A HISTÓRIA DO PROGRAMA NUCLEAR BRASILEIRO
Mauricio Grinberg (*)
ANTECEDENTES
Os primeiros passos para a implantação de um programa nuclear no Brasil foram dados nas décadas de 1950 e 1960 com a criação dos principais agentes reguladores, a saber: Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN em 1956, no âmbito da Presidência da República, e o Ministério das Minas e Energia – MME em 1960. Em 1967 a CNEN foi transferida da Presidência da República para o MME.
Nestas mesmas décadas foram criados os principais institutos de pesquisa nuclear: o Instituto de Pesquisas Radioativas – IPR, em Belo Horizonte , MG, em 1953, o Instituto de Energia Atômica – IEA, em São Paulo , SP, em 1956, o Instituto de Radioproteção e Dosimetria – IRD, no Rio de Janeiro RJ, em 1960 e o Instituto de Engenharia Nuclear – IEN, no Rio de Janeiro, RJ, em 1963.
ESTUDOS INICIAIS
Estudos iniciais feitos programados pela CNEN na década de 60, tendo em vista a disponibilidade de recursos minerais no País (urânio e tório), foram desenvolvidos no IPR, em Belo Horizonte, num Programa de Implantação de Centrais Nucleares. Mais tarde, com a criação na CNEN de uma Assessoria de Programas e Desenvolvimento – ASPED, esta passou a liderar os estudos.
O primeiro esforço sistemático foi realizado pelo Grupo de Trabalho do Reator de Potência – GTRP, criado pela CNEN, no âmbito de uma cooperação com o Comissariado de Energia Atômica – CEA da França.
Em 1965 foi criado pela CNEN O Grupo do Tório, na Divisão de Engenharia de Reatores do IPR, em Belo Horizonte, para analisar a viabilidade do emprego do tório num programa nuclear brasileiro, realizada em convênio com o Comissariado de Energia Atômica – CEA da França. Durante cerca de cinco anos de trabalhos intensivos o Grupo do Tório desenvolveu o PROJETO INSTINTO, analisando os aspectos técnicos e econômicos da implantação do ciclo do tório no País, através de reatores a água pesada (HWR), operando inicialmente com urânio natural.
Embora estudos realizados mais tarde concluíram pela inviabilidade da proposta do IPR, do Projeto Instinto resultou a formação de uma equipe especializada nos vários aspectos relacionados como o projeto e análise de centrais nucleares. Da colaboração com a França resultou a formação de vários engenheiros nucleares, em estágios de longa duração em laboratórios franceses, inclusive em cursos de doutoramento, com teses relacionadas a um projeto de reator brasileiro.
A CENTRAL NUCLEAR ANGRA – 1
Em 1968 foi apresentado ao Governo Brasileiro um documento elaborado por uma missão técnica da Agência Internacional de Energia Atômica – IAEA, sediada em Viena, Áustria, intitulado IAEA-TA Report no. 412 – “ Study of Nuclear Power for South Central Brazil”, conhecido como “ Relatório Lane”, recomendando a instalação de um reator com cerca de 500 MWe de potência na Região Sudeste.
Logo em seguida foi aprovada a compra de uma usina nuclear, que seria operada por FURNAS. Não seria necessariamente competitiva com usinas termoelétricas de igual potência utilizando combustíveis fósseis, mas serviria para atender à demanda regional de energia elétrica e serviria também para que técnicos brasileiros tivessem um primeiro contato com a nova tecnologia e abriria caminho para a construção de novas usinas.
Entre os anos de 1969 e 1971 foram enviadas missões ao exterior para estudar especificações e desempenho das diversas linhas de reatores existentes tendo-se, eventualmente, decidido pela linha de reatores moderados a água leve (PWR – reatores a água pressurizada e BWR – reatores a água fervente), em vez de reatores moderados a grafite ou a gás. Foram convidadas a participar da concorrência internacional para o fornecimento do reator as seguintes empresas: ASEA ATOM (Suécia – reator BWR), THE NUCLEAR POWER GROUP (Reino Unido – reator gerador de vapor moderado a água pesada – SGHWR), COMBUSTION ENGINEERING (USA – reator PWR), WESTINGHOUSE (USA – reator PWR) e KRAFTWERK UNION (Alemanha – reatores PWR e BWR).
Venceu a concorrência a WESTINGHOUSE para o fornecimento do sistema nuclear de geração de vapor, o turno-gerador, o equipamento das subestações e o fornecimento de urânio e seu enriquecimento. Foram também contratados o fornecimento de engenharia de projeto, a assistência técnica para ensaios e partida da usina, a montagem de todo o equipamento fornecido e o treinamento do pessoal de FURNAS. Foram contratadas firmas nacionais para as obras civis, incluindo o rebaixamento do lençol freático, escavações, estruturas, prédios e tomada de água, bem como o envoltório de aço de contenção do reator. Assim sendo, a contratação de Angra-1, embora do tipo “turnkey”, não o foi de modo completo, pois grande parte dos serviços foi contratada localmente.
Em 1972 foi aprovado o local de Itaorna para a instalação de três reatores nucleares, que passaria a ser denominado Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto – CNAAA. Neste mesmo ano foi iniciada a construção do reator Angra-1, com potência nominal de 626 MWe, com entrada em operação prevista para 1978.
Várias dificuldades originárias do projeto da usina surgiram durante a construção9, o que causou um apreciável retardamento do seu cronograma. Finalmente, em 1982, Angra-1 atingiu a criticalidade e em 1985 entrou em operação comercial. Em 1999 Angra-1 apresentou uma disponibilidade de 96%, gerando 3.976.843 MWh, o que a tornou uma das mais eficientes usinas em operação no mundo, na ocasião. Até hoje Angra-1 funciona normalmente.
CRIAÇÃO DAS EMPRESAS NUCLEARES
Em 1972, tendo sido decidida a construção de uma central núcleo-elétrica no País, o Governo resolveu criar uma empresa, a Companhia Brasileira de Tecnologia Nuclear – CBTN, como subsidiária da CNEN, com a finalidade de implantar a indústria nuclear no País. A CBTN tinha as seguintes responsabilidades:
1. Estabelecimento no Brasil da indústria do ciclo do combustível nuclear (monopólio estatal);
2. Promoção da indústria nuclear;
3. Pesquisa e desenvolvimento;4. Assistência e consultoria técnica à indústria nacional.
A CBTN foi constituída por uma Superintendência, uma Diretoria de Recursos Minerais, uma Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento e uma Diretoria Administrativa e Financeira. Parte do pessoal da CNEN e de seus Institutos de Pesquisa foi transferida para a CBTN e outros contratados no mercado. Foram incorporados à Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento – DTD da CBTN: O Instituto de Engenharia Nuclear – IEN, o Instituto de Pesquisas Radioativas – IPR e, mediante convênio, trabalhou em cooperação o Instituto de Energia Nuclear – IEA.
Na Diretoria de Recursos Minerais foram concentrados os trabalhos relativos à prospecção e urânio no País, operação de instalações de mineração e beneficiamento de minérios de urânio, além de operação das instalações industriais de extração de terras raras a partir das areias monazíticas.
Na Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento foram concentrados os principais projetos iniciais da CBTN:
A) Na área do Ciclo do Combustível Nuclear foram implantados os seguintes projetos:
1. Projeto Elemento Combustível;
2. Projeto Reprocessamento do Combustível Irradiado;
3. Projeto Enriquecimento Isotópico do Urânio.
B) Na área de Promoção da Indústria foram implantados os seguintes projetos:
1. Projeto Análise de Reatores;
2. Projeto Engenharia de Reatores;3. Projeto Garantia da Qualidade;
4. Projeto Controle da Qualidade; e
5. Projeto Promoção Industrial.Grande ênfase foi dada ao Projeto Elemento Combustível – PEC, que previa a instalação de uma usina de fabricação de elementos combustíveis para reatores a água leve com uma capacidade inicial de 100 ton UO2 /ano (para abastecer Angra-1) , sendo suas atividades assim distribuídas:
1. Fabricação de pastilhas de UO2 – no IEA, em São Paulo,
2. Fabricação de varetas – no IPR, em Belo Horizonte,
3. Fabricação de componentes estruturais e montagem do elemento combustível – no IEN, no Rio de Janeiro, e
4. Projeto de Referência da Fábrica de Elementos Combustíveis – IEN, no Rio de Janeiro (viria a ser, no futuro, a FEC, instalada em Itatiaia, RJ).
Nesta ocasião acordos de cooperação técnico-científica foram estabelecidos com vários centros de pesquisa no exterior: Harwell e Winfrith (no Reino Unido), Saclay, Fontenay-aux-Roses, e Grenoble (na França), Juelich e Karlsruhe (na Alemanha), Casaccia (na Itália), entre outros.
Na década de 1970 funcionavam no Brasil as seguintes instalações de pesquisa: em São Paulo , no IEA, um reator de pesquisa do tipo piscina da Babcok /Wilcox, usado para irradiações, um laboratório de metalurgia do urânio, laboratórios de química, laboratórios de processamento de minério de urânio, e eram realizados estudos de reatores nucleares.
No Rio de Janeiro, no IEN, foi construído um reator de pesquisa moderado a grafite, o ARGONAUTA, funcionando, ainda, laboratórios de química, de metalurgia, de instrumentação, de radiosótopos, e eram realizados estudos de reatores e de garantia da qualidade.
No âmbito dos programas de cooperação internacional vieram ao Brasil, para treinar cientistas brasileiros, técnicos estrangeiros, enviados pela Agência Internacional de Energia Atômica – IAEA. Vieram também técnicos alemães da Kraftwerk Union e dos centros nucleares de Juelich e Karlsruhe, bem como dos centros dos outros países anteriormente mencionados.
