copérnico”) se inicia o método científico.
Copérnico está entre aspas pois ele não fez experimentos, e sim propôs um modelo heliocêntrico, num apêndice de um trabalho dele.
Partindo das experiências de Galileu e principalmente de Brahe, Kepler decidiu propor um modelo para o movimento dos corpos no sistema solar, e enuncia suas 3 leis. Tudo isto era cinemático, não se sabia o que causava o movimento.
Newton, um sujeito muito, MUITO, inteligente, decide juntar isto tudo numa TEORIA científica, universal, que dava a dinâmica dos corpos celestes e de qualquer corpo massivo. Esta teoria foi “superada” somente em 1905 quando um tal de Einstein entrou no jogo. Mas, antes disso muiiiita água passou por debaixo da ponte.
Agora começa a bagaça... vou demorar um pouco pra falar de astronomia, mas aguardem.
A teoria de Newton foi, de fato, uma mudança extremamente brusca na maneira de pensar das pessoas na época. Pensem comigo: se você sabe que uma força acelera um corpo de uma forma muito bem definida (onde acelerar pode significar rodar o corpo), podemos “inventar” algo que produza uma força que propulsiona uma haste e essa haste por sua vez roda um moinho que vai amassar sua uva de modo a fazer vinho mais rapidamente. A revolução tecnológica dada a partir da teoria Newtoniana foi gigantesca.
Mas, nem tudo são flores na teoria de Newton. Se você acha que calcular planos inclinados é difícil, isto porque você não viu ainda as outras formulações da teoria de Newton. Mais difíceis, porém muito mais úteis em diversas situações. Importante notar também que vários, senão todos, cientistas que citarei são também excelentes matemáticos. A matemática e a física sempre vivem de constantes evoluções, uma puxando a outra para a frente, às vezes a física puxa a matemática, às vezes a matemática puxa a física.
Citando alguns: Euler (sim, aquele do número e de Euler, e que o nome se pronuncia Óiler) colocou a Mecânica como uma ciência racional, contendo axiomas1, definições e deduções. D'Alambert deduziu as leis de conservação do momento2 e de colisões. Lagrange estudou o problema de 3 corpos (problema sem solução analítica!!!) e descobriu os 5 pontos “Lagrangianos” de estabilidade neste problema, além disto trabalhou com a chamada função de Lagrange, que é a subtração da energia potencial da energia cinética, e com ela trabalhou no estudo de coordenadas generalizadas. Gibbs foi quem introduziu a notação vetorial conhecida pelos que estudam mecânica nos dias de hoje. Laplace estudou com afinco a mecânica celeste, além de produzir infinitamente em matemática. Ainda na versão “antiga” da mecânica Newtoniana, temos que destacar o trabalho de Hamilton, que construiu toda a mecânica Hamiltoniana, baseada na mecânica Newtoniana, que condensava todo um estudo de coordenadas generalizadas, conservação de energia e princípio de ação mínima. Todos trabalharam com problemas de mecânica celeste, trabalharam com astronomia.
Isto foi apenas uma pequeníssima amostra do que foi feito entre a publicação dos Principia de Newton até 1833. Neste meio tempo a indústria estava a plano vapor, literalmente. Os estudos sobre termodinâmica se aceleravam e promoviam a maior revolução industrial da história da humanidade desde a invenção da roda e da imprensa (meu pensamento). Olhando a imagem abaixo dá para termos noção da quantidade de movimento (Newton, mecânica) existe por conta de termodinâmica (gases, temperatura, pressão, movimento, Newton).
Enfim, outro resumo: a física estava a toda: mecânica, OK! Termodinâmica: OK! Eletromagnetismo... bem, OK! Por sinal, MUITO OK! A ciência do eletromagnetismo, eletricidade + magnetismo que iniciaram sua “junção” com Oersted, era talvez a nova menina dos olhos da física no século XIX. Com a tecnologia crescente, os físicos, cada vez mais loucos, decidiram fazer experimentos mais loucos e mais precisos e mais potentes e com isso o eletromagnetismo cresceu e assim também a recém tecnologia elétrica. Isto tudo vai culminar com um tal de Maxwell, que definitivamente uniu3 as duas ciências (elétrica e magnética) no que chamei antes de eletromagnetismo. A partir de Maxwell, a tecnologia baseada no eletromagnetismo não parou mais (alguém já ouviu falar de lâmpadas, rádios, TV's, celulares, código Morse, computadores? Então, isso tudo!) Mas, e aí cara, você não ia falar de Astronomia?
Então vamos falar de Astronomia. Até 1905 a Astronomia estava baseada, única e exclusivamente, na teoria de Newton. A teoria de Newton lidava com todos os problemas, exceto alguns como a precessão do periélio de Mercúrio, e estava muito bem, obrigado! Era uma teoria que tinha lá seus problemas conceituais, como o fato da atração gravitacional de Newton ocorrer instantaneamente: se o Sol sumisse sentiríamos no mesmo momento, mas... poxa vida, a teoria previu que Netuno estava lá! Vamos deixar de blablabla e vamos trabalhar nela.
Mas, em 1905, um bigodudo de 25 anos que trabalhava num escritório de patentes escreveu um artigo que, simplesmente, reformulava toda a maneira de pensar da época. Einstein (o tal bigoda) tinha um problema: a teoria eletromagnética e a teoria Newtoniana (do jeito que era concebida, com suas transformações de coordenadas) não eram compatíveis. O que fazer? Ele tinha duas opções: (1) Newton está certo, Maxwell está errado. Reformulemos o eletromagnetismo; (2) Maxwell está certo, Newton está errado. Reformulemos Newton. Ele optou pela segunda. E, para tal, ele postulou (um axioma) que a velocidade da luz (luz = eletromagnetismo puro) era constante e nenhuma informação pode ir mais rápida que a luz. OK, depois de um tempo até engolimos isto. Mas, espera aí... a gravitação de Newton não é instantânea? Alguma coisa está errada.
Einstein passou mais de 10 anos trabalhando quase que exclusivamente nesta teoria que juntasse a gravitação à sua ideia de que a velocidade da luz é constante (invariante). Em 1917 Einstein propôs o que chamamos de teoria da relatividade geral. Uma teoria linda, lindíssima, que uniu espaço e tempo, quantidades separadas para Newton, num complexo espaço-tempo, que dita como os corpos movem e estes corpos, segundo a teoria, ditam como o próprio espaço-tempo se “move”. Am? Como? É... num é fácil de entender isto, mas vamos lá. Vamos imaginar a figura abaixo e uma situação comum: imagine uma bola de gude e um papão (assim que era chamado em João Monlevade!). Quando você joga a bola de gude ela não vai fazer um movimento de curva dentro do papão? Então, é “mais ou menos” (MUITO mais ou menos) isto que acontece na relatividade geral. Por que muito mais ou menos? Enquanto o papão é em 2 dimensões (somente o chão), na relatividade geral temos 4 dimensões!!!
Pensemos no que nós vemos: nós enxergamos nosso quarto, nossa sala, que tem 3 dimensões, e qualquer objeto se move neste cenário imóvel, certo? Vemos, ou sentimos não sei, que o tempo sempre flui de maneira constante (apesar de meus estudantes sempre quererem que a aula de física passe mais rápido), que o tempo vai do passado para o futuro num fluxo constante. Esta é a visão Newtoniana. A astronomia Newtoniana e a cosmologia (estudo do universo, como ele começou e para onde ele irá) se baseia nestas premissas.
O que Einstein propôs então? Que massas e energias deformam o espaço-tempo, e é neste espaço-tempo deformado que a própria massa e energia se movimentam. Duas modificações fundamentais da teoria de Newton: (1) o cenário não é mais imutável, e o tempo não é mais um fluido constante; (2) a energia entra nas equações de Einstein em pé de igualdade com a massa. A teoria de Newton é um caso a parte da Relatividade Geral, para pequenas massas e/ou para pequenas velocidades a teoria de Einstein é idêntica à teoria de Newton. Então, onde a Relatividade Geral se encaixa? Vamos pensar, próximo do Sol, quem está lá? Mercúrio. A teoria de Newton não “dava conta” de alguns detalhes do movimento de Mercúrio, e próximo do Sol o efeito de sua imensa massa é mais notável. Vamos aplicar a teoria de Einstein: pronto, problema resolvido. A imagem abaixo mostra o que é esta precessão: é o movimento que a órbita do planeta faz em torno do Sol.
Outra previsão da teoria de Einstein: a luz, ao passar perto de um corpo como o Sol, deve sofrer um desvio. Em um eclipse total do Sol isto pode ser medido. Então, vamos medi-lo (a imagem abaixo é de um experimento em Sobral, no começo do século, sobre as previsões de Einstein, as setas mostram a diferença das estrelas entre o momento sem o Sol perto e com o Sol perto):
Até hoje vários experimentos estão sendo feitos sobre a Relatividade Geral, sendo que nenhum disse, até hoje, que ela está errada. O equipamento GPS utiliza a Relatividade Geral para fazer correções precisas no que diz respeito a tempo e espaço (justamente o que o GPS procura fazer, certo?) e várias observações de galáxias distantes concordam com a teoria. Observações de galáxias distantes confirmam, até certo ponto, a teoria da Relatividade Geral.
Uma discussão importante sobre Relatividade Geral (RG de agora em diante) é que, com ela, a ciência da Cosmologia começou a ter um caráter científico mais forte. Na própria concepção da RG, Einstein entre outros (Scharschild, Hubble, etc) começaram a estudar a própria evolução do Universo4. Com a RG o universo possuía uma dinâmica, e o próprio Einstein era um tanto quanto contrário a esta ideia, colocando, “no braço”, o termo cosmológico em suas equações. Hubble fez vários experimentos com detecção de galáxias e mostrou que elas estão se afastando da Terra em sua maioria, e depois da descoberta da radiação cósmica de fundo ficou demonstrado que o Universo, em um tempo muito grande no passado, estava todo colapsado em um espaço-tempo muito pequeno. Daí nasceu a teoria do Big Bang e da inflação cósmica, que ficará para outro dia.
1Axioma: sentença ou proposição que é tomada como verdade, e a partir dele as deduções seguem.
3Note que é a primeira unificação que estamos falando no texto
4Note que isto era improvável na teoria de Newton. Estudar o Universo era impensável e é um salto conceitual gigante.
*Leonardo Antônio de Sousa é doutor em Física e professor da UFV em Florestal/MG.
Energia nuclear: controvérsias e diálogo
Por Sílvio R. A. Salinas
De São Paulo
Alguns dias depois do desastre de Fukushima, houve um debate aqui na USP, programado para o lançamento de um livro – Energia Nuclear: do anátema ao diálogo, editado pelo Senac de São Paulo – organizado pelo meu colega economista José Eli da Veiga, que é um texto particularmente recomendável nas atuais circunstâncias. A geração de energia elétrica a partir da fissão nuclear, que ainda pesa muito pouco aqui no Brasil, mas que compõe parte substancial da matriz energética no hemisfério norte, sempre veio acompanhada de controvérsias sobre a segurança dos reatores, o gerencialmente dos detritos radioativos, e possíveis conexões com a produção de armamentos.
O desastre de Fukushima reascende essas controvérsias, que se colocam nesse livro, na perspectiva de um país como o Brasil, com ampla capacidade hidroelétrica, mas com um programa nuclear envolvendo duas usinas em funcionamento, uma usina em construção, quatro usinas em fase de planejamento, além de reservas significativas de urânio natural e de relatos de sucesso nos esforços para o seu enriquecimento.
O livro de José Eli se inicia com uma boa introdução, explicando os fenômenos básicos da desintegração nuclear, as diferenças entre fissão e fusão, por exemplo, que em geral são desconhecidos pelo público mais amplo. Além disso, ele explica porque certos ambientalistas – James Lovelock, criador da “teoria Gaia” sobre o funcionamento do organismo Terra é o mais conhecido – mudaram de opinião, passando a defender a construção de usinas nucleares, com a progressiva substituição das termoelétricas movidas a carvão, que são contribuintes de peso para os gases do “efeito estufa”. Os argumentos a favor e contra a utilização da energia nuclear – envolvendo questões de segurança na operação das usinas e de armazenamento dos detritos – são mencionados nessa introdução, com uma boa lista de referências para o “estado da arte”.
Os capítulos seguintes foram escritos por “especialistas da área”, com argumentos a favor e contrários à utilização da energia nuclear. Leonam dos Santos Guimarães, engenheiro pela USP e doutor em energia nuclear, oficial reformado da Marinha e atual assistente do Presidente da Eletronuclear, participou do debate de lançamento e escreveu o “capítulo favorável” em colaboração com João Roberto Loureiro de Matos. O nosso colega José Goldemberg, que também participou do debate de lançamento, escreveu o “capítulo contrário”, em colaboração com Oswaldo dos Santos Lucon, apresentando uma visão crítica e muito cautelosa, em particular sobre o programa nuclear brasileiro.
Durante o debate no auditório lotado da Faculdade de Economia, notei a falta dos meus colegas físicos, que “ainda dirigem a CNEN”, mas que estão se ausentando desse espaço, preenchido agora por engenheiros e economistas (que nos substituem para explicar as diferenças entre fissão e fusão). Sugiro aos colegas que leiam o texto organizado pelo José Eli, procurem se informar e refletir sobre a “questão nuclear”. Há uma enorme sensação de que o debate sobre o “plano energético brasileiro”, incluindo a retomada de Angra III e a construção de quatro novas usinas nucleares (duas no nordeste, com locais que já estariam praticamente definidos), passa por círculos restritos, pelos interessados mais diretos, sem maiores discussões no próprio Congresso Nacional. José Eli diz que o seu livro é uma contribuição para o debate necessário, que o planejamento energético brasileiro não tem sido transparente e nem democrático.
Dentro de mais uns trinta ou cinquenta anos não vai haver energia que chegue se nós fizermos uma extrapolação (linear) do consumo nos países do hemisfério norte. Mas será que essa extrapolação é razoável? Depois dos acidentes de Chernobil e Three Mile Island, houve uma espécie de moratória nuclear, mas a indústria nuclear teria aprendido com os erros, e estaria agora ocorrendo uma retomada dos programas nucleares, com reatores muito mais seguros. Leonam Guimarães é um engenheiro que se expressa de maneira segura e transmite confiança: “para suprir a demanda para a produção de eletricidade na “base de carga”, sem energia nuclear, o mundo teria que depender quase inteiramente dos combustíveis fósseis, especialmente de carvão mineral”; a energia nuclear ofereceria a única tecnologia confiável, disponível para energizar uma economia próspera sem impacto ambiental destrutivo. Será que é isso mesmo? O entusiasmo de Leonam Guimarães leva à conclusão de que há “um novo realismo, que reconhece a energia nuclear e a sua capacidade de fornecer energia limpa, segura, confiável e em escala maciça”, terminando por prever que um desastre ambiental nesse século somente será evitado multiplicando por vinte as atuais quatrocentas usinas nucleares em funcionamento.
Goldemberg reconhece os problemas na “matriz elétrica” mundial, que reflete o consumo no hemisfério norte, com uma contribuição pequena da hidroeletricidade (da ordem de 15%) e uma enorme contribuição do carvão e do xisto (da ordem de 40%). Reconhece também a preocupação dos ambientalistas com os riscos do consumo excessivo de carvão, mas é crítico das “extrapolações simplistas” e continua apontando a gravidade dos riscos da energia nuclear, incluindo envelhecimento e custo dos reatores, e os problemas não equacionados do armazenamento dos detritos radioativos. Nesse sentido vale a pena registrar a posição da American Physical Society (APS), que reconhece a necessidade da utilização da energia nuclear como “instrumento para substituir (na matriz energética americana) a contribuição dos combustíveis fósseis e assegurar a auto-suficiência energética do país”. Mas a própria APS recomenda esforços em três direções: no desenvolvimento de uma nova geração de reatores, mais limpos e mais seguros, no tratamento dos dejetos radioativos, problema que não parece ter sido resolvido, e na discussão com o público sobre vantagens e limitações da energia nuclear (como está faltando aqui no Brasil). No mesmo documento, a APS também expressa “profunda preocupação” com o progresso inadequado no tratamento dessas questões (nos USA, é claro). A situação me parece bem mais preocupante no nosso país, em que a própria CNEN, em desacordo com recomendações internacionais, ao mesmo tempo executa e fiscaliza o programa nuclear, com uma diretoria aparentemente demissionária, sob alegações variadas em relação ao licenciamento completo de Angra II.
No caso brasileiro, há amplo reconhecimento de que a hidroeletricidade continuará sendo absolutamente dominante, mantendo uma situação bem mais confortável do que nos países do hemisfério norte. Além das obras gigantescas, ainda há muito espaço para a construção de barragens pequenas, em locais apropriados, com menor dano ao meio ambiente. O próprio “Plano Nacional de Energia - 2030”, que prevê a conclusão de Angra III e a construção de mais quatro usinas nucleares, limita em 10% a contribuição da energia nuclear na matriz elétrica brasileira, da mesma ordem de grandeza da futura contribuição da energia eólica. Questões mais delicadas, como o depósito de resíduos, planos de segurança em Angra, ou controle e fiscalização independentes, permanecem numa zona nebulosa. Ao fim e ao cabo, talvez o nosso enorme potencial hidroelétrico, suplementado pela utilização da energia eólica ou da biomassa, acabem nos poupando da preocupação nuclear.
*Sílvio R. A. Salinas é físico, professor da USP e membro da Academia Brasileira de Ciências.
Observações e referências:
Há pelo menos dois textos recentes dos meus colegas físicos que também cumprem esse papel tão importante de discutir junto ao público o significado, as vantagens e os problemas da energia nuclear: (1) “Energia nuclear: com fissões e com fusões”, de Diógenes Galetti e Celso Luiz Lima, publicado na Coleção Paradidáticos da Editora da UNESP em 2010; (2) “Radiação – efeitos, riscos e benefícios”, texto introdutório de Emico Okuno, publicado pela Editora Harbra em 1998.
Publicado em 22/04/2011 no Boletim da Sociedade Brasileira de Física
Estado e potencial da energia eólica no Brasil
O crescente apoio do sector financeiro na área da Energia Eólica no Brasil vem contribuindo para o aumento da capacidade de energia renovável na matriz energética brasileira. Actualmente, os 51 parques eólicos em operação no Brasil possuem um capacidade instalada total de 937 MW. Além destes, outros 18 projectos estão em construção, com mais 500,8 MW para entrar em operação ao longo de 2011, incluindo o parque eólico de Tramandaí. As autorizações para investimentos em energia eólica cuja construção ainda não foi iniciada já atingem 3.600 MW, distribuídos por 134 projetos.
No BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento do Brasil), já foram assinados ou estão em processo de assinatura, incluindo as duas operações recém-aprovadas, 51 contratos de financiamento directos e indirectos, no valor total de R$ 4,1 bilhões, para a implantação de 1.369 MW.
Além desses, outras 44 operações estão em análise, com pedidos de financiamento da ordem de R$ 3,3 bilhões.
Mais de 71 mil quilómetros quadrados do território nacional, em sua quase totalidade na costa dos estados do Nordeste, contam com velocidades de vento superiores a sete metros por segundo, que propiciam um potencial eólico da ordem de 272 terawatts-hora por ano (TWh/ano) de energia eléctrica.
Trata-se de uma cifra bastante expressiva, uma vez que o consumo nacional de energia eléctrica é de 424 TWh/ano, aponta estudo publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física, de autoria de pesquisadores do Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).
Potencial eólico brasileiro
“Os números do potencial eólico brasileiro foram estimados com os mesmos modelos de previsão de tempo e estudos climáticos. Como esses modelos são validados para locais específicos das diferentes regiões do país, esse potencial eólico pode estar subestimado”, disse Fernando Ramos Martins à Agência FAPESP.
Mas, segundo ele, com as informações disponíveis actualmente, levando em conta todas as dificuldades inerentes aos altos custos da geração de energia eólica, é possível afirmar que apenas o potencial da energia dos ventos do Nordeste seria capaz de suprir quase dois terços de toda a demanda nacional por electricidade.
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Matriz energética brasileira
“O problema é que, atualmente, o índice de aproveitamento eólico na matriz energética brasileira não chega a 1%. A capacidade instalada é muito pequena comparada à dos países líderes em geração eólica. Praticamente toda a energia renovável no Brasil é proveniente da geração de hidreletricidade”, apontou.
Parte dos dados do estudo também foi extraída do Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, produzido pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel) com o objetivo de fornecer informações para capacitar tomadores de decisão na identificação de áreas adequadas para aproveitamentos eólico-elétricos.
“Os locais mais propícios no país para a exploração da energia eólica estão no Nordeste, principalmente na costa do Ceará e do Rio Grande do Norte, e na região Sul”, disse Martins.
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Energia eólica no mundo
Além de descrever a evolução do aproveitamento da energia eólica no mundo, os pesquisadores do Inpe trazem no artigo dados inéditos sobre a situação atual do uso desse recurso para geração de eletricidade em diferentes países.
Segundo o estudo, o setor de energia eólica tem apresentado crescimento acelerado em todo o mundo desde o início da década de 1990. A capacidade instalada total mundial de aerogeradores voltados à produção de energia elétrica atingiu cerca de 74,2 mil megawatts (MW) no fim de 2006, um crescimento de mais de 20% em relação ao ano anterior.
“Enquanto o Brasil explora menos de 1% de sua energia eólica, países como Alemanha, Espanha e Noruega utilizam por volta de 10%”, disse Martins, lembrando que a conversão da energia cinética dos ventos em energia mecânica é utilizada há mais de três mil anos.
Em 2006, o Brasil contava com 237 megawatts (MW) de capacidade eólica instalada, principalmente por conta dos parques na cidade de Osório (RS). O complexo conta com 75 aerogeradores de 2 MW cada, instalados em três parques eólicos com capacidade de produção de 417 gigawatts-hora (GWh) por ano.
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Fonte de energia limpa
O pesquisador do CPTEC aponta ainda que, dentre as fontes energéticas que não acarretam a emissão de gases do efeito estufa, a energia contida no vento também demonstra potencial para atender à segurança do fornecimento energético no país.
“Políticas nacionais de incentivos estão começando a produzir os primeiros resultados, a exemplo do Proinfa [Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica]. Espera-se um crescimento da exploração desse recurso nos próximos anos no Brasil”, disse Martins.
O Proinfa, coordenado pelo Ministério de Minas e Energia, foi criado em 2002 para a diversificação da matriz energética nacional. O programa estabelece a contratação pelas empresas de uma parcela mínima de energia elétrica produzida a partir de fontes renováveis, entre as quais energia eólica e a energia proveniente de pequenas centrais hidrelétricas.
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Base de dados dos ventos
Martins destaca ainda duas iniciativas do CPTEC que têm dado suporte científico à produção de informações sobre os recursos eólicos no território brasileiro. Entre os esforços mais recentes, explica, estão a base de dados do Projeto Sonda, um sistema de coleta de dados de vento operado e gerenciado pelo centro.
O objetivo do projeto, que tem dezenas de estações de coleta de dados eólicos com medidores instalados em diversos estados brasileiros, é disponibilizar informações que permitam o aperfeiçoamento e a validação de modelos numéricos para estimativa de potencial energético de fontes renováveis.
O levantamento dos recursos de energia eólica no Brasil também vem sendo realizado pelo projeto Solar and Wind Energy Resources Assessment (Swera), conduzido pela Divisão de Clima e Meio Ambiente do CPTEC, com financiamento do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma).
Toda a base de dados gerada até o momento pelo Sonda e pelo Swera, que terá sua segunda fase iniciada no começo de 2009, está disponível para acesso gratuito no site dos projetos.
“Essas bases de dados são extremamente úteis para a definição de políticas junto ao setor energético nacional e para o desenvolvimento de projetos de pesquisa científica sobre a temática do aproveitamento de recursos energéticos. Os resultados obtidos até o momento demonstram o potencial do país no que diz respeito à disponibilidade dos recursos renováveis”, afirmou Martins.
Além de apresentar uma revisão dos conceitos físicos relacionados ao emprego da energia cinética dos ventos na geração de eletricidade, o artigo descreve ainda os aspectos dinâmicos dos ventos e detalhes sobre a circulação atmosférica na Terra, incluindo os fatores que influenciam a velocidade e direção dos ventos nas proximidades da superfície.
fonte: Portal Energia
Por que a Lua não cai na Terra?
Por Domingos Sávio de Lima Soares*
De BH
Cair ou não cair, eis a questão...Bom, na verdade ela cai... Mas ela faz isto na medida certa, de tal forma que nunca atinge o solo. Quer dizer --, então ela não cai!O melhor que temos a fazer é consultar o grande sábio inglês Isaac Newton (1643-1727). No Livro III de sua grande obra de 1687 "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", ele discute a questão da permanência dos planetas em determinadas órbitas em torno do Sol.
A força que mantém um planeta em órbita é denominada "força centrípeta", que, por sua vez, significa "força dirigida para o centro". Este centro é exatamente onde está localizado o Sol. No caso da Lua, a força centrípeta que atua sobre ela está dirigida para o centro da Terra.
Retrato de Isaac Newton (1643-1727) pintado por Godfrey Kneller em 1689.
(Crédito: Domínio Público)
Esta figura é apresentada no Livro III da obra de Isaac Newton denominada "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural". Pedras são lançadas do alto de uma montanha com velocidades cada vez maiores, até que uma delas entra em órbita da Terra e, portanto, não atinge mais o solo. (Crédito: Domínio Público)
O que diz Newton? Em sua linguagem um tanto formal, apropriada para um texto científico, ele afirma: "-- Que por intermédio das forças centrípetas os planetas são mantidos em certas órbitas, podemos facilmente entender, se considerarmos os movimentos dos projéteis; pois uma pedra arremessada [do alto de uma montanha] é forçada pela ação de seu próprio peso para fora de uma trajetória retilínea -- a qual ela descreveria devido apenas ao arremesso inicial --, e impelida a descrever uma linha curva no ar; e através desta forma arqueada é finalmente trazida para baixo, ao chão; e quanto maior é a velocidade com que ela é arremessada, tanto maior é a distância que ela percorre antes de cair na Terra.
Podemos portanto supor a velocidade de tal maneira aumentada que ela descreveria arcos de 1, 2, 5, 10, 100, 1000 milhas antes de atingir a Terra, até que, finalmente, excedendo os limites da Terra, ela passaria ao espaço, sem tocá-la."
Estas são as palavras do grande acadêmico de Cambridge! Podemos aplicar o seu brilhante raciocínio ao movimento da Lua em torno da Terra. Vemos então que ao mesmo tempo que a Lua cai em direção ao centro da Terra ela simultaneamente move-se na direção transversal. E faz isto na medida certa de tal forma a manter-se sempre acima da superfície. Ou seja, de forma a manter-se em órbita da Terra.
A Lua se movimenta de L1 para L2. Simultaneamente ao movimento tangencial L1-H ela realiza o movimento centrípeto H-L2 e assim progressivamente descreve uma órbita ao redor da Terra, sem atingir a sua superfície. Em outras palavras, ela não "cai" na Terra. (Crédito: Domingos Soares)
Para terminar, uma bela imagem da Terra e da Lua juntas, vistas da superfície lunar pelos astronautas da Apolo 8.
A tripulação da Apolo 8 registrou esta vista da Terra, a aproximadamente 5 graus acima do horizonte lunar, no dia 22 de dezembro de 1968.
Fonte: Apollo 11
O projeto-piloto da primeira usina brasileira de produção de energia através das ondas do mar recebeu a licença ambiental de instalação concedida pela Superintendência Estadual do Meio Ambiente (Semace).
A usina vai funcionar no Porto de Pecém, instalada a 3 quilômetros da costa, deverá ocupar uma área de 200 metros quadrados no Terminal de Múltiplas Utilidades do Pecém (TMUT). Inicialmente irá produzir 100 KW, equivalente ao consumo de 60 casas de padrão médio, energia suficiente para ser aproveitada no abastecimento das instalações do próprio Porto de Pecém.
A grande vantagem é que sua fonte de energia é 100% limpa e considerada de baixo impacto ambiental, já que não há necessidade de represar água, como no caso das hidrelétricas. “Há a possibilidade de degradar o mínimo possível”, afirmou a superintendente da Semace, Lucia Teixeira, durante apresentação do projeto a imprensa.
A usina-piloto utilizando as ondas do mar foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). O Estado do Ceará foi escolhido pela regularidade dos ventos e frequência das oscilações do mar no litoral cearense.
Com a ajuda de flutuadores submersos, as ondas vão impulsionar a água do mar para um reservatório dentro da usina. A água no reservatório é bombeada até chegar a uma câmara hiperbárica. A câmara é um tanque que retém a água por alguns segundos. Em seguida, a retenção faz a pressão da água aumentar e o jato pressurizado sai do compartimento com grande força e então movimenta uma turbina, que finalmente gera a energia.
O Ceará já é destaque no Brasil entre Estados que utilizam outras formas de energia renovável, como a eólica, pela força dos ventos e a energia solar.
A previsão é que a usina de ondas esteja funcionando até o final deste ano. A fase de pesquisa deve durar três anos para a avaliação da tecnologia, segundo informações da Secretaria de Infraestrutura do Ceará.
Perspectivas nucleares após desastre em Fukushima
Da The Economist
O desastre na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi no nordeste do Japão chamou mais uma vez a atenção sobre a segurança da energia nuclear. O desastre irá criar reações em diferentes graus, de critérios mais severos de segurança (que subirão os preços de construção e diminuirão a aprovação de usinas) até mais resistência política e pública para o uso da energia nuclear.
Mesmo assim, a energia nuclear aparenta continuar como uma parte significante do total global de produção energética, uma vez que as alternativas com maior viabilidade fazem com que a dependência em relação a combustíveis fósseis poluentes cresça. A China, em particular, está preparada para expandir sua indústria nuclear de forma massiva na próxima década. Ainda que a escala desses planos não pareça realista, em termos do conjunto global, o crescimento do poder nuclear na China irá, parcial ou integralmente, equivaler aos fechamentos e suspensões de usinas nos outros lugares.
Antes de acontecer o desastre japonês, a energia nuclear parecia prestes a um renascimento cauteloso. O setor é responsável por perto de 14% da geração global de energia. Suas principais vantagens são que esse tipo de usina possibilita uma energia mais barata quando estão construídas e funcionando (tirando os altos custos iniciais) e não produz emissões de carbono. A energia nuclear é atraente também para países altamente dependentes da importação de hidrocarbonetos, e para aqueles com demanda de potência com crescimento acelerado e que não são inteiramente abastecidas com a energia fóssil, apenas. Japão e Coreia do Sul, ambas consumidores entusiastas da energia nuclear, caíram na primeira categoria. Antes do desastre de 11 de março invalidar os reatores de Fukushima Daiichi e forçar o desligamento de tantos outros, o Japão tinha 54 usinas operáveis de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), atrás somente dos Estados Unidos (com 104) e da França, com 58. Esse tipo de energia foi responsável por 27% do total da energia gerada pelo Japão em 2010. A Coreia do Sul tem menos usinas em operação – 21 no total – mas isso gerou 33% da eletricidade do país ano passado.
A segunda categoria de países para os quais a energia nuclear manteve sua atratividade é daqueles de crescimento e desenvolvimento acelerado como China e Índia. Em ambos, a combinação de fatores, como uma população massiva, crescimento econômico acelerado e uma grande dependência em carvão, fez com que as autoridades encarassem a energia nuclear como uma maneira de elevar a segurança energética e combater a poluição do ar. O carvão continua sendo o principal combustível em ambos os países, mas reduzir sua parcela na geração de potência surgiu como um elemento-chave para políticas energéticas. Ambos os países tem planos ambiciosos para construção de usinas nas próximas décadas.
Por alguns cálculos, a China deve ter sua capacidade de geração de energia nuclear expandida para 70 gigawats (gw) em 2020, um crescimento de sete vezes da capacidade atual, e para monstruosos 400 gw em 2050. Outros 27 reatores estão em construção de acordo com dados da AIEA, e, perto de 2020, o país deve ter 75 reatores operando, número bastante superior em relação aos 13 atuais. A Índia, enquanto isso, planeja crescimento de 4,6 gw em 2009 para 40 gw em 2030. O capital político que o governo de Manmohan Singh, primeiro ministro indiano, investiu ao assegurar pacto de cooperação com os EUA em 2008, sublinha a determinação do governo em desenvolver o setor nuclear. A Índia já tem 20 reatores nucleares em operação e o acordo (que abre caminho para o crescimento de negócios atômicos com outros países aprovados) possibilita o acesso da Índia a tecnologias e materiais indispensáveis para seus planos de expansão.
Saída global
O que exatamente os recentes eventos no Japão significarão para a indústria global permanece sem clareza. O esperado era que aumentasse a visibilidade e foco na questão da segurança, mas no mundo em desenvolvimento em particular a necessidade causada pela crescente demanda de energia ultimamente parece superar tais preocupações. A China, por exemplo, foi rápida em fazer simbólicas manifestações sobre a sua necessidade de se aproximar devagar e cuidadosamente da aprovação e construção de suas estações nucleares. The Economist acredita que isso não altera a, acima de tudo expansiva, política chinesa. Um comunicado oficial do Conselho de Eletricidade Chinês anunciou no final de março que a meta de 2020 será abaixada em 10 gw. Como a China irá batalhar para alcançar a meta de qualquer maneira, isso não fará muita diferença. As principais dificuldades da expansão nuclear chinesa são relativas à capacidade técnica, assim como aumentar as reservas de urânio, encontrar engenheiros competentes suficientes e simplesmente administrar um número tão alto de projetos complexos. Os problemas no Japão acabaram fornecendo às autoridades chinesas uma justificativa conveniente para abaixar suas expectativas para um nível mais atingível.
Em outras partes do mundo, o impacto do incidente de Fukushima Daiichi nas perspectivas da indústria nuclear parecem estar misturados. O Japão está, seguramente, na posição mais difícil. Isso não só porque o desastre desligou usinas térmicas e nucleares que significavam uma porcentagem grande ta capacidade de geração total. Também foi porque as opções de energia não nuclear são muito limitadas. A habilidade japonesa de produzir sua própria energia será muito diminuída na ausência da produção atômica. Ironicamente, a crise em Fukushima Daiichi pode dificultar politicamente a aprovação para novos reatores que o país precisa, agora mais do que nunca. Maior importação de carvão e óleo, em particular, será necessária para acertar a questão energética até que a situação nuclear se torne mais clara.
A maioria dos grandes usuários da energia nuclear – Estados Unidos, França, Rússia e Reino Unido – estão se agarrando, de diferentes maneiras, com o mesmo problema essencial de possuir reatores velhos que precisam ser substituídos. A extensão de quais precauções com segurança representarão um obstáculo para o processo de melhoramento parece variar. A França anunciou uma revisão da segurança, mas o país seguramente está muito comprometido com a energia nuclear, que representa 77% da geração, para mudar de curso dramaticamente. Também há um consenso antigo de todos partidos políticos em apoiar a energia nuclear. A crise japonesa pode até mesmo ter um efeito de consolidação para a indústria nuclear francesa, uma vez que mais compradores se disporão a pagar mais pela última geração de reatores, desenhada com mais acessórios de segurança. A Rússia, da mesma forma, parece pouco perturbada pelos eventos de Fukushima. Ela acaba de anunciar um acordo de US$ 9 bilhões para construir uma usina nova em Belarus e permanece como um destacado apoiador da energia nuclear. A própria Rússia planeja construir pelo menos 14 novas usinas nos próximos 20 anos. Pode parecer contraditório, dadas as grandes reservas de gás e petróleo que o país possui, mas o crescimento da participação da energia nuclear no total da eletricidade de 16% para 20% irá livrar o país para exportar mais combustíveis fósseis.
A oposição à geração nuclear de energia irá, de toda forma, crescer em muitos países, sobretudo no Oeste. Campanhas anti-nucleares utilizaram o incidente de Fukushima Daiichi como ilustração dos perigos da energia nuclear. A Alemanha, que possui um movimento ambiental forte, respondeu ao desastre no Japão suspendendo prontamente a operação de sete reatores. A Alemanha está tentando tornar-se mais aberta à energia nuclear novamente, mas planos para estender a vida operacional dos reatores mais velhos estão estagnados. Isso suscita questões sobre como a habilidade futura do país para alcançar as metas da União Européia de emissão de carbono – recentemente negociadas com grande esforço – e por extensão a credibilidade de toda estrutura de emissões da UE.
Atritos naturais também serão fatores-chave. De acordo com cálculos da The Economist, a Alemanha e o Reino Unido são os dois países que verão o maior declínio no número de reatores nucleares entre agora e 2020, incluindo a desativação de reatores mais velhos. Em 2023, apenas um entre os 19 reatores do Reino Unido existentes deverá estar funcionando. O último governo trabalhador da Inglaterra aprovou uma nova geração de usinas nucleares, mas ninguém sabe se politicamente será viável seguir com esse plano. O governo dos Estados Unidos, da mesma forma, sob a presidência de Barack Obama, se tornou apoiador da energia nuclear como forma alternativa dos combustíveis fósseis. Mas assim como na Inglaterra, a construção das usinas ocorreu há muitas décadas e há muitos anos não ocorre essencialmente nada de novo. Isso reflete tanto o prolongado processo de aprovação e (relativa) a dificuldade em encontrar financiamento seguro para projetos nucleares. Não menos importante, com mais de 100 reatores que representam 30% da energia nuclear gerada em 2010, o Estados Unidos permanece como o maior protagonista da indústria.
Rebalanceando
A resistência pública e política para a construção de novas usinas, ou a extensão das licenças de operação das usinas existentes, se prova significantemente forte como um resultado dos recentes eventos no Japão e, pelos nosso cálculos, o rebalanceamento parcial da capacidade nuclear do mundo em relação aos países em desenvolvimento que já era esperado, deve acelerar. Em 2010, segundo nossas estimativas, China e Índia juntas significaram 3,5% da geração de energia nuclear. Em nossas mais recentes projeções, esse valor pode subir para 13,6% em 2020.
Em geral, preocupações intensas sobre a segurança nuclear parecem ser deixadas para a revisão de estruturas reguladoras e no interesse crescente por outras fontes. Ambos são problemáticos. Regras de segurança nuclear mais rígidas – necessárias em muitos casos que enfrentam pouca transparência na regulação e fraca separação entre os reguladores e industriais – se somam aos altos custos iniciais e no longo tempo envolvido na construção de novas usinas. Isso pode enfraquecer a viabilidade econômica da energia nuclear. As alternativas incluem um melhor uso do gás natural, combustíveis fósseis não convencionais e renováveis. Mas o gás, ainda que mais barato e abundante do que o carvão e o petróleo, pode significar problemas em termos de emissão de carbono se ele substituir toda geração nuclear. O interesse em renováveis parece crescer, mas há limites para sua escalada. A não ser que essa imagem mude dramaticamente, qualquer abandono da energia nuclear irá criar mais problemas que soluções.