ELETROBRÁS – PLANO 90
Estudos feitos pela ELETROBRÁS para a demanda de energia elétrica nas Regiões Sudeste e Sul do Brasil, projetada para o período de 1974 a 1990, reunidos num documento intitulado Plano 90, propunham a implantação de 8 usinas nucleares (além de Angra-1) com potência entre 900 e 1200 MWe, a partir de 1982, além de várias usinas hidroelétricas e termoelétricas, estas últimas utilizando carvão nacional.
Uma missão de técnicos da Kraftwerk Union – KWU e de várias indústrias e centros de pesquisa da Alemanha veio ao Brasil em 1973 e durante um ano realizou estudos com cerca de 50 engenheiros e cientistas da CBTN, produzindo um extenso e detalhado relatório descrevendo a fabricação de reatores e de todo o ciclo do combustível nuclear no Brasil.
Enquanto isso, dentro do Projeto Promoção da Indústria do IEN, foi realizado um estudo, de âmbito nacional, em colaboração com a firma de engenharia americana BECHTEL, avaliando a capacitação da indústria brasileira para a produção de cerca de 1500 componentes de uma central nuclear. Foram também iniciados estudos para a implantação de Sistemas de Garantia da Qualidade na futura indústria nuclear brasileira.
PROGRAMA NUCLEAR DE REFERÊNCIA
Baseando-se nos estudos preliminares do Plano 90 da ELETROBRÁS, a Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento – DTD da CBTN elaborou um Programa de Referência para a Construção no Brasil de Usinas Nucleares e de Construção de Usinas do Ciclo do Combustível. Este Programa foi apresentado ao Governo em reuniões com a Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN e, posteriormente, com os Ministros de Minas e Energia, do Planejamento, das Relações Exteriores e do Conselho de Segurança Nacional.
Considerando a proposta da ELETROBRÁS de implantar 8 usinas nucleares, o Programa de Referência sugeria, ao invés de adquiri-las no exterior, fabricá-las no Brasil, adquirindo no exterior a tecnologia para projetá-las e construí-las, bem como para a implantação e produção da indústria do ciclo do combustível nuclear. Propunha-se a instalação de reatores moderados a água leve, do tipo pressurizado, PWR, com potência padronizada em 1200 MWe. Estudos econômicos demonstravam que 8 centrais ofereciam a economia de escala que justificavam a implantação tanto da indústria de reatores, como a do ciclo do combustível.
Aprovados os Plano 90 da ELETROBRÁS e o Programa de Referência da CBTN, ficou estabelecido o PROGRAMA NUCLEAR BRASILEIRO. Foram designadas a CBTN e FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S/A como agentes executores do Programa.
O Programa Nuclear Brasileiro foi incluído no II PLANO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO – II PND.
Iniciou-se então a procura de um parceiro (nação industrializada), detentora da tecnologia nuclear, capaz e desejoso de fazer uma completa transferência de tecnologia de centrais nucleares e do ciclo do combustível. Foram consultados os Estados Unidos da América, a França, a Alemanha e o Reino Unido. A justificativa para tal política se baseava na experiência de países que optaram pela transferência de tecnologia do exterior para seus programas nucleares (França, Alemanha, Japão, Itália, Suécia, Espanha, entre outros).
As negociações com os Estados Unidos, bem adiantadas, foram interrompidas quando o Departamento do Comércio daquele país vetou a transferência de tecnologia de enriquecimento de urânio por centrifugação.
As negociações com a França envolviam a tecnologia de enriquecimento do urânio por difusão gasosa (utilizada então por todos os países, que a desenvolveram para programas militares). Não tendo sido oferecido o escopo desejado, as negociações não prosseguiram.
As negociações com o Reino Unido não foram adiante pelo fato de que o reator oferecido era do tipo SGHWR (Steam Generating Heavy Water Reactor), que exigia para seu funcionamento tanto água pesada com urânio enriquecido.
O governo da Alemanha (então República Federal da Alemanha) aceitou participar da cooperação desejada pelo Brasil, oferecendo, inclusive, financiamento para os respectivos contratos a serem firmadas.
O ACORDO NUCLEAR BRASIL-ALEMANHA
Em 1974, após meses de encontros entre técnicos brasileiros e alemães, foi realizada em Brasília uma reunião entre técnicos e representantes dos Governos do Brasil e da Alemanha, quando foram estabelecidas as diretrizes para a negociação de uma cooperação ampla no campo dos usos pacíficos da energia nuclear. Estas diretrizes foram firmadas num documento que passou a ser referido por “Protocolo de Brasília”.
No mesmo ano, 1974, foi extinta a CBTN e criada sua sucessora, as EMPRESAS NUCLEARES BRASILEIRAS S/A – NUCLEBRÁS, que seria a companhia “holding” das novas empresas que seriam criadas com os parceiros alemães. Em 27 de junho de 1975 foi assinado em Bonn, Alemanha, o ACORDO DE COOPERAÇÃO INDUSTRIAL ENTRE O BRASIL E A REPÚBLICA FEDERAL DA ALEMANHA NO CAMPO DOS USOS PACÍFICOS DA ENERGIA NUCLEAR, usualmente denominado “ACORDO NUCLEAR”.
As principais etapas do Acordo Nuclear envolviam a transferência de tecnologia nas áreas de projeto e engenharia de reatores do tipo PWR, nas várias áreas do ciclo do combustível nuclear para aquele tipo de reator, nas áreas de prospecção, extração e beneficiamento do minério de urânio e o estabelecimento de várias empresas mistas:
1. NUCLEBRÁS ENGENHARIA S/A – NUCLEN, de engenharia de reatores;
2. NUCLEBRÁS COMPONENTES PESADOS S/A – NUCLEP – de fabricação de componentes pesados de reatores;
3. NUCLEBRÁS ENRIQUECIMENTO ISOTÓPICO S/A – NUCLEI – de enriquecimento isotópico do urânio;
e a implantação de uma empresa 100% da NUCLEBRÁS. a
1. FÁBRICA DE ELEMENTOS COMBUSTÍVIS – FEC
e, também, a implantação de uma
2. USINA PILOTO DE REPROCESSAMENTO DO COMBUSTÍVEL IRRADIADO.
Como o tempo de implantação da indústria nuclear planejada levaria vários anos, foi incluída no Acordo a compra dos principais componentes pesados de duas usinas nucleares (que viriam a ser Angra-2 e -3). Ainda no âmbito do Acordo foram contratados o fornecimento das cargas iniciais de combustível para Angra-2 e -3 e, paralelamente, um acordo de enriquecimento de urânio com o consórcio tri-nacional (Alemanha, Holanda e Reino Unido) URENCO.
Além dos contratos com as firmas alemãs, fornecedoras da tecnologia a ser transferida, a NUCLEBRÁS firmou contratos com firmas brasileiras de engenharia e de fabricação para a transferência de tecnologias, a partir de firmas alemãs, específicas às suas áreas de participação, muitas vezes intermediando sua associação com as firmas alemãs.
Nesta ocasião foi criado na NUCLEBRÁS o Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear – CDTN, incluindo os Institutos Nucleares da NUCLEBRÁS e ampliada sua cooperação com os centros nucleares alemães de Juelich, Karlsruhe, GKSS, e outros.
Dezenas de engenheiros, físicos, químicos e técnicos de nível médio foram selecionados e enviados para treinar e trabalhar nas empresas e centros nucleares alemães, por períodos de 1 a 2 anos. Programas de treinamento de pessoal foram implantados em várias universidades brasileiras. Um grande número de engenheiros e cientistas alemães veio ao Brasil, para permanências longas, quer nos Institutos do CDTN, como nas empresas mistas criadas.
Embora no Protocolo de Brasília estivesse especificado que a tecnologia de enriquecimento de urânio a ser transferida seria a de centrifugação, foi determinado, posteriormente, que a Alemanha não poderia transferir aquela tecnologia para o Brasil uma vez que havia cedido seus direitos à empresa tri-nacional URENCO (Republica Federal da Alemanha, Reino Unido e Holanda), onde a transferência combinada foi bloqueada por intransigência da Holanda.
Para não deixar uma lacuna no programa industrial do ciclo do combustível, o Brasil aceitou participar com a Alemanha no desenvolvimento da tecnologia do jato centrifugo, (“jet nozzle”) que apresentava várias vantagens de natureza industrial para implantação no Brasil. Para este fim foi criada na Alemanha a empresa NUSTEP – Trenndüsen Entwicklungs-und-Patentverwertungsgesellschat mbH & Co. KG, que passou a ser detentora de todos os direitos sobre a tecnologia do jato centrífugo. A NUCLEBRÁS,.no âmbito do Acordo, adquiriu 50% da NUSTEP, passando a ser co-proprietária (na Alemanha) daquela tecnologia.
O processo tecnológico já havia sido demonstrado, faltando apenas a demonstração de sua viabilidade econômica. Para tal foi contratado que as atividades de pesquisa e desenvolvimento continuariam a ser realizadas em novas instalações construídas no Centro Nuclear de Karlsruhe e a usina piloto de demonstração seria instalada pela NUCLEI no Brasil. Esta solução foi adotada tendo em vista que, por um longo período ainda, não seria necessária no Brasil a etapa do enriquecimento, havendo grande disponibilidade deste serviço no mercado mundial.
Para a tranqüilidade da comunidade internacional o Governo do Brasil assinou acordo de salvaguardas com a Agência Internacional de Energia Atômica – IAEA, submetendo-se às inspeções daquele organismo das Nações Unidas.
Naquela ocasião o Brasil não havia ainda assinado o Tratado de Não-Proliferação (TNP) de armas nucleares. No entanto, em nenhum momento do planejamento das atividades nucleares, foi considerada a hipótese do desenvolvimento de armas nucleares no País.