Tradução via Carta Capital
Físico defende competitividade da energia nuclear
Rex Nazaré Alves, 73, diretor de Tecnologia da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), é um dos físicos mais importantes para a história da energia nuclear brasileira. Na década de 60 se especializou em engenharia nuclear pelo Instituto Militar de Engenharia (IME) e mais adiante se formou doutor em física pela Universidade de Paris, Sorbonne. Foi presidente da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e chefe do Departamento de Tecnologia da Agência Brasileira de Inteligência (ABIN). O físico defende a continuidade da política nacional de energia nuclear e a aplicabilidade dessa matriz na medicina. E acredita que os recentes acidentes ocorridos nas usinas de Fukushima, Japão, não irão frear o crescimento dessa matriz no mundo.
Confira o porquê na entrevista a seguir.
Como nasceu o seu interesse pessoal em estudar física nuclear?
Em 1961 ganhei uma bolsa da Comissão Nacional de Energia Nuclear, que estava nascendo, para estudar engenharia nuclear no Instituto Militar de Engenharia, como civil. Essa era a fonte de energia que mais impressionava porque percebíamos aplicações de toda a ordem. Para se ter ideia, a espessura da folha de papel que você deve ter em mãos é controlada por mecanismos de energia nuclear. O nível de água ou de óleo que se coloca dentro dos vasilhames para se controlar os motores, é controlado por processos de energia nuclear.
Naquele momento, o Brasil tinha um problema que começava a me preocupar porque éramos ricos em matéria prima e tínhamos que aprender por conta própria a desenvolver nossa própria tecnologia. Por esses motivos o interesse foi crescendo, especificamente voltado para essas duas coisas: a necessidade nacional de desenvolver esse setor e aplicação dos meios que a gente dispõe no Brasil.
Por que a fissão nuclear é tão manipulada para a produção de energia se existem tantas fontes no mundo que são bem mais seguras?
Os primeiros marca-passos cardíacos tinham bateria de plutônio 238 porque era uma bateria que não precisava ser trocada todos os dias. Todos esses dispositivos que são enviados para o espaço, por exemplo, para Marte para captar informações e remeter para a Terra precisam de uma fonte de energia constante. Sem dúvida nenhuma são movidos a fontes nucleares.
Cada tipo de energia e cada utilização em particular no nuclear tem sua importância e aplicação. A energia nuclear vem sendo usada pela necessidade e em muitos casos por ser a melhor opção. Quando não for a melhor opção ainda assim será utilizada por muito tempo por ser mais competitiva do ponto de vista econômico.
Esse é o mesmo motivo de investirem em submarinos a propulsão nuclear, porque, dentre outras razões, ficam carregados por muito mais tempo?
Exatamente. A vida útil do combustível nos reatores dos submarinos nucleares é uma das causas principais de seu emprego.
Em dezembro de 1945 o físico nuclear Alvin Weinberg disse à comissão sobre energia atômica do Senado norte-americano que a força atômica pode tanto curar quanto matar. Pode adubar e enriquecer uma região bem como destruí-la. Qual tem sido o papel dos cientistas brasileiros nesse sentido?
É válido o que o Weinberg mencionou em 1945, que a energia nuclear tanto pode servir para curar, quanto para matar. E é importante lembrar que uma das primeiras fontes de energia nuclear utilizadas da natureza, foi a separação dos elementos químicos rádio e polônio, realizada pela Madame Marie Curie. Esse rádio permitiu fazer agulhas de rádio que eram utilizadas em radioterapia e foi, sem dúvida alguma, uma das primeiras formas de uso da radioterapia junto com o raio-X dermatológico. A Madame Curie veio ao Brasil, em agosto de 1926, para visitar o Instituto do Radium, um hospital de oncologia, primeiro no Brasil na luta contra o câncer, em Belo Horizonte, que usava rádio 226 que ela mesmo tinha separado. Isso mostra que desde a origem a energia nuclear vem sendo utilizada na medicina.
Hoje as técnicas de medicina nuclear para diagnóstico permitem efetivamente ter acesso à informação de tumores numa fase muito inicial. Então, sem dúvida nenhuma, a física nuclear tem uma influencia grande para o bem. Ao mesmo tempo, é verdade que pode haver acidentes graves. Um exemplo típico foi o que tivemos com o césio 137, em Goiânia.
O mesmo ocorre com a produção de energia. Ainda assim, de todas as fontes de energia do mundo, se compararmos a produção de megawatts por hora, a fonte com menor número de acidentes e vítimas fatais é a nuclear. As pessoas se esquecem de rompimento de barragens, acidentes nas usinas térmicas, minas de carvão.
Qual será a formação da matriz energética do Brasil em 2030? O PDE 2030 [Plano Decenal de Expansão de Energia] acerta ao propor que 3% dela seja composta por energia nuclear?
O Brasil aprendeu três coisas fundamentais, na década de 1970, com as duas crises do petróleo e que devem jamais ser esquecidas. Primeiro, que precisávamos ter combustível necessário, ou seja, só investir na produção de certa matriz se tiver acesso à fonte. Nesse caso temos água, para hidrelétricas, sol para produção de energia solar, ventos para produção de energia eólica, petróleo, gás, álcool e temos urânio.
Então, esse é o primeiro item, disponibilidade do combustível. O segundo item é dominar a tecnologia, para não ficarmos como muitos países que produzem petróleo, exportam a matéria bruta e importam o produto refinado. Dominamos tecnologia em todas essas matrizes que mencionei seja em menor ou maior profundidade.
A terceira coisa que aprendemos com as crises do petróleo foi incorporar as lições dentro de todo esse quadro histórico. Antes das crises tínhamos uma matriz que dependia fortemente do petróleo. Em 1979 consumíamos aproximadamente 1 milhão de barris de petróleo/dia e produzíamos em torno de 180 mil. Nessas condições, quando vieram as altas repentinas do preço do barril do petróleo, vimos nossa economia praticamente quebrar. Isso nos incentivou a investir, por exemplo, no Pró-álcool.
Em conseqüência disso, diria que é difícil afirmar se a participação da energia nuclear vai ficar em 3% ou 4%, porque sem dúvida nenhuma a nossa fonte prioritária é água, e continuará sendo por muito tempo água. O que acontece é que precisamos ter alguma coisa que atenda a demanda quando houver falta de hidroeletricidade. Essa alguma coisa tem que ser de fontes térmicas, alimentadas por carvão, petróleo, gás ou urânio. A energia eólica ainda terá que se desenvolver muito para alcançar o grau de competitividade das usinas de grande porte.
Os acidentes em Fukushima abalaram a opinião pública. Diante disso, vale à pena continuar investindo ainda nessa matriz sabendo dos riscos?
Sem dúvida nenhuma os fenômenos naturais devem ser considerados num projeto de usina nuclear, prevendo-se ocorrências com grau de intensidade superior ao estimado pelos cientistas. O Japão fez isso, mas o caso de Fukushima foi atípico. A região passou pelos terremotos e ainda assim as usinas continuaram operando inicialmente. O problema foi que uma hora depois do terremoto vieram às águas do tsunami que inviabilizaram o processo de resfriamento dos reatores.
É obvio que a simultaneidade de fenômenos deve ser considerada uma vez que o tsunami é fruto do terremoto que ocorreu em alto mar, o problema foi a intensidade do tremor, uma das maiores já registradas pelo homem.
Voltando-se para o Brasil, vemos que aqui as características geológicas são diferentes, pelo menos até hoje tudo indica que estamos longe de ameaças equivalentes. Ainda assim, os fenômenos naturais e a simultaneidade deles devem ser considerados. Qualquer projeto de central nuclear tem reforços contra terremotos e mecanismos redundantes para um desligamento seguro caso esse fenômeno venha ocorrer.
O Japão, assim como a França e até a Alemanha, não possui muitas opções de matrizes, por isso mesmo seria difícil para o país desenvolver outros tipos de produção de energia. No caso brasileiro é um pouco diferente, temos como explorar outras fontes...
Estamos numa condição curiosa que é a interrupção de obras de hidroeletricidade. Não podemos abandonar nenhum processo de geração de energia. Temos que ser responsáveis pela implementação de todas. Não temos necessidade de construir dez ou vinte centrais de qualquer que seja sua origem, mas, para podermos ter garantia que no futuro vamos usá-las de maneira confiável, temos que manter uma continuidade no nosso programa energético. Essa continuidade implica na constância de construirmos uma usina de dois em dois anos ou em quatro em quatro anos, em função do crescimento econômico-social do país.
Após o acidente no Japão, alguns países propuseram repensar seus investimentos para construção de usinas nucleares, como os Estados Unidos. Se isso ocorrer nos demais estados que tradicionalmente dependem da nuclear como principal fonte, a exemplo da França, como essas nações serão capazes de suprir a demanda nas próximas décadas?
Quando houve o acidente em Chernobyl [na Ucrânia, em 1986], de imediato alguns países pensaram em abandonar o programa nuclear. Porém, muitos que efetivamente deixaram de investir na produção nuclear dentro de seus territórios continuaram a comprar energia nuclear de países vizinhos. A maioria dos países europeus, pequenos em extensão, não tem grandes reservas de fontes energéticas e não irão poder abrir mão da energia nuclear.
Para botar uma usina nuclear de 1 mil MW para funcionar, do tipo TWR, durante 30 anos, precisa-se de 5 mil toneladas de yellow cake, que é o composto de urânio concentrado não enriquecido. Eu posso armazenar isso em qualquer lugar, fazer uma reserva estratégica e não ficar na dependência de um combustível que, de repente, pode me ser negado.
E sobre as novas energias que tanto se fala, não teríamos capacidade de com elas substituir as principais fontes?
Sem dúvida as fontes solar e eólica ganharão um espaço muito importante nos próximos anos, mas elas, na minha maneira de ver, não serão substitutivas das fontes carvão, gás, nuclear e hidrelétrica. Essas quatro serão os grandes percentuais dentro da matriz no mundo.
Por que são mais baratas?
Não. É porque eu tenho condição de conseguir uma maior quantidade de energia dentro de uma mesma geometria, numa mesma área. O Sol joga na Terra 1 mil MW por metro quadrado. Posso fazer o que quiser, e o Sol vai continuar jogando na terra, meio dia, com o céu limpinho, 1 mil MW por metro quadrado. Então eu melhoro minha geometria, uma série de coisas, porém, ele continuará mandando apenas isso.
Em entrevista concedida para a revista Istoé, edição 2159, o historiador norte-americano Richard Rhodes afirma que a bomba atômica é inútil e obsoleta e que os países não investem mais nesse tipo de arsenal. Concorda?
A história é muito curiosa. Desde que o homem parou de ser nômade e resolver se fixar em determinado lugar, começou a alimentar mais seu lado ambicioso. Quando encontrou um lugar de terras férteis, com água, e que não era excessivamente frio, foi obrigado a ter que desenvolver meios para defender seu território de outros. Os gladiadores, máquinas de ganhar guerra no braço nasceram a partir dessa ideia, ao mesmo tempo o homem passou a desenvolver meios para se tornar mais competitivo, como a pólvora. Com isso a tendência natural foi fazer armamentos que gerassem um impacto de destruição maior. E, no limite que estamos hoje, é sem dúvida nenhuma a da energia atômica, e suas aplicações militares o instrumento de maior impacto.
Já dizia Charles de Gaulle [ex-presidente da França], ‘não lançam contra a França uma bomba porque ela tem a possibilidade de mandar outra de volta’. Nesse quadro lhe diria que, sem dúvida nenhuma, eles reduziram a quantidade de armamento, mas ainda as reservam em estoque extraordinariamente grandes.
Há um discurso em relação ao encerramento das aplicações para fins militares de energia atômica. Mas eu acho que ainda é apenas um discurso das grandes potencias militares.
A CNEN [Comissão Nacional de Energia Atômica] deve deixar de acumular a função de fiscalização do setor? Por que não conseguimos criar, até hoje, uma agência reguladora para o setor nuclear, assim como existe para o setor elétrico?
A energia nuclear no Brasil teve diferentes velocidades de desenvolvimento. Em alguns momentos se acoplou mais a dependência externa, em outros momentos se desenvolveu de forma autônoma.
Quando se fala em fiscalizar é preciso identificar quem realmente tem condições para isso, atualmente. O primeiro dado que tem que ser considerado é que o fiscalizador precisa ter um elevando nível de conhecimento.
Todos os países do mundo começaram a produzir energia nuclear com as suas funções regulatórias junto com as suas funções de desenvolvimento. Eles puderam fazer essa transição de dividir as duas funções, principalmente, porque tiveram um programa contínuo nuclear, a exemplo da França e dos Estados Unidos – França separou as atividades de produção e regulação no final dos anos 1980 e Estados Unidos nos anos 1970.
O Brasil tem e precisa fazer essa separação, mas de maneira muito responsável, mas antes, necessita ter efetivamente a garantia de que ao separar as duas atividades terá condições de fazer a fiscalização. Não deve separá-las apenas para agradar a Gregos e Troianos.
Sendo assim, estaríamos no momento de efetivar essa separação, ou ainda acha que temos que amadurecer?
Temos que amadurecer, pelo menos agora, porque temos que esperar a conformação que o atual governo quer fazer sobre a energia nuclear, com que velocidade quer implementá-la. A partir daí definir em que momento se irá fazer essa separação.
O Brasil, além de possuir reservas de urânio e demais metais radioativos, domina toda a tecnologia para produção de energia nuclear. O que falta, então, para que afetivamente todo o processo seja realizado no país? Estamos perto de chegar nesse ponto?
Falta ter um programa contínuo, mesmo que cresça devagar, mas que tenha continuidade. O nosso problema hoje não é tecnologia, porque a temos, é simplesmente escala. Se fizermos Angra 3, e fizermos mais uma unidade a cada três ou quatro anos, mas que isso fique efetivamente ajustado e que a encomenda seja feita a tempo de formarmos mão de obra especializada para que a competência seja devidamente passada, dessa forma, você pode ter certeza que teremos condição total e autonomia de sermos efetivamente um país que domine inteiramente o uso pacífico de energia nuclear.
Ao longo da história as atividades humanas influenciaram as formas de consumo de energia. Hoje, as formas de consumo de energia influenciam atividades humanas?
Inicialmente o ser humano era nômade e só andava perto de onde tinha água. Depois, aprendeu a usar o fogo e se fixar, aprendeu a produzir energia da natureza melhorando sua qualidade de vida. A partir desse momento, sim, é que começou a condicionar suas atividades a uma demanda maior de energia.
Por exemplo, você está numa sala que garanto que tem ar condicionado. Há vinte anos seguramente não havia ar condicionado aí, mas o ser humano que está aí sobrevivia da mesma forma. Culturalmente, a gente vem optando por um modelo de qualidade de vida que é altamente dependente de energia. A atividade, em si, não mudou muito, o homem continua dormindo, comendo, trabalhando, mas tem televisão, agora tem computador, quer tem um telefone celular em sua mão para usar a qualquer momento. Então o que mudou foi o consumo criado pela evolução da cultura.
fonte: Brasilianas
Uma brevíssima história da Astronomia – de Newton a Einstein
De Florestal/MG
A ideia é prosseguir de Newton até Einstein. É, a tarefa não é fácil, mas tentemos. Recapitulando: os gregos e os orientais tinham uma noção do que se passava no céu e formulavam modelos para o movimento dos corpos celestes... noção metafísica sim é verdade, mas tinham muita noção. Trocentos mil anos depois, alguns sujeitos resolveram apontar algo para o céu, que não era o dedo mas sim um telescópio, e começaram a fazer medidas, e com isto (Galileu, Tycho Brahe, “Copérnico”) se inicia o método científico.
Copérnico está entre aspas pois ele não fez experimentos, e sim propôs um modelo heliocêntrico, num apêndice de um trabalho dele.
Partindo das experiências de Galileu e principalmente de Brahe, Kepler decidiu propor um modelo para o movimento dos corpos no sistema solar, e enuncia suas 3 leis. Tudo isto era cinemático, não se sabia o que causava o movimento.
Newton, um sujeito muito, MUITO, inteligente, decide juntar isto tudo numa TEORIA científica, universal, que dava a dinâmica dos corpos celestes e de qualquer corpo massivo. Esta teoria foi “superada” somente em 1905 quando um tal de Einstein entrou no jogo. Mas, antes disso muiiiita água passou por debaixo da ponte.
Agora começa a bagaça... vou demorar um pouco pra falar de astronomia, mas aguardem.
A teoria de Newton foi, de fato, uma mudança extremamente brusca na maneira de pensar das pessoas na época. Pensem comigo: se você sabe que uma força acelera um corpo de uma forma muito bem definida (onde acelerar pode significar rodar o corpo), podemos “inventar” algo que produza uma força que propulsiona uma haste e essa haste por sua vez roda um moinho que vai amassar sua uva de modo a fazer vinho mais rapidamente. A revolução tecnológica dada a partir da teoria Newtoniana foi gigantesca.
Mas, nem tudo são flores na teoria de Newton. Se você acha que calcular planos inclinados é difícil, isto porque você não viu ainda as outras formulações da teoria de Newton. Mais difíceis, porém muito mais úteis em diversas situações. Importante notar também que vários, senão todos, cientistas que citarei são também excelentes matemáticos. A matemática e a física sempre vivem de constantes evoluções, uma puxando a outra para a frente, às vezes a física puxa a matemática, às vezes a matemática puxa a física.
Citando alguns: Euler (sim, aquele do número e de Euler, e que o nome se pronuncia Óiler) colocou a Mecânica como uma ciência racional, contendo axiomas1, definições e deduções. D'Alambert deduziu as leis de conservação do momento2 e de colisões. Lagrange estudou o problema de 3 corpos (problema sem solução analítica!!!) e descobriu os 5 pontos “Lagrangianos” de estabilidade neste problema, além disto trabalhou com a chamada função de Lagrange, que é a subtração da energia potencial da energia cinética, e com ela trabalhou no estudo de coordenadas generalizadas. Gibbs foi quem introduziu a notação vetorial conhecida pelos que estudam mecânica nos dias de hoje. Laplace estudou com afinco a mecânica celeste, além de produzir infinitamente em matemática. Ainda na versão “antiga” da mecânica Newtoniana, temos que destacar o trabalho de Hamilton, que construiu toda a mecânica Hamiltoniana, baseada na mecânica Newtoniana, que condensava todo um estudo de coordenadas generalizadas, conservação de energia e princípio de ação mínima. Todos trabalharam com problemas de mecânica celeste, trabalharam com astronomia.
Isto foi apenas uma pequeníssima amostra do que foi feito entre a publicação dos Principia de Newton até 1833. Neste meio tempo a indústria estava a plano vapor, literalmente. Os estudos sobre termodinâmica se aceleravam e promoviam a maior revolução industrial da história da humanidade desde a invenção da roda e da imprensa (meu pensamento). Olhando a imagem abaixo dá para termos noção da quantidade de movimento (Newton, mecânica) existe por conta de termodinâmica (gases, temperatura, pressão, movimento, Newton).