O Grupo NUCLEBRÁS ficou assim constituído:
1. NUCLEMON – Nuclebrás de Monazita e Associados Ltda. (100% NB)
2. NUCLEN – Nuclebrás Engenharia S/A (75% NB, 25% KWU)
3. NUCLEP – Nuclebrás Equipamentos Pesados S/A (88,6% NB, 3,8% KWU, 3,8% GHH, 3,8% VOEST)4. NUCLAM – Nuclebrás Mineração S/A (51% NB, 49% UG)
5. NUCLEI – Nuclebrás Enriquecimento Isotópico S/A (75% NB, 15% INTERATOM, 10% STEAG)6. NUSTEP Trenndüsen Entwicklugs-und-Patentverwerkungsgesellschft mbH & Co. KG (50% NB, 50% STEAG), esta última estabelecida na Alemanha.
PLANEJAMENTO E CONTRATAÇÃO DO ACORDO NUCLEAR
No Programa Nuclear de Referência apresentado ao Governo e finalmente aprovado para execução, a estratégia adotada era que haveria, em paralelo à construção de usinas nucleares e do ciclo do combustível, uma completa transferência de tecnologia, para o País, nas áreas consideradas. Assim sendo, uma parte importante do planejamento para sua execução foi dedicada à programação das atividades de transferência de tecnologia, prevendo que a mesma deveria ocorrer nas áreas de projeto, engenharia, construção e operação das usinas nucleares e do ciclo do combustível.
Este planejamento foi utilizado na contratação das várias atividades no âmbito do Acordo Nuclear Brasil-Alemanha.
ESTRATÉGIA PARA A TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA
Para obter os resultados desejados foi organizada uma programação detalhada dos elementos necessários:
1. Completa transferência de documentação, plantas, códigos, manuais, etc., e assistência técnica para sua total assimilação:
2. Treinamento em serviço na Alemanha, em fábricas e usinas:3. Treinamento no Brasil com assistência alemã:
4; Participação crescente de engenharia e indústrias nacionais e correspondente transferência de tecnologia para as mesmas;
5. Colaboração íntima e por tempo prolongado de equipes brasileiro-alemãs na execução de projetos, na construção de usinas nucleares e usinas do ciclo do combustível e na fabricação de componentes pesados.
A razão de ser deste último item (5.) é que somente se poderia conseguir a transferência de uma tecnologia complexa se fosse contratada uma cooperação continuada e interessada do parceiro transferidor da tecnologia. A estratégia idealizada, e colocada em execução, para atingir este objetivo, foi a criação de companhias no Brasil com a finalidade de absorver esta tecnologia, mantê-la atualizada e iniciar, no futuro, um processo autônomo de desenvolvimento.
ATIVIDADES NA ÁREA DE REATORES
Na área de reatores foram criadas duas empresas mistas teuto-brasileiras, cobrindo as principais atividades necessárias para a implantação de centrais nucleares:
1. NUCLEN – Nuclebrás Engenharia S.A. ( projeto e engenharia de reatores)
2. NUCLEP – Nuclebrás Equipamentos Pesados S.A. (fabricação de componentes pesados para usinas nucleares).
Todas as outras atividades necessárias foram alocadas a firmas nacionais, para as quais foram providenciadas as condições para a transferência de tecnologia e treinamento de pessoal.
ATIVIDADES NA ÁREA NO CICLO DO COMBUSTÍVEL NUCLEAR
Como ciclo do combustível nuclear é descrita uma seqüência de atividades que vão desde a prospecção do minério do urânio até a disposição final dos rejeitos oriundos da irradiação (nos reatores) do urânio. São elas, em ordem de aparecimento:
1. Prospecção do minério de urânio (busca do minério);
2. Mineração (extração do minério);
3. Beneficiamento do minério (separação do urânio do minério sob a forma de U3O8, conhecido com “yellow cake”;
4. Conversão (transformação do U3O8 em UF6 – hexafluoreto de urânio);
5. Enriquecimento isotópico do urânio (aumento do conteúdo de U-235);
6. Fabricação de elementos combustíveis (fabricação do combustível que será introduzido no núcleo do reator- consiste em fabricar pastilhas de UO2 – óxido de urânio, colocá-las em varetas de uma liga metálica (zircaloy), as quais são agrupadas em feixes, formando os elementos combustíveis);
7. Irradiação do combustível (operação do reator)
8. Estocagem provisória do combustível irradiado (em piscinas, fora do núcleo, mas dentro do prédio do reator);
9. Transporte do combustível irradiado (em containeres blindados);
10. Reprocessamento do combustível irradiado (em usinas onde são separados, o urânio enriquecido não fissionado e o plutônio produzido, dos rejeitos radioativos produzidos pela fissão dos átomos de urânio);
11. Reutilização do urânio recuperado juntando-o a urânio recém enriquecido: utilização do plutônio para “queima” no reator, pela fabricação de MOX – “mixed oxide fuel” – mistura de óxidos e urânio e plutônio);
12. Disposição final dos rejeitos de alta atividade (encapsulados em vidro, colocados em tambores de aço, cheios de concreto pesado, que são depositados em minas, cavernas ou domos de sal exauridos).
Na área do ciclo do combustível foram criadas as seguintes empresas mistas teuto-brasileiras:
1. NUCLAM – Nuclebrás Auxiliar de Mineração S.A. ( para a prospecção de minério de urânio);
1. NUCLAM – Nuclebrás Auxiliar de Mineração S.A. ( para a prospecção de minério de urânio);
2. NUSTEP Trenndüsen Entwicklungs-und-Patentverwertungsgesellschaft mbH & Co. KG – na Alemanha (na qual a Nuclebrás passou a ser co-detentora da tecnologia de enriquecimento isotópico de urânio pelo processo do “jet nozzle” – jato centrífugo);
3. NUCLEI – Nuclebrás Enriquecimento Isotópico S.A. (empresa criada no Brasil para construir e operar uma Usina de Demonstração do processo do jato centrífugo, licenciada pela NUSTEP, sem ônus).Para as etapas de fabricação de elementos combustíveis e reprocessamento do combustível irradiado não foram constituídas empresas mistas.
Ficou estabelecido que a NUCLEBRÁS construiria uma USINA DE REPROCESSAMENTO com assistência técnica alemã e correspondente transferência de tecnologia.
Também na área de fabricação de elementos combustíveis a NUCLEBRÁS ficou de construir uma FÁBRICA DE ELEMENTOS COMBUSTÍVEIS própria, com assistência técnica alemã e correspondente transferência de tecnologia.
Para a etapa de CONVERSÃO já eram feitos estudos no Brasil, (IEA – S.Paulo), que poderiam vir a ser expandidos para a escala industrial.
Finalmente, a etapa da DISPOSIÇÃO FINAL dos rejeitos de alta atividade era da competência da Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN, que, eventualmente, tomaria as providências necessárias para sua implantação.
Mais tarde, quando já estava em execução o Programa Nuclear, foram iniciados na NUCLEBRÁS os estudos para o FECHAMENTO DO CICLO DO COMBUSTÍVEL NUCLEAR, que contemplava as últimas etapas do Ciclo do Combustível até sua disposição final.
TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA
Para efetivar a transferência de tecnologia programada e satisfazer a legislação brasileira pertinente a estas atividades, como determinada pelos artigos do Ato Normativo número 15, do Instituto Nacional da Propriedade Industrial – INPI, foram negociados e concluídos entre a NUCLEBRÁS e as firmas alemãs participantes, os seguintes tipos de contratos:
1. Contratos de licença;
2. Contratos de Informação Técnica:
3. Contratos de Treinamento:
4. Contratos de Serviços (em assistência á engenharia e indústria nacional).
Era esperado que, pela adoção de critérios extremamente severos de garantia e controle da qualidade, inerentes aos projetos nucleares, seria obtido uma melhoria geral dos padrões industriais do País, com a implantação, num período de 10 a 15 anos, da tecnologia nuclear, nas áreas de engenharia e indústria.
CRITÉRIOS ADOTADOS NA ELABORAÇÃO DOS CONTRATOS
Os contratos acima foram elaborados, negociados e concluídos obedecendo a uma série de critérios visando assegurar que a transferência de informações fosse realizada da forma mais vantajosa para o País. Na elaboração dos mesmos foram seguidas as normas recomendadas pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial – INPI, principalmente aquelas constantes do Ato Normativo no. 15, que regulamentava as remessas de pagamentos para o exterior pela transferência de tecnologia para firmas brasileiras.
Foram os seguintes os critérios adotados nos contratos no âmbito do Acordo Nuclear:
1. Utilização ampla de todas as patentes e “know-how”;
2. Limite no tempo de remuneração pelo uso do “know-how”;
3. Amplo acesso à documentação e instalações do fornecedor de “know-how”
4. Completa transferência de documentos, códigos, manuais,etc.;
5. Atualização da tecnologia em transferência e acesso a futuras invenções:
6. Alocação de valor conservador para a remuneração pelo uso da informação técnica:
7. Participação máxima da engenharia e indústria nacionais.
8. Transferência gradual das responsabilidades pelos projetos para a parte brasileira.
EXECUÇÃO DO PROGRAMA NUCLEAR
Além das empresas mistas teuto-brasileiras, a NUCLEBRÁS operava, sob sua inteira responsabilidade, o Complexo Mínero-Industrial do Planalto de Poços de Caldas, Minas Gerais, constituído da Mina de minério de urânio e da Usina de Beneficiamento, projetado para produzir 500 t/ano de “yellow cake” e, a partir de 1983, também molibdênio, e mais tarde, zircônio.