Enfim, outro resumo: a física estava a toda: mecânica, OK! Termodinâmica: OK! Eletromagnetismo... bem, OK! Por sinal, MUITO OK! A ciência do eletromagnetismo, eletricidade + magnetismo que iniciaram sua “junção” com Oersted, era talvez a nova menina dos olhos da física no século XIX. Com a tecnologia crescente, os físicos, cada vez mais loucos, decidiram fazer experimentos mais loucos e mais precisos e mais potentes e com isso o eletromagnetismo cresceu e assim também a recém tecnologia elétrica. Isto tudo vai culminar com um tal de Maxwell, que definitivamente uniu3 as duas ciências (elétrica e magnética) no que chamei antes de eletromagnetismo. A partir de Maxwell, a tecnologia baseada no eletromagnetismo não parou mais (alguém já ouviu falar de lâmpadas, rádios, TV's, celulares, código Morse, computadores? Então, isso tudo!) Mas, e aí cara, você não ia falar de Astronomia?
Então vamos falar de Astronomia. Até 1905 a Astronomia estava baseada, única e exclusivamente, na teoria de Newton. A teoria de Newton lidava com todos os problemas, exceto alguns como a precessão do periélio de Mercúrio, e estava muito bem, obrigado! Era uma teoria que tinha lá seus problemas conceituais, como o fato da atração gravitacional de Newton ocorrer instantaneamente: se o Sol sumisse sentiríamos no mesmo momento, mas... poxa vida, a teoria previu que Netuno estava lá! Vamos deixar de blablabla e vamos trabalhar nela.
Mas, em 1905, um bigodudo de 25 anos que trabalhava num escritório de patentes escreveu um artigo que, simplesmente, reformulava toda a maneira de pensar da época. Einstein (o tal bigoda) tinha um problema: a teoria eletromagnética e a teoria Newtoniana (do jeito que era concebida, com suas transformações de coordenadas) não eram compatíveis. O que fazer? Ele tinha duas opções: (1) Newton está certo, Maxwell está errado. Reformulemos o eletromagnetismo; (2) Maxwell está certo, Newton está errado. Reformulemos Newton. Ele optou pela segunda. E, para tal, ele postulou (um axioma) que a velocidade da luz (luz = eletromagnetismo puro) era constante e nenhuma informação pode ir mais rápida que a luz. OK, depois de um tempo até engolimos isto. Mas, espera aí... a gravitação de Newton não é instantânea? Alguma coisa está errada.
Einstein passou mais de 10 anos trabalhando quase que exclusivamente nesta teoria que juntasse a gravitação à sua ideia de que a velocidade da luz é constante (invariante). Em 1917 Einstein propôs o que chamamos de teoria da relatividade geral. Uma teoria linda, lindíssima, que uniu espaço e tempo, quantidades separadas para Newton, num complexo espaço-tempo, que dita como os corpos movem e estes corpos, segundo a teoria, ditam como o próprio espaço-tempo se “move”. Am? Como? É... num é fácil de entender isto, mas vamos lá. Vamos imaginar a figura abaixo e uma situação comum: imagine uma bola de gude e um papão (assim que era chamado em João Monlevade!). Quando você joga a bola de gude ela não vai fazer um movimento de curva dentro do papão? Então, é “mais ou menos” (MUITO mais ou menos) isto que acontece na relatividade geral. Por que muito mais ou menos? Enquanto o papão é em 2 dimensões (somente o chão), na relatividade geral temos 4 dimensões!!!
Pensemos no que nós vemos: nós enxergamos nosso quarto, nossa sala, que tem 3 dimensões, e qualquer objeto se move neste cenário imóvel, certo? Vemos, ou sentimos não sei, que o tempo sempre flui de maneira constante (apesar de meus estudantes sempre quererem que a aula de física passe mais rápido), que o tempo vai do passado para o futuro num fluxo constante. Esta é a visão Newtoniana. A astronomia Newtoniana e a cosmologia (estudo do universo, como ele começou e para onde ele irá) se baseia nestas premissas.
O que Einstein propôs então? Que massas e energias deformam o espaço-tempo, e é neste espaço-tempo deformado que a própria massa e energia se movimentam. Duas modificações fundamentais da teoria de Newton: (1) o cenário não é mais imutável, e o tempo não é mais um fluido constante; (2) a energia entra nas equações de Einstein em pé de igualdade com a massa. A teoria de Newton é um caso a parte da Relatividade Geral, para pequenas massas e/ou para pequenas velocidades a teoria de Einstein é idêntica à teoria de Newton. Então, onde a Relatividade Geral se encaixa? Vamos pensar, próximo do Sol, quem está lá? Mercúrio. A teoria de Newton não “dava conta” de alguns detalhes do movimento de Mercúrio, e próximo do Sol o efeito de sua imensa massa é mais notável. Vamos aplicar a teoria de Einstein: pronto, problema resolvido. A imagem abaixo mostra o que é esta precessão: é o movimento que a órbita do planeta faz em torno do Sol.
Outra previsão da teoria de Einstein: a luz, ao passar perto de um corpo como o Sol, deve sofrer um desvio. Em um eclipse total do Sol isto pode ser medido. Então, vamos medi-lo (a imagem abaixo é de um experimento em Sobral, no começo do século, sobre as previsões de Einstein, as setas mostram a diferença das estrelas entre o momento sem o Sol perto e com o Sol perto):
Até hoje vários experimentos estão sendo feitos sobre a Relatividade Geral, sendo que nenhum disse, até hoje, que ela está errada. O equipamento GPS utiliza a Relatividade Geral para fazer correções precisas no que diz respeito a tempo e espaço (justamente o que o GPS procura fazer, certo?) e várias observações de galáxias distantes concordam com a teoria. Observações de galáxias distantes confirmam, até certo ponto, a teoria da Relatividade Geral.
Uma discussão importante sobre Relatividade Geral (RG de agora em diante) é que, com ela, a ciência da Cosmologia começou a ter um caráter científico mais forte. Na própria concepção da RG, Einstein entre outros (Scharschild, Hubble, etc) começaram a estudar a própria evolução do Universo4. Com a RG o universo possuía uma dinâmica, e o próprio Einstein era um tanto quanto contrário a esta ideia, colocando, “no braço”, o termo cosmológico em suas equações. Hubble fez vários experimentos com detecção de galáxias e mostrou que elas estão se afastando da Terra em sua maioria, e depois da descoberta da radiação cósmica de fundo ficou demonstrado que o Universo, em um tempo muito grande no passado, estava todo colapsado em um espaço-tempo muito pequeno. Daí nasceu a teoria do Big Bang e da inflação cósmica, que ficará para outro dia.
1Axioma: sentença ou proposição que é tomada como verdade, e a partir dele as deduções seguem.
3Note que é a primeira unificação que estamos falando no texto
4Note que isto era improvável na teoria de Newton. Estudar o Universo era impensável e é um salto conceitual gigante.
*Leonardo Antônio de Sousa é doutor em Física e professor da UFV em Florestal/MG.
Energia nuclear: controvérsias e diálogo
Por Sílvio R. A. Salinas
De São Paulo
Alguns dias depois do desastre de Fukushima, houve um debate aqui na USP, programado para o lançamento de um livro – Energia Nuclear: do anátema ao diálogo, editado pelo Senac de São Paulo – organizado pelo meu colega economista José Eli da Veiga, que é um texto particularmente recomendável nas atuais circunstâncias. A geração de energia elétrica a partir da fissão nuclear, que ainda pesa muito pouco aqui no Brasil, mas que compõe parte substancial da matriz energética no hemisfério norte, sempre veio acompanhada de controvérsias sobre a segurança dos reatores, o gerencialmente dos detritos radioativos, e possíveis conexões com a produção de armamentos.
O desastre de Fukushima reascende essas controvérsias, que se colocam nesse livro, na perspectiva de um país como o Brasil, com ampla capacidade hidroelétrica, mas com um programa nuclear envolvendo duas usinas em funcionamento, uma usina em construção, quatro usinas em fase de planejamento, além de reservas significativas de urânio natural e de relatos de sucesso nos esforços para o seu enriquecimento.
O livro de José Eli se inicia com uma boa introdução, explicando os fenômenos básicos da desintegração nuclear, as diferenças entre fissão e fusão, por exemplo, que em geral são desconhecidos pelo público mais amplo. Além disso, ele explica porque certos ambientalistas – James Lovelock, criador da “teoria Gaia” sobre o funcionamento do organismo Terra é o mais conhecido – mudaram de opinião, passando a defender a construção de usinas nucleares, com a progressiva substituição das termoelétricas movidas a carvão, que são contribuintes de peso para os gases do “efeito estufa”. Os argumentos a favor e contra a utilização da energia nuclear – envolvendo questões de segurança na operação das usinas e de armazenamento dos detritos – são mencionados nessa introdução, com uma boa lista de referências para o “estado da arte”.
Os capítulos seguintes foram escritos por “especialistas da área”, com argumentos a favor e contrários à utilização da energia nuclear. Leonam dos Santos Guimarães, engenheiro pela USP e doutor em energia nuclear, oficial reformado da Marinha e atual assistente do Presidente da Eletronuclear, participou do debate de lançamento e escreveu o “capítulo favorável” em colaboração com João Roberto Loureiro de Matos. O nosso colega José Goldemberg, que também participou do debate de lançamento, escreveu o “capítulo contrário”, em colaboração com Oswaldo dos Santos Lucon, apresentando uma visão crítica e muito cautelosa, em particular sobre o programa nuclear brasileiro.
Durante o debate no auditório lotado da Faculdade de Economia, notei a falta dos meus colegas físicos, que “ainda dirigem a CNEN”, mas que estão se ausentando desse espaço, preenchido agora por engenheiros e economistas (que nos substituem para explicar as diferenças entre fissão e fusão). Sugiro aos colegas que leiam o texto organizado pelo José Eli, procurem se informar e refletir sobre a “questão nuclear”. Há uma enorme sensação de que o debate sobre o “plano energético brasileiro”, incluindo a retomada de Angra III e a construção de quatro novas usinas nucleares (duas no nordeste, com locais que já estariam praticamente definidos), passa por círculos restritos, pelos interessados mais diretos, sem maiores discussões no próprio Congresso Nacional. José Eli diz que o seu livro é uma contribuição para o debate necessário, que o planejamento energético brasileiro não tem sido transparente e nem democrático.
Dentro de mais uns trinta ou cinquenta anos não vai haver energia que chegue se nós fizermos uma extrapolação (linear) do consumo nos países do hemisfério norte. Mas será que essa extrapolação é razoável? Depois dos acidentes de Chernobil e Three Mile Island, houve uma espécie de moratória nuclear, mas a indústria nuclear teria aprendido com os erros, e estaria agora ocorrendo uma retomada dos programas nucleares, com reatores muito mais seguros. Leonam Guimarães é um engenheiro que se expressa de maneira segura e transmite confiança: “para suprir a demanda para a produção de eletricidade na “base de carga”, sem energia nuclear, o mundo teria que depender quase inteiramente dos combustíveis fósseis, especialmente de carvão mineral”; a energia nuclear ofereceria a única tecnologia confiável, disponível para energizar uma economia próspera sem impacto ambiental destrutivo. Será que é isso mesmo? O entusiasmo de Leonam Guimarães leva à conclusão de que há “um novo realismo, que reconhece a energia nuclear e a sua capacidade de fornecer energia limpa, segura, confiável e em escala maciça”, terminando por prever que um desastre ambiental nesse século somente será evitado multiplicando por vinte as atuais quatrocentas usinas nucleares em funcionamento.
Goldemberg reconhece os problemas na “matriz elétrica” mundial, que reflete o consumo no hemisfério norte, com uma contribuição pequena da hidroeletricidade (da ordem de 15%) e uma enorme contribuição do carvão e do xisto (da ordem de 40%). Reconhece também a preocupação dos ambientalistas com os riscos do consumo excessivo de carvão, mas é crítico das “extrapolações simplistas” e continua apontando a gravidade dos riscos da energia nuclear, incluindo envelhecimento e custo dos reatores, e os problemas não equacionados do armazenamento dos detritos radioativos. Nesse sentido vale a pena registrar a posição da American Physical Society (APS), que reconhece a necessidade da utilização da energia nuclear como “instrumento para substituir (na matriz energética americana) a contribuição dos combustíveis fósseis e assegurar a auto-suficiência energética do país”. Mas a própria APS recomenda esforços em três direções: no desenvolvimento de uma nova geração de reatores, mais limpos e mais seguros, no tratamento dos dejetos radioativos, problema que não parece ter sido resolvido, e na discussão com o público sobre vantagens e limitações da energia nuclear (como está faltando aqui no Brasil). No mesmo documento, a APS também expressa “profunda preocupação” com o progresso inadequado no tratamento dessas questões (nos USA, é claro). A situação me parece bem mais preocupante no nosso país, em que a própria CNEN, em desacordo com recomendações internacionais, ao mesmo tempo executa e fiscaliza o programa nuclear, com uma diretoria aparentemente demissionária, sob alegações variadas em relação ao licenciamento completo de Angra II.
No caso brasileiro, há amplo reconhecimento de que a hidroeletricidade continuará sendo absolutamente dominante, mantendo uma situação bem mais confortável do que nos países do hemisfério norte. Além das obras gigantescas, ainda há muito espaço para a construção de barragens pequenas, em locais apropriados, com menor dano ao meio ambiente. O próprio “Plano Nacional de Energia - 2030”, que prevê a conclusão de Angra III e a construção de mais quatro usinas nucleares, limita em 10% a contribuição da energia nuclear na matriz elétrica brasileira, da mesma ordem de grandeza da futura contribuição da energia eólica. Questões mais delicadas, como o depósito de resíduos, planos de segurança em Angra, ou controle e fiscalização independentes, permanecem numa zona nebulosa. Ao fim e ao cabo, talvez o nosso enorme potencial hidroelétrico, suplementado pela utilização da energia eólica ou da biomassa, acabem nos poupando da preocupação nuclear.
*Sílvio R. A. Salinas é físico, professor da USP e membro da Academia Brasileira de Ciências.
Observações e referências:
Há pelo menos dois textos recentes dos meus colegas físicos que também cumprem esse papel tão importante de discutir junto ao público o significado, as vantagens e os problemas da energia nuclear: (1) “Energia nuclear: com fissões e com fusões”, de Diógenes Galetti e Celso Luiz Lima, publicado na Coleção Paradidáticos da Editora da UNESP em 2010; (2) “Radiação – efeitos, riscos e benefícios”, texto introdutório de Emico Okuno, publicado pela Editora Harbra em 1998.
Publicado em 22/04/2011 no Boletim da Sociedade Brasileira de Física
Perspectivas nucleares após desastre em Fukushima
Da The Economist
O desastre na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi no nordeste do Japão chamou mais uma vez a atenção sobre a segurança da energia nuclear. O desastre irá criar reações em diferentes graus, de critérios mais severos de segurança (que subirão os preços de construção e diminuirão a aprovação de usinas) até mais resistência política e pública para o uso da energia nuclear.
Mesmo assim, a energia nuclear aparenta continuar como uma parte significante do total global de produção energética, uma vez que as alternativas com maior viabilidade fazem com que a dependência em relação a combustíveis fósseis poluentes cresça. A China, em particular, está preparada para expandir sua indústria nuclear de forma massiva na próxima década. Ainda que a escala desses planos não pareça realista, em termos do conjunto global, o crescimento do poder nuclear na China irá, parcial ou integralmente, equivaler aos fechamentos e suspensões de usinas nos outros lugares.
Antes de acontecer o desastre japonês, a energia nuclear parecia prestes a um renascimento cauteloso. O setor é responsável por perto de 14% da geração global de energia. Suas principais vantagens são que esse tipo de usina possibilita uma energia mais barata quando estão construídas e funcionando (tirando os altos custos iniciais) e não produz emissões de carbono. A energia nuclear é atraente também para países altamente dependentes da importação de hidrocarbonetos, e para aqueles com demanda de potência com crescimento acelerado e que não são inteiramente abastecidas com a energia fóssil, apenas. Japão e Coreia do Sul, ambas consumidores entusiastas da energia nuclear, caíram na primeira categoria. Antes do desastre de 11 de março invalidar os reatores de Fukushima Daiichi e forçar o desligamento de tantos outros, o Japão tinha 54 usinas operáveis de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), atrás somente dos Estados Unidos (com 104) e da França, com 58. Esse tipo de energia foi responsável por 27% do total da energia gerada pelo Japão em 2010. A Coreia do Sul tem menos usinas em operação – 21 no total – mas isso gerou 33% da eletricidade do país ano passado.
A segunda categoria de países para os quais a energia nuclear manteve sua atratividade é daqueles de crescimento e desenvolvimento acelerado como China e Índia. Em ambos, a combinação de fatores, como uma população massiva, crescimento econômico acelerado e uma grande dependência em carvão, fez com que as autoridades encarassem a energia nuclear como uma maneira de elevar a segurança energética e combater a poluição do ar. O carvão continua sendo o principal combustível em ambos os países, mas reduzir sua parcela na geração de potência surgiu como um elemento-chave para políticas energéticas. Ambos os países tem planos ambiciosos para construção de usinas nas próximas décadas.
Por alguns cálculos, a China deve ter sua capacidade de geração de energia nuclear expandida para 70 gigawats (gw) em 2020, um crescimento de sete vezes da capacidade atual, e para monstruosos 400 gw em 2050. Outros 27 reatores estão em construção de acordo com dados da AIEA, e, perto de 2020, o país deve ter 75 reatores operando, número bastante superior em relação aos 13 atuais. A Índia, enquanto isso, planeja crescimento de 4,6 gw em 2009 para 40 gw em 2030. O capital político que o governo de Manmohan Singh, primeiro ministro indiano, investiu ao assegurar pacto de cooperação com os EUA em 2008, sublinha a determinação do governo em desenvolver o setor nuclear. A Índia já tem 20 reatores nucleares em operação e o acordo (que abre caminho para o crescimento de negócios atômicos com outros países aprovados) possibilita o acesso da Índia a tecnologias e materiais indispensáveis para seus planos de expansão.
Saída global
O que exatamente os recentes eventos no Japão significarão para a indústria global permanece sem clareza. O esperado era que aumentasse a visibilidade e foco na questão da segurança, mas no mundo em desenvolvimento em particular a necessidade causada pela crescente demanda de energia ultimamente parece superar tais preocupações. A China, por exemplo, foi rápida em fazer simbólicas manifestações sobre a sua necessidade de se aproximar devagar e cuidadosamente da aprovação e construção de suas estações nucleares. The Economist acredita que isso não altera a, acima de tudo expansiva, política chinesa. Um comunicado oficial do Conselho de Eletricidade Chinês anunciou no final de março que a meta de 2020 será abaixada em 10 gw. Como a China irá batalhar para alcançar a meta de qualquer maneira, isso não fará muita diferença. As principais dificuldades da expansão nuclear chinesa são relativas à capacidade técnica, assim como aumentar as reservas de urânio, encontrar engenheiros competentes suficientes e simplesmente administrar um número tão alto de projetos complexos. Os problemas no Japão acabaram fornecendo às autoridades chinesas uma justificativa conveniente para abaixar suas expectativas para um nível mais atingível.
Em outras partes do mundo, o impacto do incidente de Fukushima Daiichi nas perspectivas da indústria nuclear parecem estar misturados. O Japão está, seguramente, na posição mais difícil. Isso não só porque o desastre desligou usinas térmicas e nucleares que significavam uma porcentagem grande ta capacidade de geração total. Também foi porque as opções de energia não nuclear são muito limitadas. A habilidade japonesa de produzir sua própria energia será muito diminuída na ausência da produção atômica. Ironicamente, a crise em Fukushima Daiichi pode dificultar politicamente a aprovação para novos reatores que o país precisa, agora mais do que nunca. Maior importação de carvão e óleo, em particular, será necessária para acertar a questão energética até que a situação nuclear se torne mais clara.