A segunda atividade exclusiva da NUCLEBRÁS, a operação da Fábrica de Elementos Combustíveis – FEC, no Complexo Industrial de Resende, Estado do Rio de Janeiro, cujas obras foram civis para a primeira etapa – fabricação de varetas e a montagem do elemento combustível – foram concluídas em 1980, teve os equipamentos eletromecânicos instalados e a fábrica comissionada em 1981, com funcionamento iniciado em 1982 A terceira atividade foi a Usina Piloto de Reprocessamento, cujo projeto conceitual foi realizado pelo consórcio KEWA / UHDE, e cujo projeto básico foi concluído em 1981 pela UHDE, com participação da NUCLEBRÁS.
Pelo Decreto-Lei no. 1.810 de 23 de outubro de 1980, a NUCLEBRÁS foi designada responsável pela construção de centrais nucleares no Brasil. Até então, sua participação, no tocante à construção de usinas núcloelétricas, era a de execução dos serviços de engenharia de projeto e da fabricação de componentes pesados. Em 1981, a NUCLEBRÁS, com base naquele Decreto-Lei, criou a subsidiária Nuclebrás Construtora de Centrais Nucleares S/A – NUCON, que iniciou suas atividades no mesmo ano. Em 19 de fevereiro de 1981, o Presidente da República, aprovando a Exposição de Motivos no. 002/81 determinou a transferência para a NUCON da responsabilidade pela construção, montagem, suprimento e comissionamento das usinas de Angra-2 e Angra-3, anteriormente com FURNAS Centrais Elétricas S/A.
A transferência acima se deu em duas etapas:
Em 31 de março de 1981, FURNAS assinou com a NUCON dois contratos: um de empreitada global, com a garantia de preço e prazo firmes, para a construção das duas usinas, que seriam entregues “pronta-para-operar”, e um de fornecimento da primeira carga de combustível para as referidas usinas.
Em 31 de março de 1981, FURNAS assinou com a NUCON dois contratos: um de empreitada global, com a garantia de preço e prazo firmes, para a construção das duas usinas, que seriam entregues “pronta-para-operar”, e um de fornecimento da primeira carga de combustível para as referidas usinas.
O Decreto no. 85.250, de 30 de julho de 1981. determinou que a NUCLEBRÁS financiasse a construção das usinas nucleares em até 100%. Em 31 de julho, a NUCLEBRÁS assinou com FURNAS contratos de financiamento da construção de Angra-2 e Angra-3 e de fornecimento das primeiras cargas de combustível para estas usinas.
Em 31 de julho de 1981, a NUCLBRÁS anunciou a abertura de concorrência para as obras de Angra-3, permanecendo Angra-2 com a Construtora Norberto Odebrecht. Em 15 de setembro de 1981, a NUCON iniciou as obras da laje de encabeçamento das fundações de Angra-2, que foram concluídas em 11 de novembro, No quarto trimestre de 1981, começou o processo de pré-qualificação das empresas de construção civil para Angra-3 e das empresas de montagens eletromecânicas para Angra-2.
No Complexo Industrial de Resende, além da Fábrica de Elementos Combustíveis – FEC foi iniciada a construção da Usina de Enriquecimento Isotópico da subsidiária NUCLEI, que seria implantada em duas etapas. Na primeira etapa seria instalada a Primeira Cascata, para enriquecimento de urânio, de 24 estágios, cujos testes operacionais estavam previstos para 1984. Suas obras civis foram terminadas em outubro de 1981. Neste mesmo ano a NUCLEI iniciou a aquisição de equipamentos nacionais e produzidos no exterior. Na Alemanha a empresa coligada NUSTEP continuava a gerência dos programas de desenvolvimento tecnológico, visando à fabricação de componentes para usinas de enriquecimento.
Ainda em 1981 foi concluído o projeto básico da Usina de Conversão e iniciada a pré-qualificação de fornecedores brasileiros, com o objetivo de maximizar o índice de nacionalização da usina a ser implantada no Complexo Industrial de Resende.
A NUCLEP – Nuclebrás Equipamentos Pesados S/A foi constituída em dezembro de 1975. Sua fábrica, construída no município de Itaguaí, a 80 km da cidade do Rio de Janeiro, fica à margem da estrada BR-101 e também junto ao litoral, o que permitiu a construção de um Terminal Marítimo para o escoamento dos componentes pesados. Implantada num terreno de 1.600.000 m2 , apresenta cerca de 85.000 m2 de área coberta. Os principais equipamentos da NUCLEP estão distribuídos pelos setores de usinagem, calandragem, soldagem e laboratórios.
No setor de usinagem encontram-se, no Centro de Usinagem no. 1 (SHIESS), um torno vertical e uma mandriladora-fresadora. O torno permite a usinagem de peças com diâmetro de até 16m, altura até 10,5m e peso de até 500 ton. A mandriladora-fresadora com fuso de diâmetro de 200 mm e curso total de 2,85m, tem as operações comandadas por controle numérico. O Centro de Usinagem no . 2 (DÖRRIES) é composto também de um torno e de uma mandriladora-fresadora. O torno permite a usinagem de peças com diâmetro até 7,5m, altura de 6,80m e peso de até 300 ton. A mandriladora-fresadora tem fuso de diâmetro de 200 mm e curso total de 3,0 m . As operações são comandadas por controle numérico.
O setor de calandragem, com suas três calandras, está capacitado a fabricar virolas com quaisquer das espessuras e diâmetros usuais. A maior calandra tem uma capacidade, a frio, de dobrar chapas de aço com espessura de até 135 mm e largura de 4,0m. A quente, a espessura limite cresce para 300 mm .
A capacidade de soldagem, com alta qualidade, em peças de grande porte, é garantida pelo moderno equipamento constituído de 15 máquinas automáticas para soldagem por arco submerso, tipo coluna, equipadas com cabeçotes para arame ou fita, com capacidade de corrente de até 1400 Ampéres, com coluna móvel, permitindo soldagem de peças com até 9,0m de diâmetro. Os equipamentos de soldagem auxiliares incluem roletes giratórios motorizados com capacidade de carga de até 500 ton e mesas posicionadoras providas deinclinação e giro, com capacidade de 300 ton.
Os laboratórios da NUCLEP estão equipados de instrumental de grande exatidão e extrema precisão de medidas nas áreas de ensaios destrutivos de rotina, ensaios especiais no campo de mecânica da fratura, e ensaios não-destrutivos, incluindo raios-X, gamagrafia e ultra-som. Tudo para satisfazer os rígidos requisitos de Garantia da Qualidade exigidos pela indústria nuclear.
Em 1981, a NUCLEP iniciou a fabricação do vaso de pressão da Central Nuclear de Atucha-2, na Argentina, como subcontratada da KWU, e do pressurizador de Angra-3, este último transferido do escopo de fornecimento alemão para o nacional. Mais tarde a NUCLEP fabricou componentes estruturais para submarinos brasileiros e, depois, fabricou componentes para a Plataforma P-51, da PETROBRÁS, totalmente construída no Brasil.
A DESACELERAÇÃO DO PROGRAMA NUCLEAR BRASILEIRO
Nos anos que se seguiram à assinatura do Acordo Nuclear, uma série de fatos de natureza econômica e política foram desgastando o ímpeto do Programa Nuclear, resultando no encerramento de várias atividades como, por exemplo, a de reprocessamento do combustível irradiado.
As empresas NUCLAM e NUCLEMON foram extintas. O complexo de Poços de Caldas deixou de operar. As atividades no âmbito do Acordo Nuclear foram interrompidas.
A KWU, o principal participante alemão da cooperação, passou a fazer parte do grupo francês AREVA.
A usina piloto de enriquecimento de urânio da NUCLEI não foi terminada. Outros eventos, de natureza política, redistribuíram as atividades que permaneceram.
O Decreto-Lei 2464 de 31/10/1988 modificou a estrutura do setor nuclear brasileiro. Foi extinta a NUCLEBRÁS e criadas as INDÚSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL – INB. Foram transferidas para o controle da CNEN todas as atividades da NUCLEBRÁS, exceto aquelas relacionadas com a construção de ANGRA-2 e -3.
A NUCLEN foi transferida para a ELETROBRÁS. Foram extintas a NUCLAM, a NUCLEI e a NUSTEP. A NUCLEP e a NUCLEMON foram incluídas no Programa de Privatização.
Em 1997 a NUCLEN fundiu-se com o Departamento Nuclear de FURNAS (que foi retirado de FURNAS) criando-se a ELETRONUCLEAR, sob o controle da ELETROBRÁS. A ELETRONUCLEAR passou a ser a empresa responsável pelo projeto e operação de centrais nucleares.
As INDÚSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL – INB, sob o controle da CNEN, são a empresa responsável pela produção de todas as etapas do ciclo do combustível nuclear, sendo a fase de enriquecimento de urânio realizada em colaboração com a Marinha do Brasil, com a implantação das atividades industriais de enriquecimento nas antigas instalações da NUCLEI, em Resende, RJ.
A FEC – Fabrica de Elementos Combustíveis, hoje FCN – Fábrica de Combustível Nuclear, funciona em Resende, RJ, consistindo de três unidades
1. - a FCN Reconversão – produzindo pó de dióxido de urânio (UO2) a partir do hexafluoreto de urânio (UF6) enriquecido no exterior, com capacidade instalada máxima de 160 ton/ano; sua produção inicial foi de 20 toneladas de pó de dióxido de urânio enriquecido a 3,4% destinada à 10ª. Recarga de Angra-1;
2. - a FCN Pastilhas – produzindo pastilhas de dióxido de urânio (UO2) a partir do pó, tem também uma capacidade de produzir 160 ton/ano de pastilhas. A FCN Pastilhas produziu comercialmente a 10ª. recarga de Angra-1. Foram 17 toneladas de pastilhas com 3,4% de enriquecimento.