A maioria dos grandes usuários da energia nuclear – Estados Unidos, França, Rússia e Reino Unido – estão se agarrando, de diferentes maneiras, com o mesmo problema essencial de possuir reatores velhos que precisam ser substituídos. A extensão de quais precauções com segurança representarão um obstáculo para o processo de melhoramento parece variar. A França anunciou uma revisão da segurança, mas o país seguramente está muito comprometido com a energia nuclear, que representa 77% da geração, para mudar de curso dramaticamente. Também há um consenso antigo de todos partidos políticos em apoiar a energia nuclear. A crise japonesa pode até mesmo ter um efeito de consolidação para a indústria nuclear francesa, uma vez que mais compradores se disporão a pagar mais pela última geração de reatores, desenhada com mais acessórios de segurança. A Rússia, da mesma forma, parece pouco perturbada pelos eventos de Fukushima. Ela acaba de anunciar um acordo de US$ 9 bilhões para construir uma usina nova em Belarus e permanece como um destacado apoiador da energia nuclear. A própria Rússia planeja construir pelo menos 14 novas usinas nos próximos 20 anos. Pode parecer contraditório, dadas as grandes reservas de gás e petróleo que o país possui, mas o crescimento da participação da energia nuclear no total da eletricidade de 16% para 20% irá livrar o país para exportar mais combustíveis fósseis.
A oposição à geração nuclear de energia irá, de toda forma, crescer em muitos países, sobretudo no Oeste. Campanhas anti-nucleares utilizaram o incidente de Fukushima Daiichi como ilustração dos perigos da energia nuclear. A Alemanha, que possui um movimento ambiental forte, respondeu ao desastre no Japão suspendendo prontamente a operação de sete reatores. A Alemanha está tentando tornar-se mais aberta à energia nuclear novamente, mas planos para estender a vida operacional dos reatores mais velhos estão estagnados. Isso suscita questões sobre como a habilidade futura do país para alcançar as metas da União Européia de emissão de carbono – recentemente negociadas com grande esforço – e por extensão a credibilidade de toda estrutura de emissões da UE.
Atritos naturais também serão fatores-chave. De acordo com cálculos da The Economist, a Alemanha e o Reino Unido são os dois países que verão o maior declínio no número de reatores nucleares entre agora e 2020, incluindo a desativação de reatores mais velhos. Em 2023, apenas um entre os 19 reatores do Reino Unido existentes deverá estar funcionando. O último governo trabalhador da Inglaterra aprovou uma nova geração de usinas nucleares, mas ninguém sabe se politicamente será viável seguir com esse plano. O governo dos Estados Unidos, da mesma forma, sob a presidência de Barack Obama, se tornou apoiador da energia nuclear como forma alternativa dos combustíveis fósseis. Mas assim como na Inglaterra, a construção das usinas ocorreu há muitas décadas e há muitos anos não ocorre essencialmente nada de novo. Isso reflete tanto o prolongado processo de aprovação e (relativa) a dificuldade em encontrar financiamento seguro para projetos nucleares. Não menos importante, com mais de 100 reatores que representam 30% da energia nuclear gerada em 2010, o Estados Unidos permanece como o maior protagonista da indústria.
Rebalanceando
A resistência pública e política para a construção de novas usinas, ou a extensão das licenças de operação das usinas existentes, se prova significantemente forte como um resultado dos recentes eventos no Japão e, pelos nosso cálculos, o rebalanceamento parcial da capacidade nuclear do mundo em relação aos países em desenvolvimento que já era esperado, deve acelerar. Em 2010, segundo nossas estimativas, China e Índia juntas significaram 3,5% da geração de energia nuclear. Em nossas mais recentes projeções, esse valor pode subir para 13,6% em 2020.
Em geral, preocupações intensas sobre a segurança nuclear parecem ser deixadas para a revisão de estruturas reguladoras e no interesse crescente por outras fontes. Ambos são problemáticos. Regras de segurança nuclear mais rígidas – necessárias em muitos casos que enfrentam pouca transparência na regulação e fraca separação entre os reguladores e industriais – se somam aos altos custos iniciais e no longo tempo envolvido na construção de novas usinas. Isso pode enfraquecer a viabilidade econômica da energia nuclear. As alternativas incluem um melhor uso do gás natural, combustíveis fósseis não convencionais e renováveis. Mas o gás, ainda que mais barato e abundante do que o carvão e o petróleo, pode significar problemas em termos de emissão de carbono se ele substituir toda geração nuclear. O interesse em renováveis parece crescer, mas há limites para sua escalada. A não ser que essa imagem mude dramaticamente, qualquer abandono da energia nuclear irá criar mais problemas que soluções.
Tradução via Carta Capital
Físico defende competitividade da energia nuclear
Rex Nazaré Alves, 73, diretor de Tecnologia da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), é um dos físicos mais importantes para a história da energia nuclear brasileira. Na década de 60 se especializou em engenharia nuclear pelo Instituto Militar de Engenharia (IME) e mais adiante se formou doutor em física pela Universidade de Paris, Sorbonne. Foi presidente da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e chefe do Departamento de Tecnologia da Agência Brasileira de Inteligência (ABIN). O físico defende a continuidade da política nacional de energia nuclear e a aplicabilidade dessa matriz na medicina. E acredita que os recentes acidentes ocorridos nas usinas de Fukushima, Japão, não irão frear o crescimento dessa matriz no mundo.
Confira o porquê na entrevista a seguir.
Como nasceu o seu interesse pessoal em estudar física nuclear?
Em 1961 ganhei uma bolsa da Comissão Nacional de Energia Nuclear, que estava nascendo, para estudar engenharia nuclear no Instituto Militar de Engenharia, como civil. Essa era a fonte de energia que mais impressionava porque percebíamos aplicações de toda a ordem. Para se ter ideia, a espessura da folha de papel que você deve ter em mãos é controlada por mecanismos de energia nuclear. O nível de água ou de óleo que se coloca dentro dos vasilhames para se controlar os motores, é controlado por processos de energia nuclear.
Naquele momento, o Brasil tinha um problema que começava a me preocupar porque éramos ricos em matéria prima e tínhamos que aprender por conta própria a desenvolver nossa própria tecnologia. Por esses motivos o interesse foi crescendo, especificamente voltado para essas duas coisas: a necessidade nacional de desenvolver esse setor e aplicação dos meios que a gente dispõe no Brasil.
Por que a fissão nuclear é tão manipulada para a produção de energia se existem tantas fontes no mundo que são bem mais seguras?
Os primeiros marca-passos cardíacos tinham bateria de plutônio 238 porque era uma bateria que não precisava ser trocada todos os dias. Todos esses dispositivos que são enviados para o espaço, por exemplo, para Marte para captar informações e remeter para a Terra precisam de uma fonte de energia constante. Sem dúvida nenhuma são movidos a fontes nucleares.
Cada tipo de energia e cada utilização em particular no nuclear tem sua importância e aplicação. A energia nuclear vem sendo usada pela necessidade e em muitos casos por ser a melhor opção. Quando não for a melhor opção ainda assim será utilizada por muito tempo por ser mais competitiva do ponto de vista econômico.
Esse é o mesmo motivo de investirem em submarinos a propulsão nuclear, porque, dentre outras razões, ficam carregados por muito mais tempo?
Exatamente. A vida útil do combustível nos reatores dos submarinos nucleares é uma das causas principais de seu emprego.
Em dezembro de 1945 o físico nuclear Alvin Weinberg disse à comissão sobre energia atômica do Senado norte-americano que a força atômica pode tanto curar quanto matar. Pode adubar e enriquecer uma região bem como destruí-la. Qual tem sido o papel dos cientistas brasileiros nesse sentido?
É válido o que o Weinberg mencionou em 1945, que a energia nuclear tanto pode servir para curar, quanto para matar. E é importante lembrar que uma das primeiras fontes de energia nuclear utilizadas da natureza, foi a separação dos elementos químicos rádio e polônio, realizada pela Madame Marie Curie. Esse rádio permitiu fazer agulhas de rádio que eram utilizadas em radioterapia e foi, sem dúvida alguma, uma das primeiras formas de uso da radioterapia junto com o raio-X dermatológico. A Madame Curie veio ao Brasil, em agosto de 1926, para visitar o Instituto do Radium, um hospital de oncologia, primeiro no Brasil na luta contra o câncer, em Belo Horizonte, que usava rádio 226 que ela mesmo tinha separado. Isso mostra que desde a origem a energia nuclear vem sendo utilizada na medicina.
Hoje as técnicas de medicina nuclear para diagnóstico permitem efetivamente ter acesso à informação de tumores numa fase muito inicial. Então, sem dúvida nenhuma, a física nuclear tem uma influencia grande para o bem. Ao mesmo tempo, é verdade que pode haver acidentes graves. Um exemplo típico foi o que tivemos com o césio 137, em Goiânia.
O mesmo ocorre com a produção de energia. Ainda assim, de todas as fontes de energia do mundo, se compararmos a produção de megawatts por hora, a fonte com menor número de acidentes e vítimas fatais é a nuclear. As pessoas se esquecem de rompimento de barragens, acidentes nas usinas térmicas, minas de carvão.
Qual será a formação da matriz energética do Brasil em 2030? O PDE 2030 [Plano Decenal de Expansão de Energia] acerta ao propor que 3% dela seja composta por energia nuclear?
O Brasil aprendeu três coisas fundamentais, na década de 1970, com as duas crises do petróleo e que devem jamais ser esquecidas. Primeiro, que precisávamos ter combustível necessário, ou seja, só investir na produção de certa matriz se tiver acesso à fonte. Nesse caso temos água, para hidrelétricas, sol para produção de energia solar, ventos para produção de energia eólica, petróleo, gás, álcool e temos urânio.
Então, esse é o primeiro item, disponibilidade do combustível. O segundo item é dominar a tecnologia, para não ficarmos como muitos países que produzem petróleo, exportam a matéria bruta e importam o produto refinado. Dominamos tecnologia em todas essas matrizes que mencionei seja em menor ou maior profundidade.
A terceira coisa que aprendemos com as crises do petróleo foi incorporar as lições dentro de todo esse quadro histórico. Antes das crises tínhamos uma matriz que dependia fortemente do petróleo. Em 1979 consumíamos aproximadamente 1 milhão de barris de petróleo/dia e produzíamos em torno de 180 mil. Nessas condições, quando vieram as altas repentinas do preço do barril do petróleo, vimos nossa economia praticamente quebrar. Isso nos incentivou a investir, por exemplo, no Pró-álcool.
Em conseqüência disso, diria que é difícil afirmar se a participação da energia nuclear vai ficar em 3% ou 4%, porque sem dúvida nenhuma a nossa fonte prioritária é água, e continuará sendo por muito tempo água. O que acontece é que precisamos ter alguma coisa que atenda a demanda quando houver falta de hidroeletricidade. Essa alguma coisa tem que ser de fontes térmicas, alimentadas por carvão, petróleo, gás ou urânio. A energia eólica ainda terá que se desenvolver muito para alcançar o grau de competitividade das usinas de grande porte.
Os acidentes em Fukushima abalaram a opinião pública. Diante disso, vale à pena continuar investindo ainda nessa matriz sabendo dos riscos?
Sem dúvida nenhuma os fenômenos naturais devem ser considerados num projeto de usina nuclear, prevendo-se ocorrências com grau de intensidade superior ao estimado pelos cientistas. O Japão fez isso, mas o caso de Fukushima foi atípico. A região passou pelos terremotos e ainda assim as usinas continuaram operando inicialmente. O problema foi que uma hora depois do terremoto vieram às águas do tsunami que inviabilizaram o processo de resfriamento dos reatores.
É obvio que a simultaneidade de fenômenos deve ser considerada uma vez que o tsunami é fruto do terremoto que ocorreu em alto mar, o problema foi a intensidade do tremor, uma das maiores já registradas pelo homem.
Voltando-se para o Brasil, vemos que aqui as características geológicas são diferentes, pelo menos até hoje tudo indica que estamos longe de ameaças equivalentes. Ainda assim, os fenômenos naturais e a simultaneidade deles devem ser considerados. Qualquer projeto de central nuclear tem reforços contra terremotos e mecanismos redundantes para um desligamento seguro caso esse fenômeno venha ocorrer.
O Japão, assim como a França e até a Alemanha, não possui muitas opções de matrizes, por isso mesmo seria difícil para o país desenvolver outros tipos de produção de energia. No caso brasileiro é um pouco diferente, temos como explorar outras fontes...
Estamos numa condição curiosa que é a interrupção de obras de hidroeletricidade. Não podemos abandonar nenhum processo de geração de energia. Temos que ser responsáveis pela implementação de todas. Não temos necessidade de construir dez ou vinte centrais de qualquer que seja sua origem, mas, para podermos ter garantia que no futuro vamos usá-las de maneira confiável, temos que manter uma continuidade no nosso programa energético. Essa continuidade implica na constância de construirmos uma usina de dois em dois anos ou em quatro em quatro anos, em função do crescimento econômico-social do país.
Após o acidente no Japão, alguns países propuseram repensar seus investimentos para construção de usinas nucleares, como os Estados Unidos. Se isso ocorrer nos demais estados que tradicionalmente dependem da nuclear como principal fonte, a exemplo da França, como essas nações serão capazes de suprir a demanda nas próximas décadas?
Quando houve o acidente em Chernobyl [na Ucrânia, em 1986], de imediato alguns países pensaram em abandonar o programa nuclear. Porém, muitos que efetivamente deixaram de investir na produção nuclear dentro de seus territórios continuaram a comprar energia nuclear de países vizinhos. A maioria dos países europeus, pequenos em extensão, não tem grandes reservas de fontes energéticas e não irão poder abrir mão da energia nuclear.
Para botar uma usina nuclear de 1 mil MW para funcionar, do tipo TWR, durante 30 anos, precisa-se de 5 mil toneladas de yellow cake, que é o composto de urânio concentrado não enriquecido. Eu posso armazenar isso em qualquer lugar, fazer uma reserva estratégica e não ficar na dependência de um combustível que, de repente, pode me ser negado.
E sobre as novas energias que tanto se fala, não teríamos capacidade de com elas substituir as principais fontes?
Sem dúvida as fontes solar e eólica ganharão um espaço muito importante nos próximos anos, mas elas, na minha maneira de ver, não serão substitutivas das fontes carvão, gás, nuclear e hidrelétrica. Essas quatro serão os grandes percentuais dentro da matriz no mundo.
Por que são mais baratas?
Não. É porque eu tenho condição de conseguir uma maior quantidade de energia dentro de uma mesma geometria, numa mesma área. O Sol joga na Terra 1 mil MW por metro quadrado. Posso fazer o que quiser, e o Sol vai continuar jogando na terra, meio dia, com o céu limpinho, 1 mil MW por metro quadrado. Então eu melhoro minha geometria, uma série de coisas, porém, ele continuará mandando apenas isso.
Em entrevista concedida para a revista Istoé, edição 2159, o historiador norte-americano Richard Rhodes afirma que a bomba atômica é inútil e obsoleta e que os países não investem mais nesse tipo de arsenal. Concorda?
A história é muito curiosa. Desde que o homem parou de ser nômade e resolver se fixar em determinado lugar, começou a alimentar mais seu lado ambicioso. Quando encontrou um lugar de terras férteis, com água, e que não era excessivamente frio, foi obrigado a ter que desenvolver meios para defender seu território de outros. Os gladiadores, máquinas de ganhar guerra no braço nasceram a partir dessa ideia, ao mesmo tempo o homem passou a desenvolver meios para se tornar mais competitivo, como a pólvora. Com isso a tendência natural foi fazer armamentos que gerassem um impacto de destruição maior. E, no limite que estamos hoje, é sem dúvida nenhuma a da energia atômica, e suas aplicações militares o instrumento de maior impacto.
Já dizia Charles de Gaulle [ex-presidente da França], ‘não lançam contra a França uma bomba porque ela tem a possibilidade de mandar outra de volta’. Nesse quadro lhe diria que, sem dúvida nenhuma, eles reduziram a quantidade de armamento, mas ainda as reservam em estoque extraordinariamente grandes.
Há um discurso em relação ao encerramento das aplicações para fins militares de energia atômica. Mas eu acho que ainda é apenas um discurso das grandes potencias militares.
A CNEN [Comissão Nacional de Energia Atômica] deve deixar de acumular a função de fiscalização do setor? Por que não conseguimos criar, até hoje, uma agência reguladora para o setor nuclear, assim como existe para o setor elétrico?
A energia nuclear no Brasil teve diferentes velocidades de desenvolvimento. Em alguns momentos se acoplou mais a dependência externa, em outros momentos se desenvolveu de forma autônoma.
Quando se fala em fiscalizar é preciso identificar quem realmente tem condições para isso, atualmente. O primeiro dado que tem que ser considerado é que o fiscalizador precisa ter um elevando nível de conhecimento.
Todos os países do mundo começaram a produzir energia nuclear com as suas funções regulatórias junto com as suas funções de desenvolvimento. Eles puderam fazer essa transição de dividir as duas funções, principalmente, porque tiveram um programa contínuo nuclear, a exemplo da França e dos Estados Unidos – França separou as atividades de produção e regulação no final dos anos 1980 e Estados Unidos nos anos 1970.
O Brasil tem e precisa fazer essa separação, mas de maneira muito responsável, mas antes, necessita ter efetivamente a garantia de que ao separar as duas atividades terá condições de fazer a fiscalização. Não deve separá-las apenas para agradar a Gregos e Troianos.
Sendo assim, estaríamos no momento de efetivar essa separação, ou ainda acha que temos que amadurecer?
Temos que amadurecer, pelo menos agora, porque temos que esperar a conformação que o atual governo quer fazer sobre a energia nuclear, com que velocidade quer implementá-la. A partir daí definir em que momento se irá fazer essa separação.
O Brasil, além de possuir reservas de urânio e demais metais radioativos, domina toda a tecnologia para produção de energia nuclear. O que falta, então, para que afetivamente todo o processo seja realizado no país? Estamos perto de chegar nesse ponto?
Falta ter um programa contínuo, mesmo que cresça devagar, mas que tenha continuidade. O nosso problema hoje não é tecnologia, porque a temos, é simplesmente escala. Se fizermos Angra 3, e fizermos mais uma unidade a cada três ou quatro anos, mas que isso fique efetivamente ajustado e que a encomenda seja feita a tempo de formarmos mão de obra especializada para que a competência seja devidamente passada, dessa forma, você pode ter certeza que teremos condição total e autonomia de sermos efetivamente um país que domine inteiramente o uso pacífico de energia nuclear.
Ao longo da história as atividades humanas influenciaram as formas de consumo de energia. Hoje, as formas de consumo de energia influenciam atividades humanas?
Inicialmente o ser humano era nômade e só andava perto de onde tinha água. Depois, aprendeu a usar o fogo e se fixar, aprendeu a produzir energia da natureza melhorando sua qualidade de vida. A partir desse momento, sim, é que começou a condicionar suas atividades a uma demanda maior de energia.