2. - a FCN Pastilhas – produzindo pastilhas de dióxido de urânio (UO2) a partir do pó, tem também uma capacidade de produzir 160 ton/ano de pastilhas. A FCN Pastilhas produziu comercialmente a 10ª. recarga de Angra-1. Foram 17 toneladas de pastilhas com 3,4% de enriquecimento.
3. - a FCN Componentes e Montagem – fabricando os componentes e executando a montagem dos elementos combustíveis. Nesta unidade as pastilhas são encapsuladas em tubos de zircaloy, que são montados em feixes apoiados em bocais de aço inoxidável e separados por grades de ligas especiais, formando o ¨elemento combustível¨ Segundo informações da INB, a FCN Componentes e Montagem é uma indústria das mais modernas existentes n mundo para a produção de combustível nuclear destinado a reatores de água pressurizada (PWR), de montagem mecânica de precisão e de fabricação de componentes.
Com capacidade nominal de 250 ton/ano de urânio, está dimensionada para atender as usinas de Angra-1 e Angra-2 (recargas) e Angra-3 (núcleo inicial e recargas). Cerca de 100 ton de urânio são suficientes para a primeira carga de um reator de 1.300 MWe ou para recargas anuais de até três reatores.
Hoje a usina Angra-1 opera normalmente, gerando 600 MWe. Angra-2 foi construída depois de muitos anos de atraso e hoje opera normalmente, gerando 1.200 MWe. Angra-3 está ainda nas fundações, aguardando decisão para sua construção Quando completa a CNAAA gerará 3.000 MWe.
O PROJETO DE CENTRÍFUGAS DA MARINHA
Por iniciativa da Marinha do Brasil, e com a cooperação do IPEN (anteriormente IEA) de São Paulo, foi executado um projeto de desenvolvimento de centrífugas para o enriquecimento de urânio e implantado um laboratório em Iperó, SP, com a finalidade de produzir combustível para futuros submarinos brasileiros com propulsão nuclear.
A partir do resultado deste projeto são hoje construídas as centrífugas que são instaladas na Usina de Enriquecimento em Resende, RJ, aproveitando equipamentos das instalações da antiga NUCLEI.
PESQUISA SOBRE ENERGIA NUCLEAR NO BRASIL
Embora em ritmo muito menos acelerado, a pesquisa nuclear continua nos Institutos da CNEN e a formação de pessoal diminuiu fortemente, dada a inexistência de um mercado para absorvê
PERSPECTIVAS PARA O FUTURO
Várias propostas têm sido apresentadas para a evolução da implantação de centrais nucleares no Brasil. São mencionadas as hipóteses de instalação de reatores em Estados do nordeste, em São Paulo e Minas Gerais. Até agora, quando este texto é escrito, nenhuma decisão foi informada.
A OPINIÃO POPULAR
Três acidentes com centrais nucleares contribuíram para criar uma atitude negativa na população brasileira (e mundial) em relação à geração núcleo-elétrica:
1. Em 1979 - na Unidade 2 da Central Nuclear de Three Mile Island, USA
2. Em 1986 – em um dos reatores da Central Nuclear de Chernobyl, Ucrânia.
3. Em 2011 - em Fukushima, Japão, após terremoto de grau 9 na escala Richter, seguido de grande “tsumami”.
O ACIDENTE
O acidente com o reator da unidade 2 da Central Nuclear de Three Mile Island resultou de uma falha no sistema de refrigeração do núcleo do reator, que causou a fusão do núcleo (“meltdown”). Embora o acidente tenha resultado na perda total daquela unidade nuclear, não houve qualquer dano material ou humano à região ao redor da usina, nem houve escape de radiação para fora do prédio do reator. Após o acidente a Unidade 1 da central foi desativada, voltando a operar sete anos depois.
O ACIDENTE EM CHERNOBY
Como acontece usualmente num acidente, um número de eventos combinou para ocasionar o de Chernobyl. Diferentemente dos reatores operando na maioria dos países das Américas, Europa e Ásia, o reator RBMK de Chernobyl era moderado a grafite em vez de água leve, tendo uma instabilidade natural quando operado a baixa potência. E era assim que operava o reator por ocasião do acidente.
Quando uma parte da água de refrigeração ferve, o reator aumenta de potência (ao contrário do que acontece num reator moderado a água, em que a potência decresce), o que aumenta a temperatura e cria mais vapor, aumentando ainda mais a potência. O aumento de potência do reator RBMK causou uma ruptura no sistema de refrigeração, ocorrendo grande explosão de vapor. Isto fez com que falhasse o sistema de refrigeração e o aumento de temperatura propiciou uma reação química entre o material que envolve o urânio (zircaloy) e o vapor, formando hidrogênio. Naquela temperatura o hidrogênio explodiu e o calor liberado incendiou a grafite. Como o projeto do reator não incluía um vaso de contenção, o teto do prédio se rompeu deixando o núcleo do reator em chamas exposto ao meio ambiente. A fumaça do incêndio foi responsável pela disseminação da radioatividade do núcleo destruído pelo meio ambiente.
Um fator importante deve ser levado em conta no acidente de Chernobyl: a operação inadequada do reator por um pessoal que não seguiu os procedimentos de segurança aprovados para aquele tipo de reator. Foi uma operação de extrema imprudência.
A equipe técnica realizava uma experiência de segurança que exigia a operação do reator de um modo fora do normal. Em virtude de uma série de problemas operacionais, os técnicos se viram operando o reator fora dos limites de segurança estabelecidos. Na tentativa de terminar a experiência assim mesmo, eles DESATIVARAM O SISTEMA AUTOMÁTICO DE DESLIGAMENTO DE EMERGÊNCIA DO COMPUTADOR e aumentaram a potência. Em pouco tempo o reator ficou instável e explodiu.
O CONTROLE AUTOMÁTICO DESLIGADO TERIA EVITADO O ACIDENTE.
O ACIDENTE EM FUKUSHIMA
Quando uma central nuclear é desligada e para de gerar eletricidade, continua necessitando de energia para a alimentação da instrumentação de medida e controle, funcionamento do equipamento de ar condicionado, entre outros e, principalmente, para o funcionamento das bombas do sistema de resfriamento do núcleo do reator, pois, embora a reação nuclear tenha sido interrompida, os produtos de fissão continuam gerando calor, que precisa ser retirado, para evitar a fusão dos elementos combustíveis, com a liberação dos produtos de fissão, altamente radioativas.
Para prevenir o que é descrito acima, uma central nuclear, quando desligada, precisa receber eletricidade de fora, geralmente, de uma outra instalação geradora na mesma linha que ele abastecia. Isto não sendo possível, a usina dispõe ainda de geradores a óleo diesel, capazes de fornecer a potência elétrica necessária.
No caso de Fukushima (6 reatores do tipo BWR – Boiling Water Reactor , reatores a água fervente) os reatores que estavam em operação, sob a ação do forte terremoto, desligaram automaticamente. No entanto, as próximas usinas na mesma linha, sob a ação do mesmo terremoto, desligaram, deixando o sistema sem energia. Imediatamente, os geradores a diesel entraram em operação, como programados.
Como o epicentro do terremoto estava próximo da costa, o “tsunami” que resultou do sismo atingiu a usina pouco tempo depois do mesmo. Pela localização do equipamento o sistema estava protegido de ondas de até 7 metros de altura. A primeira onda do tsunami a atingir a usina subiu a 14 metros de altura, alagando os geradores e destruindo os tanques de combustível. Num instante, os reatores ficaram sem energia elétrica para as bombas do sistema de arrefecimento. Em conseqüência houve “meltdown dos núcleos”. Além disso, foi interrompido o resfriamento das piscinas de estocagem dos elementos combustíveis usados (mas ainda quentes), havendo mesmo rutura de paredes, com vazamento da água de blindagem e refrigeração. Também aí houve “meltdown” de elementos combustíveis com liberação de produtos de fissão.
Dada a alta temperatura resultante, houve reação química entre o zircaloy dos tubos de combustível com a água remanescente gerando hidrogênio, que causou as explosões que se sucederam.
Se os geradores a diesel não tivessem sido destruídos os danos às usinas teriam sido muito menores, e a dimensão do acidente talvez não tivesse gerado conseqüências tão desastrosas.
A ATUAL SITUÇÃO DA ENERGIA NUCLEAR NO MUNDO
Tendo em vista a repercussão do acidente em Fukushima, vários países estão revendo suas políticas em relação à operação de suas usinas nucleares e também em relação à construção de novas usinas. A Alemanha, por exemplo, decidiu interromper a processo de construção de novas usinas e desativar as que estão em operação no fim de sua vida útil.
Outros países, como a China, por exemplo, continuam com seus programas de construção de um grande número de centrais nucleares. A França, que tem quase 80% de sua eletricidade gerada em centrais nucleares, não tem intenção de alterar esta situação. Por outro lado é, atualmente, um dos maiores fornecedores de reatores no mundo.
No Brasil, até o momento, não foi tomada qualquer decisão quanto ao futuro da energia nuclear no País.
*********************(*) Mauricio Grinberg foi Chefe do Departamento de Combustíveis e Materiais Nucleares , depois Superintendente de Planejamento da Tecnologia da NUCLEBRÁS, tendo participado do planejamento e da negociação do Acordo de Cooperação Nuclear com a Alemanha. Mais tarde foi Assessor do Secretário Geral do Ministério das Minas e Energia. Hoje é consultor para o planejamento e implantação de projetos de ciência e tecnologia e Vice Presidente da POWER TUBE Mercosur, dedicada à implantação da tecnologia de geração elétrica “geomagmática” nos países do Mercosul.
A HISTÓRIA DO PROGRAMA NUCLEAR BRASILEIRO
ANTECEDENTES
Os primeiros passos para a implantação de um programa nuclear no Brasil foram dados nas décadas de 1950 e 1960 com a criação dos principais agentes reguladores, a saber: Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN em 1956, no âmbito da Presidência da República, e o Ministério das Minas e Energia – MME em 1960. Em 1967 a CNEN foi transferida da Presidência da República para o MME.
Nestas mesmas décadas foram criados os principais institutos de pesquisa nuclear: o Instituto de Pesquisas Radioativas – IPR, em Belo Horizonte , MG, em 1953, o Instituto de Energia Atômica – IEA, em São Paulo , SP, em 1956, o Instituto de Radioproteção e Dosimetria – IRD, no Rio de Janeiro RJ, em 1960 e o Instituto de Engenharia Nuclear – IEN, no Rio de Janeiro, RJ, em 1963.
ESTUDOS INICIAIS
Estudos iniciais feitos programados pela CNEN na década de 60, tendo em vista a disponibilidade de recursos minerais no País (urânio e tório), foram desenvolvidos no IPR, em Belo Horizonte, num Programa de Implantação de Centrais Nucleares. Mais tarde, com a criação na CNEN de uma Assessoria de Programas e Desenvolvimento – ASPED, esta passou a liderar os estudos.
O primeiro esforço sistemático foi realizado pelo Grupo de Trabalho do Reator de Potência – GTRP, criado pela CNEN, no âmbito de uma cooperação com o Comissariado de Energia Atômica – CEA da França.
Em 1965 foi criado pela CNEN O Grupo do Tório, na Divisão de Engenharia de Reatores do IPR, em Belo Horizonte, para analisar a viabilidade do emprego do tório num programa nuclear brasileiro, realizada em convênio com o Comissariado de Energia Atômica – CEA da França. Durante cerca de cinco anos de trabalhos intensivos o Grupo do Tório desenvolveu o PROJETO INSTINTO, analisando os aspectos técnicos e econômicos da implantação do ciclo do tório no País, através de reatores a água pesada (HWR), operando inicialmente com urânio natural.
Embora estudos realizados mais tarde concluíram pela inviabilidade da proposta do IPR, do Projeto Instinto resultou a formação de uma equipe especializada nos vários aspectos relacionados como o projeto e análise de centrais nucleares. Da colaboração com a França resultou a formação de vários engenheiros nucleares, em estágios de longa duração em laboratórios franceses, inclusive em cursos de doutoramento, com teses relacionadas a um projeto de reator brasileiro.
A CENTRAL NUCLEAR ANGRA – 1
Em 1968 foi apresentado ao Governo Brasileiro um documento elaborado por uma missão técnica da Agência Internacional de Energia Atômica – IAEA, sediada em Viena, Áustria, intitulado IAEA-TA Report no. 412 – “ Study of Nuclear Power for South Central Brazil”, conhecido como “ Relatório Lane”, recomendando a instalação de um reator com cerca de 500 MWe de potência na Região Sudeste.
Logo em seguida foi aprovada a compra de uma usina nuclear, que seria operada por FURNAS. Não seria necessariamente competitiva com usinas termoelétricas de igual potência utilizando combustíveis fósseis, mas serviria para atender à demanda regional de energia elétrica e serviria também para que técnicos brasileiros tivessem um primeiro contato com a nova tecnologia e abriria caminho para a construção de novas usinas.
Entre os anos de 1969 e 1971 foram enviadas missões ao exterior para estudar especificações e desempenho das diversas linhas de reatores existentes tendo-se, eventualmente, decidido pela linha de reatores moderados a água leve (PWR – reatores a água pressurizada e BWR – reatores a água fervente), em vez de reatores moderados a grafite ou a gás. Foram convidadas a participar da concorrência internacional para o fornecimento do reator as seguintes empresas: ASEA ATOM (Suécia – reator BWR), THE NUCLEAR POWER GROUP (Reino Unido – reator gerador de vapor moderado a água pesada – SGHWR), COMBUSTION ENGINEERING (USA – reator PWR), WESTINGHOUSE (USA – reator PWR) e KRAFTWERK UNION (Alemanha – reatores PWR e BWR).
Venceu a concorrência a WESTINGHOUSE para o fornecimento do sistema nuclear de geração de vapor, o turno-gerador, o equipamento das subestações e o fornecimento de urânio e seu enriquecimento. Foram também contratados o fornecimento de engenharia de projeto, a assistência técnica para ensaios e partida da usina, a montagem de todo o equipamento fornecido e o treinamento do pessoal de FURNAS. Foram contratadas firmas nacionais para as obras civis, incluindo o rebaixamento do lençol freático, escavações, estruturas, prédios e tomada de água, bem como o envoltório de aço de contenção do reator. Assim sendo, a contratação de Angra-1, embora do tipo “turnkey”, não o foi de modo completo, pois grande parte dos serviços foi contratada localmente.
Em 1972 foi aprovado o local de Itaorna para a instalação de três reatores nucleares, que passaria a ser denominado Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto – CNAAA. Neste mesmo ano foi iniciada a construção do reator Angra-1, com potência nominal de 626 MWe, com entrada em operação prevista para 1978.
Várias dificuldades originárias do projeto da usina surgiram durante a construção9, o que causou um apreciável retardamento do seu cronograma. Finalmente, em 1982, Angra-1 atingiu a criticalidade e em 1985 entrou em operação comercial. Em 1999 Angra-1 apresentou uma disponibilidade de 96%, gerando 3.976.843 MWh, o que a tornou uma das mais eficientes usinas em operação no mundo, na ocasião. Até hoje Angra-1 funciona normalmente.
CRIAÇÃO DAS EMPRESAS NUCLEARES
Em 1972, tendo sido decidida a construção de uma central núcleo-elétrica no País, o Governo resolveu criar uma empresa, a Companhia Brasileira de Tecnologia Nuclear – CBTN, como subsidiária da CNEN, com a finalidade de implantar a indústria nuclear no País. A CBTN tinha as seguintes responsabilidades:
1. Estabelecimento no Brasil da indústria do ciclo do combustível nuclear (monopólio estatal);
2. Promoção da indústria nuclear;
3. Pesquisa e desenvolvimento;
4. Assistência e consultoria técnica à indústria nacional.
A CBTN foi constituída por uma Superintendência, uma Diretoria de Recursos Minerais, uma Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento e uma Diretoria Administrativa e Financeira.
Parte do pessoal da CNEN e de seus Institutos de Pesquisa foi transferida para a CBTN e outros contratados no mercado. Foram incorporados à Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento – DTD da CBTN: O Instituto de Engenharia Nuclear – IEN, o Instituto de Pesquisas Radioativas – IPR e, mediante convênio, trabalhou em cooperação o Instituto de Energia Nuclear – IEA.
Na Diretoria de Recursos Minerais foram concentrados os trabalhos relativos à prospecção e urânio no País, operação de instalações de mineração e beneficiamento de minérios de urânio, além de operação das instalações industriais de extração de terras raras a partir das areias monazíticas.
Na Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento foram concentrados os principais projetos iniciais da CBTN:
Na área do Ciclo do Combustível Nuclear foram implantados os seguintes projetos:
1. Projeto Elemento Combustível;
2. Projeto Reprocessamento do Combustível Irradiado; e
3. Projeto Enriquecimento Isotópico do Urânio.
Na área de Promoção da Indústria foram implantados os seguintes projetos:
1. Projeto Análise de Reatores;
2. Projeto Engenharia de Reatores;
3. Projeto Garantia da Qualidade;
4. Projeto Controle da Qualidade; e
5. Projeto Promoção Industrial.
Grande ênfase foi dada ao Projeto Elemento Combustível – PEC, que previa a instalação de uma usina de fabricação de elementos combustíveis para reatores a água leve com uma capacidade inicial de 100 ton UO2 /ano (para abastecer Angra-1) , sendo suas atividades assim distribuídas:
1. Fabricação de pastilhas de UO2 – no IEA, em São Paulo,
2. Fabricação de varetas – no IPR, em Belo Horizonte,
3. Fabricação de componentes estruturais e montagem do elemento combustível – no IEN, no Rio de Janeiro, e
4. Projeto de Referência da Fábrica de Elementos Combustíveis – IEN, no Rio de Janeiro (viria a ser, no futuro, a FEC, instalada em Itatiaia, RJ).
Nesta ocasião acordos de cooperação técnico-científica foram estabelecidos com vários centros de pesquisa no exterior: Harwell e Winfrith (no Reino Unido), Saclay, Fontenay-aux-Roses, e Grenoble (na França), Juelich e Karlsruhe (na Alemanha), Casaccia (na Itália), entre outros.
Na década de 1970 funcionavam no Brasil as seguintes instalações de pesquisa: em São Paulo , no IEA, um reator de pesquisa do tipo piscina da Babcok /Wilcox, usado para irradiações, um laboratório de metalurgia do urânio, laboratórios de química, laboratórios de processamento de minério de urânio, e eram realizados estudos de reatores nucleares.
No Rio de Janeiro, no IEN, foi construído um reator de pesquisa moderado a grafite, o ARGONAUTA, funcionando, ainda, laboratórios de química, de metalurgia, de instrumentação, de radiosótopos, e eram realizados estudos de reatores e de garantia da qualidade.
No âmbito dos programas de cooperação internacional vieram ao Brasil, para treinar cientistas brasileiros, técnicos estrangeiros, enviados pela Agência Internacional de Energia Atômica – IAEA. Vieram também técnicos alemães da Kraftwerk Union e dos centros nucleares de Juelich e Karlsruhe, bem como dos centros dos outros países anteriormente mencionados.