Por exemplo, você está numa sala que garanto que tem ar condicionado. Há vinte anos seguramente não havia ar condicionado aí, mas o ser humano que está aí sobrevivia da mesma forma. Culturalmente, a gente vem optando por um modelo de qualidade de vida que é altamente dependente de energia. A atividade, em si, não mudou muito, o homem continua dormindo, comendo, trabalhando, mas tem televisão, agora tem computador, quer tem um telefone celular em sua mão para usar a qualquer momento. Então o que mudou foi o consumo criado pela evolução da cultura.
fonte: Brasilianas
Perspectivas nucleares após desastre em Fukushima
Da The Economist
O desastre na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi no nordeste do Japão chamou mais uma vez a atenção sobre a segurança da energia nuclear. O desastre irá criar reações em diferentes graus, de critérios mais severos de segurança (que subirão os preços de construção e diminuirão a aprovação de usinas) até mais resistência política e pública para o uso da energia nuclear.
Mesmo assim, a energia nuclear aparenta continuar como uma parte significante do total global de produção energética, uma vez que as alternativas com maior viabilidade fazem com que a dependência em relação a combustíveis fósseis poluentes cresça. A China, em particular, está preparada para expandir sua indústria nuclear de forma massiva na próxima década. Ainda que a escala desses planos não pareça realista, em termos do conjunto global, o crescimento do poder nuclear na China irá, parcial ou integralmente, equivaler aos fechamentos e suspensões de usinas nos outros lugares.
Antes de acontecer o desastre japonês, a energia nuclear parecia prestes a um renascimento cauteloso. O setor é responsável por perto de 14% da geração global de energia. Suas principais vantagens são que esse tipo de usina possibilita uma energia mais barata quando estão construídas e funcionando (tirando os altos custos iniciais) e não produz emissões de carbono. A energia nuclear é atraente também para países altamente dependentes da importação de hidrocarbonetos, e para aqueles com demanda de potência com crescimento acelerado e que não são inteiramente abastecidas com a energia fóssil, apenas. Japão e Coreia do Sul, ambas consumidores entusiastas da energia nuclear, caíram na primeira categoria. Antes do desastre de 11 de março invalidar os reatores de Fukushima Daiichi e forçar o desligamento de tantos outros, o Japão tinha 54 usinas operáveis de acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), atrás somente dos Estados Unidos (com 104) e da França, com 58. Esse tipo de energia foi responsável por 27% do total da energia gerada pelo Japão em 2010. A Coreia do Sul tem menos usinas em operação – 21 no total – mas isso gerou 33% da eletricidade do país ano passado.
A segunda categoria de países para os quais a energia nuclear manteve sua atratividade é daqueles de crescimento e desenvolvimento acelerado como China e Índia. Em ambos, a combinação de fatores, como uma população massiva, crescimento econômico acelerado e uma grande dependência em carvão, fez com que as autoridades encarassem a energia nuclear como uma maneira de elevar a segurança energética e combater a poluição do ar. O carvão continua sendo o principal combustível em ambos os países, mas reduzir sua parcela na geração de potência surgiu como um elemento-chave para políticas energéticas. Ambos os países tem planos ambiciosos para construção de usinas nas próximas décadas.
Por alguns cálculos, a China deve ter sua capacidade de geração de energia nuclear expandida para 70 gigawats (gw) em 2020, um crescimento de sete vezes da capacidade atual, e para monstruosos 400 gw em 2050. Outros 27 reatores estão em construção de acordo com dados da AIEA, e, perto de 2020, o país deve ter 75 reatores operando, número bastante superior em relação aos 13 atuais. A Índia, enquanto isso, planeja crescimento de 4,6 gw em 2009 para 40 gw em 2030. O capital político que o governo de Manmohan Singh, primeiro ministro indiano, investiu ao assegurar pacto de cooperação com os EUA em 2008, sublinha a determinação do governo em desenvolver o setor nuclear. A Índia já tem 20 reatores nucleares em operação e o acordo (que abre caminho para o crescimento de negócios atômicos com outros países aprovados) possibilita o acesso da Índia a tecnologias e materiais indispensáveis para seus planos de expansão.
Saída global
O que exatamente os recentes eventos no Japão significarão para a indústria global permanece sem clareza. O esperado era que aumentasse a visibilidade e foco na questão da segurança, mas no mundo em desenvolvimento em particular a necessidade causada pela crescente demanda de energia ultimamente parece superar tais preocupações. A China, por exemplo, foi rápida em fazer simbólicas manifestações sobre a sua necessidade de se aproximar devagar e cuidadosamente da aprovação e construção de suas estações nucleares. The Economist acredita que isso não altera a, acima de tudo expansiva, política chinesa. Um comunicado oficial do Conselho de Eletricidade Chinês anunciou no final de março que a meta de 2020 será abaixada em 10 gw. Como a China irá batalhar para alcançar a meta de qualquer maneira, isso não fará muita diferença. As principais dificuldades da expansão nuclear chinesa são relativas à capacidade técnica, assim como aumentar as reservas de urânio, encontrar engenheiros competentes suficientes e simplesmente administrar um número tão alto de projetos complexos. Os problemas no Japão acabaram fornecendo às autoridades chinesas uma justificativa conveniente para abaixar suas expectativas para um nível mais atingível.
Em outras partes do mundo, o impacto do incidente de Fukushima Daiichi nas perspectivas da indústria nuclear parecem estar misturados. O Japão está, seguramente, na posição mais difícil. Isso não só porque o desastre desligou usinas térmicas e nucleares que significavam uma porcentagem grande ta capacidade de geração total. Também foi porque as opções de energia não nuclear são muito limitadas. A habilidade japonesa de produzir sua própria energia será muito diminuída na ausência da produção atômica. Ironicamente, a crise em Fukushima Daiichi pode dificultar politicamente a aprovação para novos reatores que o país precisa, agora mais do que nunca. Maior importação de carvão e óleo, em particular, será necessária para acertar a questão energética até que a situação nuclear se torne mais clara.
A maioria dos grandes usuários da energia nuclear – Estados Unidos, França, Rússia e Reino Unido – estão se agarrando, de diferentes maneiras, com o mesmo problema essencial de possuir reatores velhos que precisam ser substituídos. A extensão de quais precauções com segurança representarão um obstáculo para o processo de melhoramento parece variar. A França anunciou uma revisão da segurança, mas o país seguramente está muito comprometido com a energia nuclear, que representa 77% da geração, para mudar de curso dramaticamente. Também há um consenso antigo de todos partidos políticos em apoiar a energia nuclear. A crise japonesa pode até mesmo ter um efeito de consolidação para a indústria nuclear francesa, uma vez que mais compradores se disporão a pagar mais pela última geração de reatores, desenhada com mais acessórios de segurança. A Rússia, da mesma forma, parece pouco perturbada pelos eventos de Fukushima. Ela acaba de anunciar um acordo de US$ 9 bilhões para construir uma usina nova em Belarus e permanece como um destacado apoiador da energia nuclear. A própria Rússia planeja construir pelo menos 14 novas usinas nos próximos 20 anos. Pode parecer contraditório, dadas as grandes reservas de gás e petróleo que o país possui, mas o crescimento da participação da energia nuclear no total da eletricidade de 16% para 20% irá livrar o país para exportar mais combustíveis fósseis.
A oposição à geração nuclear de energia irá, de toda forma, crescer em muitos países, sobretudo no Oeste. Campanhas anti-nucleares utilizaram o incidente de Fukushima Daiichi como ilustração dos perigos da energia nuclear. A Alemanha, que possui um movimento ambiental forte, respondeu ao desastre no Japão suspendendo prontamente a operação de sete reatores. A Alemanha está tentando tornar-se mais aberta à energia nuclear novamente, mas planos para estender a vida operacional dos reatores mais velhos estão estagnados. Isso suscita questões sobre como a habilidade futura do país para alcançar as metas da União Européia de emissão de carbono – recentemente negociadas com grande esforço – e por extensão a credibilidade de toda estrutura de emissões da UE.
Atritos naturais também serão fatores-chave. De acordo com cálculos da The Economist, a Alemanha e o Reino Unido são os dois países que verão o maior declínio no número de reatores nucleares entre agora e 2020, incluindo a desativação de reatores mais velhos. Em 2023, apenas um entre os 19 reatores do Reino Unido existentes deverá estar funcionando. O último governo trabalhador da Inglaterra aprovou uma nova geração de usinas nucleares, mas ninguém sabe se politicamente será viável seguir com esse plano. O governo dos Estados Unidos, da mesma forma, sob a presidência de Barack Obama, se tornou apoiador da energia nuclear como forma alternativa dos combustíveis fósseis. Mas assim como na Inglaterra, a construção das usinas ocorreu há muitas décadas e há muitos anos não ocorre essencialmente nada de novo. Isso reflete tanto o prolongado processo de aprovação e (relativa) a dificuldade em encontrar financiamento seguro para projetos nucleares. Não menos importante, com mais de 100 reatores que representam 30% da energia nuclear gerada em 2010, o Estados Unidos permanece como o maior protagonista da indústria.
Rebalanceando
A resistência pública e política para a construção de novas usinas, ou a extensão das licenças de operação das usinas existentes, se prova significantemente forte como um resultado dos recentes eventos no Japão e, pelos nosso cálculos, o rebalanceamento parcial da capacidade nuclear do mundo em relação aos países em desenvolvimento que já era esperado, deve acelerar. Em 2010, segundo nossas estimativas, China e Índia juntas significaram 3,5% da geração de energia nuclear. Em nossas mais recentes projeções, esse valor pode subir para 13,6% em 2020.
A resistência pública e política para a construção de novas usinas, ou a extensão das licenças de operação das usinas existentes, se prova significantemente forte como um resultado dos recentes eventos no Japão e, pelos nosso cálculos, o rebalanceamento parcial da capacidade nuclear do mundo em relação aos países em desenvolvimento que já era esperado, deve acelerar. Em 2010, segundo nossas estimativas, China e Índia juntas significaram 3,5% da geração de energia nuclear. Em nossas mais recentes projeções, esse valor pode subir para 13,6% em 2020.
Em geral, preocupações intensas sobre a segurança nuclear parecem ser deixadas para a revisão de estruturas reguladoras e no interesse crescente por outras fontes. Ambos são problemáticos. Regras de segurança nuclear mais rígidas – necessárias em muitos casos que enfrentam pouca transparência na regulação e fraca separação entre os reguladores e industriais – se somam aos altos custos iniciais e no longo tempo envolvido na construção de novas usinas. Isso pode enfraquecer a viabilidade econômica da energia nuclear. As alternativas incluem um melhor uso do gás natural, combustíveis fósseis não convencionais e renováveis. Mas o gás, ainda que mais barato e abundante do que o carvão e o petróleo, pode significar problemas em termos de emissão de carbono se ele substituir toda geração nuclear. O interesse em renováveis parece crescer, mas há limites para sua escalada. A não ser que essa imagem mude dramaticamente, qualquer abandono da energia nuclear irá criar mais problemas que soluções.
Tradução via Carta Capital
Rex Nazaré Alves, 73, diretor de Tecnologia da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), é um dos físicos mais importantes para a história da energia nuclear brasileira. Na década de 60 se especializou em engenharia nuclear pelo Instituto Militar de Engenharia (IME) e mais adiante se formou doutor em física pela Universidade de Paris, Sorbonne. Foi presidente da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e chefe do Departamento de Tecnologia da Agência Brasileira de Inteligência (ABIN). O físico defende a continuidade da política nacional de energia nuclear e a aplicabilidade dessa matriz na medicina. E acredita que os recentes acidentes ocorridos nas usinas de Fukushima, Japão, não irão frear o crescimento dessa matriz no mundo.
Confira o porquê na entrevista a seguir.
Como nasceu o seu interesse pessoal em estudar física nuclear?
Em 1961 ganhei uma bolsa da Comissão Nacional de Energia Nuclear, que estava nascendo, para estudar engenharia nuclear no Instituto Militar de Engenharia, como civil. Essa era a fonte de energia que mais impressionava porque percebíamos aplicações de toda a ordem. Para se ter ideia, a espessura da folha de papel que você deve ter em mãos é controlada por mecanismos de energia nuclear. O nível de água ou de óleo que se coloca dentro dos vasilhames para se controlar os motores, é controlado por processos de energia nuclear.
Naquele momento, o Brasil tinha um problema que começava a me preocupar porque éramos ricos em matéria prima e tínhamos que aprender por conta própria a desenvolver nossa própria tecnologia. Por esses motivos o interesse foi crescendo, especificamente voltado para essas duas coisas: a necessidade nacional de desenvolver esse setor e aplicação dos meios que a gente dispõe no Brasil.
Por que a fissão nuclear é tão manipulada para a produção de energia se existem tantas fontes no mundo que são bem mais seguras?
Os primeiros marca-passos cardíacos tinham bateria de plutônio 238 porque era uma bateria que não precisava ser trocada todos os dias. Todos esses dispositivos que são enviados para o espaço, por exemplo, para Marte para captar informações e remeter para a Terra precisam de uma fonte de energia constante. Sem dúvida nenhuma são movidos a fontes nucleares.
Cada tipo de energia e cada utilização em particular no nuclear tem sua importância e aplicação. A energia nuclear vem sendo usada pela necessidade e em muitos casos por ser a melhor opção. Quando não for a melhor opção ainda assim será utilizada por muito tempo por ser mais competitiva do ponto de vista econômico.
Esse é o mesmo motivo de investirem em submarinos a propulsão nuclear, porque, dentre outras razões, ficam carregados por muito mais tempo?
Exatamente. A vida útil do combustível nos reatores dos submarinos nucleares é uma das causas principais de seu emprego.
Em dezembro de 1945 o físico nuclear Alvin Weinberg disse à comissão sobre energia atômica do Senado norte-americano que a força atômica pode tanto curar quanto matar. Pode adubar e enriquecer uma região bem como destruí-la. Qual tem sido o papel dos cientistas brasileiros nesse sentido?
É válido o que o Weinberg mencionou em 1945, que a energia nuclear tanto pode servir para curar, quanto para matar. E é importante lembrar que uma das primeiras fontes de energia nuclear utilizadas da natureza, foi a separação dos elementos químicos rádio e polônio, realizada pela Madame Marie Curie. Esse rádio permitiu fazer agulhas de rádio que eram utilizadas em radioterapia e foi, sem dúvida alguma, uma das primeiras formas de uso da radioterapia junto com o raio-X dermatológico. A Madame Curie veio ao Brasil, em agosto de 1926, para visitar o Instituto do Radium, um hospital de oncologia, primeiro no Brasil na luta contra o câncer, em Belo Horizonte, que usava rádio 226 que ela mesmo tinha separado. Isso mostra que desde a origem a energia nuclear vem sendo utilizada na medicina.
Hoje as técnicas de medicina nuclear para diagnóstico permitem efetivamente ter acesso à informação de tumores numa fase muito inicial. Então, sem dúvida nenhuma, a física nuclear tem uma influencia grande para o bem. Ao mesmo tempo, é verdade que pode haver acidentes graves. Um exemplo típico foi o que tivemos com o césio 137, em Goiânia.
O mesmo ocorre com a produção de energia. Ainda assim, de todas as fontes de energia do mundo, se compararmos a produção de megawatts por hora, a fonte com menor número de acidentes e vítimas fatais é a nuclear. As pessoas se esquecem de rompimento de barragens, acidentes nas usinas térmicas, minas de carvão.
Qual será a formação da matriz energética do Brasil em 2030? O PDE 2030 [Plano Decenal de Expansão de Energia] acerta ao propor que 3% dela seja composta por energia nuclear?
O Brasil aprendeu três coisas fundamentais, na década de 1970, com as duas crises do petróleo e que devem jamais ser esquecidas. Primeiro, que precisávamos ter combustível necessário, ou seja, só investir na produção de certa matriz se tiver acesso à fonte. Nesse caso temos água, para hidrelétricas, sol para produção de energia solar, ventos para produção de energia eólica, petróleo, gás, álcool e temos urânio.
Então, esse é o primeiro item, disponibilidade do combustível. O segundo item é dominar a tecnologia, para não ficarmos como muitos países que produzem petróleo, exportam a matéria bruta e importam o produto refinado. Dominamos tecnologia em todas essas matrizes que mencionei seja em menor ou maior profundidade.
A terceira coisa que aprendemos com as crises do petróleo foi incorporar as lições dentro de todo esse quadro histórico. Antes das crises tínhamos uma matriz que dependia fortemente do petróleo. Em 1979 consumíamos aproximadamente 1 milhão de barris de petróleo/dia e produzíamos em torno de 180 mil. Nessas condições, quando vieram as altas repentinas do preço do barril do petróleo, vimos nossa economia praticamente quebrar. Isso nos incentivou a investir, por exemplo, no Pró-álcool.
Em conseqüência disso, diria que é difícil afirmar se a participação da energia nuclear vai ficar em 3% ou 4%, porque sem dúvida nenhuma a nossa fonte prioritária é água, e continuará sendo por muito tempo água. O que acontece é que precisamos ter alguma coisa que atenda a demanda quando houver falta de hidroeletricidade. Essa alguma coisa tem que ser de fontes térmicas, alimentadas por carvão, petróleo, gás ou urânio. A energia eólica ainda terá que se desenvolver muito para alcançar o grau de competitividade das usinas de grande porte.
Os acidentes em Fukushima abalaram a opinião pública. Diante disso, vale à pena continuar investindo ainda nessa matriz sabendo dos riscos?
Sem dúvida nenhuma os fenômenos naturais devem ser considerados num projeto de usina nuclear, prevendo-se ocorrências com grau de intensidade superior ao estimado pelos cientistas. O Japão fez isso, mas o caso de Fukushima foi atípico. A região passou pelos terremotos e ainda assim as usinas continuaram operando inicialmente. O problema foi que uma hora depois do terremoto vieram às águas do tsunami que inviabilizaram o processo de resfriamento dos reatores.
É obvio que a simultaneidade de fenômenos deve ser considerada uma vez que o tsunami é fruto do terremoto que ocorreu em alto mar, o problema foi a intensidade do tremor, uma das maiores já registradas pelo homem.
Voltando-se para o Brasil, vemos que aqui as características geológicas são diferentes, pelo menos até hoje tudo indica que estamos longe de ameaças equivalentes. Ainda assim, os fenômenos naturais e a simultaneidade deles devem ser considerados. Qualquer projeto de central nuclear tem reforços contra terremotos e mecanismos redundantes para um desligamento seguro caso esse fenômeno venha ocorrer.
O Japão, assim como a França e até a Alemanha, não possui muitas opções de matrizes, por isso mesmo seria difícil para o país desenvolver outros tipos de produção de energia. No caso brasileiro é um pouco diferente, temos como explorar outras fontes...
Estamos numa condição curiosa que é a interrupção de obras de hidroeletricidade. Não podemos abandonar nenhum processo de geração de energia. Temos que ser responsáveis pela implementação de todas. Não temos necessidade de construir dez ou vinte centrais de qualquer que seja sua origem, mas, para podermos ter garantia que no futuro vamos usá-las de maneira confiável, temos que manter uma continuidade no nosso programa energético. Essa continuidade implica na constância de construirmos uma usina de dois em dois anos ou em quatro em quatro anos, em função do crescimento econômico-social do país.
Após o acidente no Japão, alguns países propuseram repensar seus investimentos para construção de usinas nucleares, como os Estados Unidos. Se isso ocorrer nos demais estados que tradicionalmente dependem da nuclear como principal fonte, a exemplo da França, como essas nações serão capazes de suprir a demanda nas próximas décadas?