ELETROBRÁS – PLANO 90
Estudos feitos pela ELETROBRÁS para a demanda de energia elétrica nas Regiões Sudeste e Sul do Brasil, projetada para o período de 1974 a 1990, reunidos num documento intitulado Plano 90, propunham a implantação de 8 usinas nucleares (além de Angra-1) com potência entre 900 e 1200 MWe, a partir de 1982, além de várias usinas hidroelétricas e termoelétricas, estas últimas utilizando carvão nacional.
Uma missão de técnicos da Kraftwerk Union – KWU e de várias indústrias e centros de pesquisa da Alemanha veio ao Brasil em 1973 e durante um ano realizou estudos com cerca de 50 engenheiros e cientistas da CBTN, produzindo um extenso e detalhado relatório descrevendo a fabricação de reatores e de todo o ciclo do combustível nuclear no Brasil.
Enquanto isso, dentro do Projeto Promoção da Indústria do IEN, foi realizado um estudo, de âmbito nacional, em colaboração com a firma de engenharia americana BECHTEL, avaliando a capacitação da indústria brasileira para a produção de cerca de 1500 componentes de uma central nuclear. Foram também iniciados estudos para a implantação de Sistemas de Garantia da Qualidade na futura indústria nuclear brasileira.
PROGRAMA NUCLEAR DE REFERÊNCIA
Baseando-se nos estudos preliminares do Plano 90 da ELETROBRÁS, a Diretoria de Tecnologia e Desenvolvimento – DTD da CBTN elaborou um Programa de Referência para a Construção no Brasil de Usinas Nucleares e de Construção de Usinas do Ciclo do Combustível. Este Programa foi apresentado ao Governo em reuniões com a Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN e, posteriormente, com os Ministros de Minas e Energia, do Planejamento, das Relações Exteriores e do Conselho de Segurança Nacional.
Considerando a proposta da ELETROBRÁS de implantar 8 usinas nucleares, o Programa de Referência sugeria, ao invés de adquiri-las no exterior, fabricá-las no Brasil, adquirindo no exterior a tecnologia para projetá-las e construí-las, bem como para a implantação e produção da indústria do ciclo do combustível nuclear. Propunha-se a instalação de reatores moderados a água leve, do tipo pressurizado, PWR, com potência padronizada em 1200 MWe. Estudos econômicos demonstravam que 8 centrais ofereciam a economia de escala que justificavam a implantação tanto da indústria de reatores, como a do ciclo do combustível.
Aprovados os Plano 90 da ELETROBRÁS e o Programa de Referência da CBTN, ficou estabelecido o PROGRAMA NUCLEAR BRASILEIRO. Foram designadas a CBTN e FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S/A como agentes executores do Programa.
O Programa Nuclear Brasileiro foi incluído no II PLANO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO – II PND.
Iniciou-se então a procura de um parceiro (nação industrializada), detentora da tecnologia nuclear, capaz e desejoso de fazer uma completa transferência de tecnologia de centrais nucleares e do ciclo do combustível. Foram consultados os Estados Unidos da América, a França, a Alemanha e o Reino Unido. A justificativa para tal política se baseava na experiência de países que optaram pela transferência de tecnologia do exterior para seus programas nucleares (França, Alemanha, Japão, Itália, Suécia, Espanha, entre outros).
As negociações com os Estados Unidos, bem adiantadas, foram interrompidas quando o Departamento do Comércio daquele país vetou a transferência de tecnologia de enriquecimento de urânio por centrifugação.
As negociações com a França envolviam a tecnologia de enriquecimento do urânio por difusão gasosa (utilizada então por todos os países, que a desenvolveram para programas militares). Não tendo sido oferecido o escopo desejado, as negociações não prosseguiram.
As negociações com o Reino Unido não foram adiante pelo fato de que o reator oferecido era do tipo SGHWR (Steam Generating Heavy Water Reactor), que exigia para seu funcionamento tanto água pesada com urânio enriquecido.
O governo da Alemanha (então República Federal da Alemanha) aceitou participar da cooperação desejada pelo Brasil, oferecendo, inclusive, financiamento para os respectivos contratos a serem firmadas.
O ACORDO NUCLEAR BRASIL-ALEMANHA
Em 1974, após meses de encontros entre técnicos brasileiros e alemães, foi realizada em Brasília uma reunião entre técnicos e representantes dos Governos do Brasil e da Alemanha, quando foram estabelecidas as diretrizes para a negociação de uma cooperação ampla no campo dos usos pacíficos da energia nuclear. Estas diretrizes foram firmadas num documento que passou a ser referido por “Protocolo de Brasília”.
No mesmo ano, 1974, foi extinta a CBTN e criada sua sucessora, as EMPRESAS NUCLEARES BRASILEIRAS S/A – NUCLEBRÁS, que seria a companhia “holding” das novas empresas que seriam criadas com os parceiros alemães. Em 27 de junho de 1975 foi assinado em Bonn, Alemanha, o ACORDO DE COOPERAÇÃO INDUSTRIAL ENTRE O BRASIL E A REPÚBLICA FEDERAL DA ALEMANHA NO CAMPO DOS USOS PACÍFICOS DA ENERGIA NUCLEAR, usualmente denominado “ACORDO NUCLEAR”.
As principais etapas do Acordo Nuclear envolviam a transferência de tecnologia nas áreas de projeto e engenharia de reatores do tipo PWR, nas várias áreas do ciclo do combustível nuclear para aquele tipo de reator, nas áreas de prospecção, extração e beneficiamento do minério de urânio e o estabelecimento de várias empresas mistas:
1. NUCLEBRÁS ENGENHARIA S/A – NUCLEN, de engenharia de reatores;
2. NUCLEBRÁS COMPONENTES PESADOS S/A – NUCLEP – de fabricação de componentes pesados de reatores;
3. NUCLEBRÁS ENRIQUECIMENTO ISOTÓPICO S/A – NUCLEI – de enriquecimento isotópico do urânio;
e a implantação de uma empresa 100% da NUCLEBRÁS. a
FÁBRICA DE ELEMENTOS COMBUSTÍVIS – FEC
e, também, a implantação de uma
USINA PILOTO DE REPROCESSAMENTO DO COMBUSTÍVEL IRRADIADO.
Como o tempo de implantação da indústria nuclear planejada levaria vários anos, foi incluída no Acordo a compra dos principais componentes pesados de duas usinas nucleares (que viriam a ser Angra-2 e -3). Ainda no âmbito do Acordo foram contratados o fornecimento das cargas iniciais de combustível para Angra-2 e -3 e, paralelamente, um acordo de enriquecimento de urânio com o consórcio tri-nacional (Alemanha, Holanda e Reino Unido) URENCO.
Além dos contratos com as firmas alemãs, fornecedoras da tecnologia a ser transferida, a NUCLEBRÁS firmou contratos com firmas brasileiras de engenharia e de fabricação para a transferência de tecnologias, a partir de firmas alemãs, específicas às suas áreas de participação, muitas vezes intermediando sua associação com as firmas alemãs.
Nesta ocasião foi criado na NUCLEBRÁS o Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear – CDTN, incluindo os Institutos Nucleares da NUCLEBRÁS e ampliada sua cooperação com os centros nucleares alemães de Juelich, Karlsruhe, GKSS, e outros.
Dezenas de engenheiros, físicos, químicos e técnicos de nível médio foram selecionados e enviados para treinar e trabalhar nas empresas e centros nucleares alemães, por períodos de 1 a 2 anos. Programas de treinamento de pessoal foram implantados em várias universidades brasileiras. Um grande número de engenheiros e cientistas alemães veio ao Brasil, para permanências longas, quer nos Institutos do CDTN, como nas empresas mistas criadas.
Embora no Protocolo de Brasília estivesse especificado que a tecnologia de enriquecimento de urânio a ser transferida seria a de centrifugação, foi determinado, posteriormente, que a Alemanha não poderia transferir aquela tecnologia para o Brasil uma vez que havia cedido seus direitos à empresa tri-nacional URENCO (Republica Federal da Alemanha, Reino Unido e Holanda), onde a transferência combinada foi bloqueada por intransigência da Holanda.
Para não deixar uma lacuna no programa industrial do ciclo do combustível, o Brasil aceitou participar com a Alemanha no desenvolvimento da tecnologia do jato centrifugo, (“jet nozzle”) que apresentava várias vantagens de natureza industrial para implantação no Brasil. Para este fim foi criada na Alemanha a empresa NUSTEP – Trenndüsen Entwicklungs-und-Patentverwertungsgesellschat mbH & Co. KG, que passou a ser detentora de todos os direitos sobre a tecnologia do jato centrífugo. A NUCLEBRÁS,.no âmbito do Acordo, adquiriu 50% da NUSTEP, passando a ser co-proprietária (na Alemanha) daquela tecnologia.
O processo tecnológico já havia sido demonstrado, faltando apenas a demonstração de sua viabilidade econômica. Para tal foi contratado que as atividades de pesquisa e desenvolvimento continuariam a ser realizadas em novas instalações construídas no Centro Nuclear de Karlsruhe e a usina piloto de demonstração seria instalada pela NUCLEI no Brasil. Esta solução foi adotada tendo em vista que, por um longo período ainda, não seria necessária no Brasil a etapa do enriquecimento, havendo grande disponibilidade deste serviço no mercado mundial.
Para a tranqüilidade da comunidade internacional o Governo do Brasil assinou acordo de salvaguardas com a Agência Internacional de Energia Atômica – IAEA, submetendo-se às inspeções daquele organismo das Nações Unidas.
Naquela ocasião o Brasil não havia ainda assinado o Tratado de Não-Proliferação (TNP) de armas nucleares. No entanto, em nenhum momento do planejamento das atividades nucleares, foi considerada a hipótese do desenvolvimento de armas nucleares no País.