Quando houve o acidente em Chernobyl [na Ucrânia, em 1986], de imediato alguns países pensaram em abandonar o programa nuclear. Porém, muitos que efetivamente deixaram de investir na produção nuclear dentro de seus territórios continuaram a comprar energia nuclear de países vizinhos. A maioria dos países europeus, pequenos em extensão, não tem grandes reservas de fontes energéticas e não irão poder abrir mão da energia nuclear.
Para botar uma usina nuclear de 1 mil MW para funcionar, do tipo TWR, durante 30 anos, precisa-se de 5 mil toneladas de yellow cake, que é o composto de urânio concentrado não enriquecido. Eu posso armazenar isso em qualquer lugar, fazer uma reserva estratégica e não ficar na dependência de um combustível que, de repente, pode me ser negado.
E sobre as novas energias que tanto se fala, não teríamos capacidade de com elas substituir as principais fontes?
Sem dúvida as fontes solar e eólica ganharão um espaço muito importante nos próximos anos, mas elas, na minha maneira de ver, não serão substitutivas das fontes carvão, gás, nuclear e hidrelétrica. Essas quatro serão os grandes percentuais dentro da matriz no mundo.
Por que são mais baratas?
Não. É porque eu tenho condição de conseguir uma maior quantidade de energia dentro de uma mesma geometria, numa mesma área. O Sol joga na Terra 1 mil MW por metro quadrado. Posso fazer o que quiser, e o Sol vai continuar jogando na terra, meio dia, com o céu limpinho, 1 mil MW por metro quadrado. Então eu melhoro minha geometria, uma série de coisas, porém, ele continuará mandando apenas isso.
Em entrevista concedida para a revista Istoé, edição 2159, o historiador norte-americano Richard Rhodes afirma que a bomba atômica é inútil e obsoleta e que os países não investem mais nesse tipo de arsenal. Concorda?
A história é muito curiosa. Desde que o homem parou de ser nômade e resolver se fixar em determinado lugar, começou a alimentar mais seu lado ambicioso. Quando encontrou um lugar de terras férteis, com água, e que não era excessivamente frio, foi obrigado a ter que desenvolver meios para defender seu território de outros. Os gladiadores, máquinas de ganhar guerra no braço nasceram a partir dessa ideia, ao mesmo tempo o homem passou a desenvolver meios para se tornar mais competitivo, como a pólvora. Com isso a tendência natural foi fazer armamentos que gerassem um impacto de destruição maior. E, no limite que estamos hoje, é sem dúvida nenhuma a da energia atômica, e suas aplicações militares o instrumento de maior impacto.
Já dizia Charles de Gaulle [ex-presidente da França], ‘não lançam contra a França uma bomba porque ela tem a possibilidade de mandar outra de volta’. Nesse quadro lhe diria que, sem dúvida nenhuma, eles reduziram a quantidade de armamento, mas ainda as reservam em estoque extraordinariamente grandes.
Há um discurso em relação ao encerramento das aplicações para fins militares de energia atômica. Mas eu acho que ainda é apenas um discurso das grandes potencias militares.
A CNEN [Comissão Nacional de Energia Atômica] deve deixar de acumular a função de fiscalização do setor? Por que não conseguimos criar, até hoje, uma agência reguladora para o setor nuclear, assim como existe para o setor elétrico?
A energia nuclear no Brasil teve diferentes velocidades de desenvolvimento. Em alguns momentos se acoplou mais a dependência externa, em outros momentos se desenvolveu de forma autônoma.
Quando se fala em fiscalizar é preciso identificar quem realmente tem condições para isso, atualmente. O primeiro dado que tem que ser considerado é que o fiscalizador precisa ter um elevando nível de conhecimento.
Todos os países do mundo começaram a produzir energia nuclear com as suas funções regulatórias junto com as suas funções de desenvolvimento. Eles puderam fazer essa transição de dividir as duas funções, principalmente, porque tiveram um programa contínuo nuclear, a exemplo da França e dos Estados Unidos – França separou as atividades de produção e regulação no final dos anos 1980 e Estados Unidos nos anos 1970.
O Brasil tem e precisa fazer essa separação, mas de maneira muito responsável, mas antes, necessita ter efetivamente a garantia de que ao separar as duas atividades terá condições de fazer a fiscalização. Não deve separá-las apenas para agradar a Gregos e Troianos.
Sendo assim, estaríamos no momento de efetivar essa separação, ou ainda acha que temos que amadurecer?
Temos que amadurecer, pelo menos agora, porque temos que esperar a conformação que o atual governo quer fazer sobre a energia nuclear, com que velocidade quer implementá-la. A partir daí definir em que momento se irá fazer essa separação.
O Brasil, além de possuir reservas de urânio e demais metais radioativos, domina toda a tecnologia para produção de energia nuclear. O que falta, então, para que afetivamente todo o processo seja realizado no país? Estamos perto de chegar nesse ponto?
Falta ter um programa contínuo, mesmo que cresça devagar, mas que tenha continuidade. O nosso problema hoje não é tecnologia, porque a temos, é simplesmente escala. Se fizermos Angra 3, e fizermos mais uma unidade a cada três ou quatro anos, mas que isso fique efetivamente ajustado e que a encomenda seja feita a tempo de formarmos mão de obra especializada para que a competência seja devidamente passada, dessa forma, você pode ter certeza que teremos condição total e autonomia de sermos efetivamente um país que domine inteiramente o uso pacífico de energia nuclear.
Ao longo da história as atividades humanas influenciaram as formas de consumo de energia. Hoje, as formas de consumo de energia influenciam atividades humanas?
Inicialmente o ser humano era nômade e só andava perto de onde tinha água. Depois, aprendeu a usar o fogo e se fixar, aprendeu a produzir energia da natureza melhorando sua qualidade de vida. A partir desse momento, sim, é que começou a condicionar suas atividades a uma demanda maior de energia.
Por exemplo, você está numa sala que garanto que tem ar condicionado. Há vinte anos seguramente não havia ar condicionado aí, mas o ser humano que está aí sobrevivia da mesma forma. Culturalmente, a gente vem optando por um modelo de qualidade de vida que é altamente dependente de energia. A atividade, em si, não mudou muito, o homem continua dormindo, comendo, trabalhando, mas tem televisão, agora tem computador, quer tem um telefone celular em sua mão para usar a qualquer momento. Então o que mudou foi o consumo criado pela evolução da cultura.
fonte: Brasilianas
Uma brevíssima história da Astronomia – de Newton a Einstein
A ideia é prosseguir de Newton até Einstein. É, a tarefa não é fácil, mas tentemos. Recapitulando: os gregos e os orientais tinham uma noção do que se passava no céu e formulavam modelos para o movimento dos corpos celestes... noção metafísica sim é verdade, mas tinham muita noção. Trocentos mil anos depois, alguns sujeitos resolveram apontar algo para o céu, que não era o dedo mas sim um telescópio, e começaram a fazer medidas, e com isto (Galileu, Tycho Brahe, “Copérnico”) se inicia o método científico.
Copérnico está entre aspas pois ele não fez experimentos, e sim propôs um modelo heliocêntrico, num apêndice de um trabalho dele.
Partindo das experiências de Galileu e principalmente de Brahe, Kepler decidiu propor um modelo para o movimento dos corpos no sistema solar, e enuncia suas 3 leis. Tudo isto era cinemático, não se sabia o que causava o movimento.
Newton, um sujeito muito, MUITO, inteligente, decide juntar isto tudo numa TEORIA científica, universal, que dava a dinâmica dos corpos celestes e de qualquer corpo massivo. Esta teoria foi “superada” somente em 1905 quando um tal de Einstein entrou no jogo. Mas, antes disso muiiiita água passou por debaixo da ponte.
Agora começa a bagaça... vou demorar um pouco pra falar de astronomia, mas aguardem.
A teoria de Newton foi, de fato, uma mudança extremamente brusca na maneira de pensar das pessoas na época. Pensem comigo: se você sabe que uma força acelera um corpo de uma forma muito bem definida (onde acelerar pode significar rodar o corpo), podemos “inventar” algo que produza uma força que propulsiona uma haste e essa haste por sua vez roda um moinho que vai amassar sua uva de modo a fazer vinho mais rapidamente. A revolução tecnológica dada a partir da teoria Newtoniana foi gigantesca.
Mas, nem tudo são flores na teoria de Newton. Se você acha que calcular planos inclinados é difícil, isto porque você não viu ainda as outras formulações da teoria de Newton. Mais difíceis, porém muito mais úteis em diversas situações. Importante notar também que vários, senão todos, cientistas que citarei são também excelentes matemáticos. A matemática e a física sempre vivem de constantes evoluções, uma puxando a outra para a frente, às vezes a física puxa a matemática, às vezes a matemática puxa a física.
Citando alguns: Euler (sim, aquele do número e de Euler, e que o nome se pronuncia Óiler) colocou a Mecânica como uma ciência racional, contendo axiomas1, definições e deduções. D'Alambert deduziu as leis de conservação do momento2 e de colisões. Lagrange estudou o problema de 3 corpos (problema sem solução analítica!!!) e descobriu os 5 pontos “Lagrangianos” de estabilidade neste problema, além disto trabalhou com a chamada função de Lagrange, que é a subtração da energia potencial da energia cinética, e com ela trabalhou no estudo de coordenadas generalizadas. Gibbs foi quem introduziu a notação vetorial conhecida pelos que estudam mecânica nos dias de hoje. Laplace estudou com afinco a mecânica celeste, além de produzir infinitamente em matemática. Ainda na versão “antiga” da mecânica Newtoniana, temos que destacar o trabalho de Hamilton, que construiu toda a mecânica Hamiltoniana, baseada na mecânica Newtoniana, que condensava todo um estudo de coordenadas generalizadas, conservação de energia e princípio de ação mínima. Todos trabalharam com problemas de mecânica celeste, trabalharam com astronomia.
Isto foi apenas uma pequeníssima amostra do que foi feito entre a publicação dos Principia de Newton até 1833. Neste meio tempo a indústria estava a plano vapor, literalmente. Os estudos sobre termodinâmica se aceleravam e promoviam a maior revolução industrial da história da humanidade desde a invenção da roda e da imprensa (meu pensamento). Olhando a imagem abaixo dá para termos noção da quantidade de movimento (Newton, mecânica) existe por conta de termodinâmica (gases, temperatura, pressão, movimento, Newton).
Enfim, outro resumo: a física estava a toda: mecânica, OK! Termodinâmica: OK! Eletromagnetismo... bem, OK! Por sinal, MUITO OK! A ciência do eletromagnetismo, eletricidade + magnetismo que iniciaram sua “junção” com Oersted, era talvez a nova menina dos olhos da física no século XIX. Com a tecnologia crescente, os físicos, cada vez mais loucos, decidiram fazer experimentos mais loucos e mais precisos e mais potentes e com isso o eletromagnetismo cresceu e assim também a recém tecnologia elétrica. Isto tudo vai culminar com um tal de Maxwell, que definitivamente uniu3 as duas ciências (elétrica e magnética) no que chamei antes de eletromagnetismo. A partir de Maxwell, a tecnologia baseada no eletromagnetismo não parou mais (alguém já ouviu falar de lâmpadas, rádios, TV's, celulares, código Morse, computadores? Então, isso tudo!) Mas, e aí cara, você não ia falar de Astronomia?
Então vamos falar de Astronomia. Até 1905 a Astronomia estava baseada, única e exclusivamente, na teoria de Newton. A teoria de Newton lidava com todos os problemas, exceto alguns como a precessão do periélio de Mercúrio, e estava muito bem, obrigado! Era uma teoria que tinha lá seus problemas conceituais, como o fato da atração gravitacional de Newton ocorrer instantaneamente: se o Sol sumisse sentiríamos no mesmo momento, mas... poxa vida, a teoria previu que Netuno estava lá! Vamos deixar de blablabla e vamos trabalhar nela.
Mas, em 1905, um bigodudo de 25 anos que trabalhava num escritório de patentes escreveu um artigo que, simplesmente, reformulava toda a maneira de pensar da época. Einstein (o tal bigoda) tinha um problema: a teoria eletromagnética e a teoria Newtoniana (do jeito que era concebida, com suas transformações de coordenadas) não eram compatíveis. O que fazer? Ele tinha duas opções: (1) Newton está certo, Maxwell está errado. Reformulemos o eletromagnetismo; (2) Maxwell está certo, Newton está errado. Reformulemos Newton. Ele optou pela segunda. E, para tal, ele postulou (um axioma) que a velocidade da luz (luz = eletromagnetismo puro) era constante e nenhuma informação pode ir mais rápida que a luz. OK, depois de um tempo até engolimos isto. Mas, espera aí... a gravitação de Newton não é instantânea? Alguma coisa está errada.
Einstein passou mais de 10 anos trabalhando quase que exclusivamente nesta teoria que juntasse a gravitação à sua ideia de que a velocidade da luz é constante (invariante). Em 1917 Einstein propôs o que chamamos de teoria da relatividade geral. Uma teoria linda, lindíssima, que uniu espaço e tempo, quantidades separadas para Newton, num complexo espaço-tempo, que dita como os corpos movem e estes corpos, segundo a teoria, ditam como o próprio espaço-tempo se “move”. Am? Como? É... num é fácil de entender isto, mas vamos lá. Vamos imaginar a figura abaixo e uma situação comum: imagine uma bola de gude e um papão (assim que era chamado em João Monlevade!). Quando você joga a bola de gude ela não vai fazer um movimento de curva dentro do papão? Então, é “mais ou menos” (MUITO mais ou menos) isto que acontece na relatividade geral. Por que muito mais ou menos? Enquanto o papão é em 2 dimensões (somente o chão), na relatividade geral temos 4 dimensões!!!
Pensemos no que nós vemos: nós enxergamos nosso quarto, nossa sala, que tem 3 dimensões, e qualquer objeto se move neste cenário imóvel, certo? Vemos, ou sentimos não sei, que o tempo sempre flui de maneira constante (apesar de meus estudantes sempre quererem que a aula de física passe mais rápido), que o tempo vai do passado para o futuro num fluxo constante. Esta é a visão Newtoniana. A astronomia Newtoniana e a cosmologia (estudo do universo, como ele começou e para onde ele irá) se baseia nestas premissas.
O que Einstein propôs então? Que massas e energias deformam o espaço-tempo, e é neste espaço-tempo deformado que a própria massa e energia se movimentam. Duas modificações fundamentais da teoria de Newton: (1) o cenário não é mais imutável, e o tempo não é mais um fluido constante; (2) a energia entra nas equações de Einstein em pé de igualdade com a massa. A teoria de Newton é um caso a parte da Relatividade Geral, para pequenas massas e/ou para pequenas velocidades a teoria de Einstein é idêntica à teoria de Newton. Então, onde a Relatividade Geral se encaixa? Vamos pensar, próximo do Sol, quem está lá? Mercúrio. A teoria de Newton não “dava conta” de alguns detalhes do movimento de Mercúrio, e próximo do Sol o efeito de sua imensa massa é mais notável. Vamos aplicar a teoria de Einstein: pronto, problema resolvido. A imagem abaixo mostra o que é esta precessão: é o movimento que a órbita do planeta faz em torno do Sol.
Outra previsão da teoria de Einstein: a luz, ao passar perto de um corpo como o Sol, deve sofrer um desvio. Em um eclipse total do Sol isto pode ser medido. Então, vamos medi-lo (a imagem abaixo é de um experimento em Sobral, no começo do século, sobre as previsões de Einstein, as setas mostram a diferença das estrelas entre o momento sem o Sol perto e com o Sol perto):
Até hoje vários experimentos estão sendo feitos sobre a Relatividade Geral, sendo que nenhum disse, até hoje, que ela está errada. O equipamento GPS utiliza a Relatividade Geral para fazer correções precisas no que diz respeito a tempo e espaço (justamente o que o GPS procura fazer, certo?) e várias observações de galáxias distantes concordam com a teoria. Observações de galáxias distantes confirmam, até certo ponto, a teoria da Relatividade Geral.
Uma discussão importante sobre Relatividade Geral (RG de agora em diante) é que, com ela, a ciência da Cosmologia começou a ter um caráter científico mais forte. Na própria concepção da RG, Einstein entre outros (Scharschild, Hubble, etc) começaram a estudar a própria evolução do Universo4. Com a RG o universo possuía uma dinâmica, e o próprio Einstein era um tanto quanto contrário a esta ideia, colocando, “no braço”, o termo cosmológico em suas equações. Hubble fez vários experimentos com detecção de galáxias e mostrou que elas estão se afastando da Terra em sua maioria, e depois da descoberta da radiação cósmica de fundo ficou demonstrado que o Universo, em um tempo muito grande no passado, estava todo colapsado em um espaço-tempo muito pequeno. Daí nasceu a teoria do Big Bang e da inflação cósmica, que ficará para outro dia.
1Axioma: sentença ou proposição que é tomada como verdade, e a partir dele as deduções seguem.
3Note que é a primeira unificação que estamos falando no texto
4Note que isto era improvável na teoria de Newton. Estudar o Universo era impensável e é um salto conceitual gigante.
*Leonardo Antônio de Sousa é doutor em Física e professor da UFV em Florestal/MG.
Por Sílvio R. A. Salinas
De São Paulo
O desastre de Fukushima reascende essas controvérsias, que se colocam nesse livro, na perspectiva de um país como o Brasil, com ampla capacidade hidroelétrica, mas com um programa nuclear envolvendo duas usinas em funcionamento, uma usina em construção, quatro usinas em fase de planejamento, além de reservas significativas de urânio natural e de relatos de sucesso nos esforços para o seu enriquecimento.
O livro de José Eli se inicia com uma boa introdução, explicando os fenômenos básicos da desintegração nuclear, as diferenças entre fissão e fusão, por exemplo, que em geral são desconhecidos pelo público mais amplo. Além disso, ele explica porque certos ambientalistas – James Lovelock, criador da “teoria Gaia” sobre o funcionamento do organismo Terra é o mais conhecido – mudaram de opinião, passando a defender a construção de usinas nucleares, com a progressiva substituição das termoelétricas movidas a carvão, que são contribuintes de peso para os gases do “efeito estufa”. Os argumentos a favor e contra a utilização da energia nuclear – envolvendo questões de segurança na operação das usinas e de armazenamento dos detritos – são mencionados nessa introdução, com uma boa lista de referências para o “estado da arte”.
Os capítulos seguintes foram escritos por “especialistas da área”, com argumentos a favor e contrários à utilização da energia nuclear. Leonam dos Santos Guimarães, engenheiro pela USP e doutor em energia nuclear, oficial reformado da Marinha e atual assistente do Presidente da Eletronuclear, participou do debate de lançamento e escreveu o “capítulo favorável” em colaboração com João Roberto Loureiro de Matos. O nosso colega José Goldemberg, que também participou do debate de lançamento, escreveu o “capítulo contrário”, em colaboração com Oswaldo dos Santos Lucon, apresentando uma visão crítica e muito cautelosa, em particular sobre o programa nuclear brasileiro.
Durante o debate no auditório lotado da Faculdade de Economia, notei a falta dos meus colegas físicos, que “ainda dirigem a CNEN”, mas que estão se ausentando desse espaço, preenchido agora por engenheiros e economistas (que nos substituem para explicar as diferenças entre fissão e fusão). Sugiro aos colegas que leiam o texto organizado pelo José Eli, procurem se informar e refletir sobre a “questão nuclear”. Há uma enorme sensação de que o debate sobre o “plano energético brasileiro”, incluindo a retomada de Angra III e a construção de quatro novas usinas nucleares (duas no nordeste, com locais que já estariam praticamente definidos), passa por círculos restritos, pelos interessados mais diretos, sem maiores discussões no próprio Congresso Nacional. José Eli diz que o seu livro é uma contribuição para o debate necessário, que o planejamento energético brasileiro não tem sido transparente e nem democrático.
Dentro de mais uns trinta ou cinquenta anos não vai haver energia que chegue se nós fizermos uma extrapolação (linear) do consumo nos países do hemisfério norte. Mas será que essa extrapolação é razoável? Depois dos acidentes de Chernobil e Three Mile Island, houve uma espécie de moratória nuclear, mas a indústria nuclear teria aprendido com os erros, e estaria agora ocorrendo uma retomada dos programas nucleares, com reatores muito mais seguros. Leonam Guimarães é um engenheiro que se expressa de maneira segura e transmite confiança: “para suprir a demanda para a produção de eletricidade na “base de carga”, sem energia nuclear, o mundo teria que depender quase inteiramente dos combustíveis fósseis, especialmente de carvão mineral”; a energia nuclear ofereceria a única tecnologia confiável, disponível para energizar uma economia próspera sem impacto ambiental destrutivo. Será que é isso mesmo? O entusiasmo de Leonam Guimarães leva à conclusão de que há “um novo realismo, que reconhece a energia nuclear e a sua capacidade de fornecer energia limpa, segura, confiável e em escala maciça”, terminando por prever que um desastre ambiental nesse século somente será evitado multiplicando por vinte as atuais quatrocentas usinas nucleares em funcionamento.
Goldemberg reconhece os problemas na “matriz elétrica” mundial, que reflete o consumo no hemisfério norte, com uma contribuição pequena da hidroeletricidade (da ordem de 15%) e uma enorme contribuição do carvão e do xisto (da ordem de 40%). Reconhece também a preocupação dos ambientalistas com os riscos do consumo excessivo de carvão, mas é crítico das “extrapolações simplistas” e continua apontando a gravidade dos riscos da energia nuclear, incluindo envelhecimento e custo dos reatores, e os problemas não equacionados do armazenamento dos detritos radioativos. Nesse sentido vale a pena registrar a posição da American Physical Society (APS), que reconhece a necessidade da utilização da energia nuclear como “instrumento para substituir (na matriz energética americana) a contribuição dos combustíveis fósseis e assegurar a auto-suficiência energética do país”. Mas a própria APS recomenda esforços em três direções: no desenvolvimento de uma nova geração de reatores, mais limpos e mais seguros, no tratamento dos dejetos radioativos, problema que não parece ter sido resolvido, e na discussão com o público sobre vantagens e limitações da energia nuclear (como está faltando aqui no Brasil). No mesmo documento, a APS também expressa “profunda preocupação” com o progresso inadequado no tratamento dessas questões (nos USA, é claro). A situação me parece bem mais preocupante no nosso país, em que a própria CNEN, em desacordo com recomendações internacionais, ao mesmo tempo executa e fiscaliza o programa nuclear, com uma diretoria aparentemente demissionária, sob alegações variadas em relação ao licenciamento completo de Angra II.
No caso brasileiro, há amplo reconhecimento de que a hidroeletricidade continuará sendo absolutamente dominante, mantendo uma situação bem mais confortável do que nos países do hemisfério norte. Além das obras gigantescas, ainda há muito espaço para a construção de barragens pequenas, em locais apropriados, com menor dano ao meio ambiente. O próprio “Plano Nacional de Energia - 2030”, que prevê a conclusão de Angra III e a construção de mais quatro usinas nucleares, limita em 10% a contribuição da energia nuclear na matriz elétrica brasileira, da mesma ordem de grandeza da futura contribuição da energia eólica. Questões mais delicadas, como o depósito de resíduos, planos de segurança em Angra, ou controle e fiscalização independentes, permanecem numa zona nebulosa. Ao fim e ao cabo, talvez o nosso enorme potencial hidroelétrico, suplementado pela utilização da energia eólica ou da biomassa, acabem nos poupando da preocupação nuclear.
*Sílvio R. A. Salinas é físico, professor da USP e membro da Academia Brasileira de Ciências.
Observações e referências:
Há pelo menos dois textos recentes dos meus colegas físicos que também cumprem esse papel tão importante de discutir junto ao público o significado, as vantagens e os problemas da energia nuclear: (1) “Energia nuclear: com fissões e com fusões”, de Diógenes Galetti e Celso Luiz Lima, publicado na Coleção Paradidáticos da Editora da UNESP em 2010; (2) “Radiação – efeitos, riscos e benefícios”, texto introdutório de Emico Okuno, publicado pela Editora Harbra em 1998.
Publicado em 22/04/2011 no Boletim da Sociedade Brasileira de Física
Há pelo menos dois textos recentes dos meus colegas físicos que também cumprem esse papel tão importante de discutir junto ao público o significado, as vantagens e os problemas da energia nuclear: (1) “Energia nuclear: com fissões e com fusões”, de Diógenes Galetti e Celso Luiz Lima, publicado na Coleção Paradidáticos da Editora da UNESP em 2010; (2) “Radiação – efeitos, riscos e benefícios”, texto introdutório de Emico Okuno, publicado pela Editora Harbra em 1998.
Publicado em 22/04/2011 no Boletim da Sociedade Brasileira de Física
Estado e potencial da energia eólica no Brasil
No BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento do Brasil), já foram assinados ou estão em processo de assinatura, incluindo as duas operações recém-aprovadas, 51 contratos de financiamento directos e indirectos, no valor total de R$ 4,1 bilhões, para a implantação de 1.369 MW.
Além desses, outras 44 operações estão em análise, com pedidos de financiamento da ordem de R$ 3,3 bilhões.
Mais de 71 mil quilómetros quadrados do território nacional, em sua quase totalidade na costa dos estados do Nordeste, contam com velocidades de vento superiores a sete metros por segundo, que propiciam um potencial eólico da ordem de 272 terawatts-hora por ano (TWh/ano) de energia eléctrica.
Trata-se de uma cifra bastante expressiva, uma vez que o consumo nacional de energia eléctrica é de 424 TWh/ano, aponta estudo publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física, de autoria de pesquisadores do Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).Potencial eólico brasileiro
“Os números do potencial eólico brasileiro foram estimados com os mesmos modelos de previsão de tempo e estudos climáticos. Como esses modelos são validados para locais específicos das diferentes regiões do país, esse potencial eólico pode estar subestimado”, disse Fernando Ramos Martins à Agência FAPESP.
Mas, segundo ele, com as informações disponíveis actualmente, levando em conta todas as dificuldades inerentes aos altos custos da geração de energia eólica, é possível afirmar que apenas o potencial da energia dos ventos do Nordeste seria capaz de suprir quase dois terços de toda a demanda nacional por electricidade.
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Matriz energética brasileira
“O problema é que, atualmente, o índice de aproveitamento eólico na matriz energética brasileira não chega a 1%. A capacidade instalada é muito pequena comparada à dos países líderes em geração eólica. Praticamente toda a energia renovável no Brasil é proveniente da geração de hidreletricidade”, apontou.
Parte dos dados do estudo também foi extraída do Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, produzido pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel) com o objetivo de fornecer informações para capacitar tomadores de decisão na identificação de áreas adequadas para aproveitamentos eólico-elétricos.“Os locais mais propícios no país para a exploração da energia eólica estão no Nordeste, principalmente na costa do Ceará e do Rio Grande do Norte, e na região Sul”, disse Martins.
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Energia eólica no mundo
Além de descrever a evolução do aproveitamento da energia eólica no mundo, os pesquisadores do Inpe trazem no artigo dados inéditos sobre a situação atual do uso desse recurso para geração de eletricidade em diferentes países.
Segundo o estudo, o setor de energia eólica tem apresentado crescimento acelerado em todo o mundo desde o início da década de 1990. A capacidade instalada total mundial de aerogeradores voltados à produção de energia elétrica atingiu cerca de 74,2 mil megawatts (MW) no fim de 2006, um crescimento de mais de 20% em relação ao ano anterior.“Enquanto o Brasil explora menos de 1% de sua energia eólica, países como Alemanha, Espanha e Noruega utilizam por volta de 10%”, disse Martins, lembrando que a conversão da energia cinética dos ventos em energia mecânica é utilizada há mais de três mil anos.
Em 2006, o Brasil contava com 237 megawatts (MW) de capacidade eólica instalada, principalmente por conta dos parques na cidade de Osório (RS). O complexo conta com 75 aerogeradores de 2 MW cada, instalados em três parques eólicos com capacidade de produção de 417 gigawatts-hora (GWh) por ano.
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Fonte de energia limpa
O pesquisador do CPTEC aponta ainda que, dentre as fontes energéticas que não acarretam a emissão de gases do efeito estufa, a energia contida no vento também demonstra potencial para atender à segurança do fornecimento energético no país.
“Políticas nacionais de incentivos estão começando a produzir os primeiros resultados, a exemplo do Proinfa [Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica]. Espera-se um crescimento da exploração desse recurso nos próximos anos no Brasil”, disse Martins.O Proinfa, coordenado pelo Ministério de Minas e Energia, foi criado em 2002 para a diversificação da matriz energética nacional. O programa estabelece a contratação pelas empresas de uma parcela mínima de energia elétrica produzida a partir de fontes renováveis, entre as quais energia eólica e a energia proveniente de pequenas centrais hidrelétricas.
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Base de dados dos ventos
Martins destaca ainda duas iniciativas do CPTEC que têm dado suporte científico à produção de informações sobre os recursos eólicos no território brasileiro. Entre os esforços mais recentes, explica, estão a base de dados do Projeto Sonda, um sistema de coleta de dados de vento operado e gerenciado pelo centro.
O objetivo do projeto, que tem dezenas de estações de coleta de dados eólicos com medidores instalados em diversos estados brasileiros, é disponibilizar informações que permitam o aperfeiçoamento e a validação de modelos numéricos para estimativa de potencial energético de fontes renováveis.
O levantamento dos recursos de energia eólica no Brasil também vem sendo realizado pelo projeto Solar and Wind Energy Resources Assessment (Swera), conduzido pela Divisão de Clima e Meio Ambiente do CPTEC, com financiamento do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma).Toda a base de dados gerada até o momento pelo Sonda e pelo Swera, que terá sua segunda fase iniciada no começo de 2009, está disponível para acesso gratuito no site dos projetos.
“Essas bases de dados são extremamente úteis para a definição de políticas junto ao setor energético nacional e para o desenvolvimento de projetos de pesquisa científica sobre a temática do aproveitamento de recursos energéticos. Os resultados obtidos até o momento demonstram o potencial do país no que diz respeito à disponibilidade dos recursos renováveis”, afirmou Martins.
Além de apresentar uma revisão dos conceitos físicos relacionados ao emprego da energia cinética dos ventos na geração de eletricidade, o artigo descreve ainda os aspectos dinâmicos dos ventos e detalhes sobre a circulação atmosférica na Terra, incluindo os fatores que influenciam a velocidade e direção dos ventos nas proximidades da superfície.
fonte: Portal Energia
De BH
A força que mantém um planeta em órbita é denominada "força centrípeta", que, por sua vez, significa "força dirigida para o centro". Este centro é exatamente onde está localizado o Sol. No caso da Lua, a força centrípeta que atua sobre ela está dirigida para o centro da Terra.
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| Retrato de Isaac Newton (1643-1727) pintado por Godfrey Kneller em 1689. (Crédito: Domínio Público) |
Esta figura é apresentada no Livro III da obra de Isaac Newton denominada "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural". Pedras são lançadas do alto de uma montanha com velocidades cada vez maiores, até que uma delas entra em órbita da Terra e, portanto, não atinge mais o solo. (Crédito: Domínio Público)
O que diz Newton? Em sua linguagem um tanto formal, apropriada para um texto científico, ele afirma: "-- Que por intermédio das forças centrípetas os planetas são mantidos em certas órbitas, podemos facilmente entender, se considerarmos os movimentos dos projéteis; pois uma pedra arremessada [do alto de uma montanha] é forçada pela ação de seu próprio peso para fora de uma trajetória retilínea -- a qual ela descreveria devido apenas ao arremesso inicial --, e impelida a descrever uma linha curva no ar; e através desta forma arqueada é finalmente trazida para baixo, ao chão; e quanto maior é a velocidade com que ela é arremessada, tanto maior é a distância que ela percorre antes de cair na Terra.
Podemos portanto supor a velocidade de tal maneira aumentada que ela descreveria arcos de 1, 2, 5, 10, 100, 1000 milhas antes de atingir a Terra, até que, finalmente, excedendo os limites da Terra, ela passaria ao espaço, sem tocá-la."
Estas são as palavras do grande acadêmico de Cambridge! Podemos aplicar o seu brilhante raciocínio ao movimento da Lua em torno da Terra. Vemos então que ao mesmo tempo que a Lua cai em direção ao centro da Terra ela simultaneamente move-se na direção transversal. E faz isto na medida certa de tal forma a manter-se sempre acima da superfície. Ou seja, de forma a manter-se em órbita da Terra.
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| A Lua se movimenta de L1 para L2. Simultaneamente ao movimento tangencial L1-H ela realiza o movimento centrípeto H-L2 e assim progressivamente descreve uma órbita ao redor da Terra, sem atingir a sua superfície. Em outras palavras, ela não "cai" na Terra. (Crédito: Domingos Soares) |
A tripulação da Apolo 8 registrou esta vista da Terra, a aproximadamente 5 graus acima do horizonte lunar, no dia 22 de dezembro de 1968.
Como funciona um reator nuclear - Infográfico
Aspartame, a potência doce
O aspartame é um adoçante 200 vezes mais doce que a sacarose (açúcar de mesa), sendo necessárias baixíssimas quantidades de aspartame para adoçar alimentos. Isto torna desprezível sua contribuição calórica e o torna adequado para o uso como adoçante em alimentos de baixa caloria ou que não
contenham açúcares. Adicionalmente, o aspartame resiste a temperaturas superiores a 530 °C, o que o torna resistente ao cozimento. Basicamente é uma molécula com átomos de carbono, hidrogênio, nitrgoênio e oxigênio.
O aspartame origina fenilalanina, e o consumo de alimentos com essa característica deve ser controlado em portadores de fenilcetonúria, uma doença hereditária que afeta 1 em cada 12.000 nascidos. Se detectada logo após ao nascimento pelo “teste do pezinho”, a fenilcetonúria pode ser remediada. O não controle da ingestão de fenialanina em portadores de fenilcetonúria causa danos severos ao desenvolvimento cognitivo e motor logo nos primeiros anos de vida. Por este motivo, nos rótulos dos produtos contendo aspartame vemos o aviso “contém fenilalanina”.
fonte: Blog AIQ 201
Para começar, é importante definir o que é energia nuclear. Trata-se da energia liberada na transformação de núcleos atômicos. Basicamente, o que ocorre é a transformação de um núcleo atômico em vários outros núcleos mais leves, ou ainda, em isótopos do mesmo elemento.
As fissões nucleares, reações que consistem na quebra de um núcleo mais pesado em outros menores e mais leves após a colisão de um nêutron no núcleo inicial, são a base para a produção de energia nas usinas nucleares.
Assim, sendo o urânio um elemento bastante disponível na Terra, é o principal recurso utilizado nas reações nucleares destas usinas. O urânio 238 (U-238), por exemplo, que tem meia-vida de 4,5 bilhões de anos, compõe 99% do urânio do planeta; já o urânio 235 (U-235) compõe apenas 0,7% do urânio remanescente e o urânio 234 (U-234), ainda mais raro, é formado pelo decaimento de U-238.
Apesar de menos abundante, o U-235 possui uma propriedade interessante que o torna útil tanto na produção de energia quanto na produção de bombas nucleares: ele decai naturalmente, como o U-238, por radiação alfa e também sofre fissão espontânea em um pequeno intervalo de tempo. No entanto, o U-235 é um elemento que pode sofrer fissão induzida, o que significa que, se um nêutron livre atravessar seu núcleo, ele será instantamente absorvido, tornando-se instável e dividindo-se.
Consideremos, então, um nêutron que se aproxima de um núcleo de U-235. Ao capturar o nêutron, o núcleo se divide em dois átomos mais leves e arremessa de dois a três nêutrons - este número depende da forma como o urânio se dividiu. Os dois novos átomos formados emitem radiação gama de acordo com o modo que se ajustam em seus novos estados.
A probabilidade de ocorrer fissão induzida em um átomo de U-235 é muito alta: em um reator funcionando corretamente, cada nêutron ejetado provoca uma nova fissão. Além disso, a captura do nêutron e a posterior divisão do núcleo ocorrem muito rapidamente, em intervalos da ordem de 10-12s. Sem contar que um único núcleo, ao dividir-se, libera uma enorme quantidade de energia, tanto na forma de calor quanto na forma de radiação gama. Esta produção de energia é regida pela conhecida equação E=mc2, devido à diferença de massa entre os produtos da fissão e o átomo original.
Para que uma amostra de urânio apresente as propriedades acima, é necessário que ela seja enriquecida, de modo a conter de 2% a 3% a mais de U-235. O enriquecimento de 3% é suficiente para o uso em um reator nuclear que trabalha na produção de energia.
Conforme já dito, para colocar uma usina nuclear em funcionamento é necessário, antes de mais nada, urânio enriquecido. Para se ter uma ideia, 0,5kg de U-235 enriquecido - quantidade usada para fornecer energia a submarinos e porta-aviões nucleares - é equivalente a 3,8 milhões de litros de gasolina.
Em geral, o urânio é formado em péletes (formato de pílula) com diâmetro próximo ao de uma moeda de R$0,10 e espessura de 2,5cm. Estes péletes são dispostos em hastes longas agrupadas em feixes, os quais ficam submersos em água dentro de um recipiente de pressão. A água, por sua vez, tem a função de refrigerar o sistema.
Para que o reator funcione, o feixe precisa ser levemente supercrítico. Isso significa que, caso fosse deixado sozinho, o urânio derreteria. Portanto, para que isso não ocorra, são inseridas no feixe hastes de controle (também chamadas de hastes de comando ou, ainda, barras de controle), as quais são feitas de material capaz de absover os nêutrons, utilizando um dispositivo que pode abaixar e/ou elevar as hastes.
Assim, elevar e baixar as hastes controla o nível das reações nucleares. Portanto, quando se deseja maior produção de calor a partir do núcleo de urânio, as hastes são elevadas para fora do feixe, enquanto para produzir menor quantidade de calor, as hastes são abaixadas dentro do feixe. Além disso, as hastes possuem outras funções: baixá-las totalmente dentro do feixe podem desligar o reator, no caso de um acidente, ou tornar possível a troca de combustível.
O calor liberado durante a reação nuclear é responsável pelo aquecimento da água, a qual é transformada em vapor. Esse vapor aciona uma turbina, a qual faz girar um gerador, responsável por produzir a energia.
Em algumas usinas, o vapor do reator passa através de um trocador de calor intermediário a fim de transformar a água de um outro circuito em vapor, o qual será o responsável pelo acionamento da turbina a vapor. Além disso, em alguns reatores, o fluido de resfriamento é um gás (CO2) ou metal líquido, permitindo que o núcleo seja operado em temperaturas mais elevadas. (Fot:. só física)