O Grupo NUCLEBRÁS ficou assim constituído:
1. NUCLEMON – Nuclebrás de Monazita e Associados Ltda. (100% NB)
2. NUCLEN – Nuclebrás Engenharia S/A (75% NB, 25% KWU)
3. NUCLEP – Nuclebrás Equipamentos Pesados S/A (88,6% NB, 3,8% KWU, 3,8% GHH, 3,8% VOEST)
4. NUCLAM – Nuclebrás Mineração S/A (51% NB, 49% UG)
5. NUCLEI – Nuclebrás Enriquecimento Isotópico S/A (75% NB, 15% INTERATOM, 10% STEAG)
6. NUSTEP Trenndüsen Entwicklugs-und-Patentverwerkungsgesellschft mbH & Co. KG (50% NB, 50% STEAG), esta última estabelecida na Alemanha.
PLANEJAMENTO E CONTRATAÇÃO DO ACORDO NUCLEAR
No Programa Nuclear de Referência apresentado ao Governo e finalmente aprovado para execução, a estratégia adotada era que haveria, em paralelo à construção de usinas nucleares e do ciclo do combustível, uma completa transferência de tecnologia, para o País, nas áreas consideradas. Assim sendo, uma parte importante do planejamento para sua execução foi dedicada à programação das atividades de transferência de tecnologia, prevendo que a mesma deveria ocorrer nas áreas de projeto, engenharia, construção e operação das usinas nucleares e do ciclo do combustível.
Este planejamento foi utilizado na contratação das várias atividades no âmbito do Acordo Nuclear Brasil-Alemanha.
ESTRATÉGIA PARA A TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA
Para obter os resultados desejados foi organizada uma programação detalhada dos elementos necessários:
1. Completa transferência de documentação, plantas, códigos, manuais, etc., e assistência técnica para sua total assimilação:
2. Treinamento em serviço na Alemanha, em fábricas e usinas:
3. Treinamento no Brasil com assistência alemã:
4; Participação crescente de engenharia e indústrias nacionais e correspondente transferência de tecnologia para as mesmas;
5. Colaboração íntima e por tempo prolongado de equipes brasileiro-alemãs na execução de projetos, na construção de usinas nucleares e usinas do ciclo do combustível e na fabricação de componentes pesados.
A razão de ser deste último item (5.) é que somente se poderia conseguir a transferência de uma tecnologia complexa se fosse contratada uma cooperação continuada e interessada do parceiro transferidor da tecnologia. A estratégia idealizada, e colocada em execução, para atingir este objetivo, foi a criação de companhias no Brasil com a finalidade de absorver esta tecnologia, mantê-la atualizada e iniciar, no futuro, um processo autônomo de desenvolvimento.
ATIVIDADES NA ÁREA DE REATORES
Na área de reatores foram criadas duas empresas mistas teuto-brasileiras, cobrindo as principais atividades necessárias para a implantação de centrais nucleares:
NUCLEN – Nuclebrás Engenharia S.A. ( projeto e engenharia de reatores)
NUCLEP – Nuclebrás Equipamentos Pesados S.A. (fabricação de componentes pesados para usinas nucleares).
Todas as outras atividades necessárias foram alocadas a firmas nacionais, para as quais foram providenciadas as condições para a transferência de tecnologia e treinamento de pessoal.
ATIVIDADES NA ÁREA NO CICLO DO COMBUSTÍVEL NUCLEAR
Como ciclo do combustível nuclear é descrita uma seqüência de atividades que vão desde a prospecção do minério do urânio até a disposição final dos rejeitos oriundos da irradiação (nos reatores) do urânio. São elas, em ordem de aparecimento:
1. Prospecção do minério de urânio (busca do minério);
2. Mineração (extração do minério);
3. Beneficiamento do minério (separação do urânio do minério sob a forma de U3O8, conhecido com “yellow cake”;
4. Conversão (transformação do U3O8 em UF6 – hexafluoreto de urânio);
5. Enriquecimento isotópico do urânio (aumento do conteúdo de U-235);
6. Fabricação de elementos combustíveis (fabricação do combustível que será introduzido no núcleo do reator- consiste em fabricar pastilhas de UO2 – óxido de urânio, colocá-las em varetas de uma liga metálica (zircaloy), as quais são agrupadas em feixes, formando os elementos combustíveis);
7. Irradiação do combustível (operação do reator)
8. Estocagem provisória do combustível irradiado (em piscinas, fora do núcleo, mas dentro do prédio do reator);
9. Transporte do combustível irradiado (em containeres blindados);
10. Reprocessamento do combustível irradiado (em usinas onde são separados, o urânio enriquecido não fissionado e o plutônio produzido, dos rejeitos radioativos produzidos pela fissão dos átomos de urânio);
11. Reutilização do urânio recuperado juntando-o a urânio recém enriquecido: utilização do plutônio para “queima” no reator, pela fabricação de MOX – “mixed oxide fuel” – mistura de óxidos e urânio e plutônio);
12. Disposição final dos rejeitos de alta atividade (encapsulados em vidro, colocados em tambores de aço, cheios de concreto pesado, que são depositados em minas, cavernas ou domos de sal exauridos).
Na área do ciclo do combustível foram criadas as seguintes empresas mistas teuto-brasileiras:
NUCLAM – Nuclebrás Auxiliar de Mineração S.A. ( para a prospecção de minério de urânio);
NUCLAM – Nuclebrás Auxiliar de Mineração S.A. ( para a prospecção de minério de urânio);
NUSTEP Trenndüsen Entwicklungs-und-Patentverwertungsgesellschaft mbH & Co. KG – na Alemanha (na qual a Nuclebrás passou a ser co-detentora da tecnologia de enriquecimento isotópico de urânio pelo processo do “jet nozzle” – jato centrífugo);
NUCLEI – Nuclebrás Enriquecimento Isotópico S.A. (empresa criada no Brasil para construir e operar uma Usina de Demonstração do processo do jato centrífugo, licenciada pela NUSTEP, sem ônus).
Para as etapas de fabricação de elementos combustíveis e reprocessamento do combustível irradiado não foram constituídas empresas mistas.
Ficou estabelecido que a NUCLEBRÁS construiria uma USINA DE REPROCESSAMENTO com assistência técnica alemã e correspondente transferência de tecnologia.
Também na área de fabricação de elementos combustíveis a NUCLEBRÁS ficou de construir uma FÁBRICA DE ELEMENTOS COMBUSTÍVEIS própria, com assistência técnica alemã e correspondente transferência de tecnologia.
Para a etapa de CONVERSÃO já eram feitos estudos no Brasil, (IEA – S.Paulo), que poderiam vir a ser expandidos para a escala industrial.
Finalmente, a etapa da DISPOSIÇÃO FINAL dos rejeitos de alta atividade era da competência da Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN, que, eventualmente, tomaria as providências necessárias para sua implantação.
Mais tarde, quando já estava em execução o Programa Nuclear, foram iniciados na NUCLEBRÁS os estudos para o FECHAMENTO DO CICLO DO COMBUSTÍVEL NUCLEAR, que contemplava as últimas etapas do Ciclo do Combustível até sua disposição final.
TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA
Para efetivar a transferência de tecnologia programada e satisfazer a legislação brasileira pertinente a estas atividades, como determinada pelos artigos do Ato Normativo número 15, do Instituto Nacional da Propriedade Industrial – INPI, foram negociados e concluídos entre a NUCLEBRÁS e as firmas alemãs participantes, os seguintes tipos de contratos:
1. Contratos de licença;
2. Contratos de Informação Técnica:
3. Contratos de Treinamento:
4. Contratos de Serviços (em assistência á engenharia e indústria nacional).
Era esperado que, pela adoção de critérios extremamente severos de garantia e controle da qualidade, inerentes aos projetos nucleares, seria obtido uma melhoria geral dos padrões industriais do País, com a implantação, num período de 10 a 15 anos, da tecnologia nuclear, nas áreas de engenharia e indústria.
CRITÉRIOS ADOTADOS NA ELABORAÇÃO DOS CONTRATOS
Os contratos acima foram elaborados, negociados e concluídos obedecendo a uma série de critérios visando assegurar que a transferência de informações fosse realizada da forma mais vantajosa para o País. Na elaboração dos mesmos foram seguidas as normas recomendadas pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial – INPI, principalmente aquelas constantes do Ato Normativo no. 15, que regulamentava as remessas de pagamentos para o exterior pela transferência de tecnologia para firmas brasileiras.
Foram os seguintes os critérios adotados nos contratos no âmbito do Acordo Nuclear:
1. Utilização ampla de todas as patentes e “know-how”;
2. Limite no tempo de remuneração pelo uso do “know-how”;
3. Amplo acesso à documentação e instalações do fornecedor de “know- how”;
4. Completa transferência de documentos, códigos, manuais,etc.;
5. Atualização da tecnologia em transferência e acesso a futuras invenções:
6. Alocação de valor conservador para a remuneração pelo uso da informação técnica:
7. Participação máxima da engenharia e indústria nacionais.
8. Transferência gradual das responsabilidades pelos projetos para a parte brasileira.
EXECUÇÃO DO PROGRAMA NUCLEAR
Além das empresas mistas teuto-brasileiras, a NUCLEBRÁS operava, sob sua inteira responsabilidade, o Complexo Mínero-Industrial do Planalto de Poços de Caldas, Minas Gerais, constituído da Mina de minério de urânio e da Usina de Beneficiamento, projetado para produzir 500 t/ano de “yellow cake” e, a partir de 1983, também molibdênio, e mais tarde, zircônio.
A segunda atividade exclusiva da NUCLEBRÁS, a operação da Fábrica de Elementos Combustíveis – FEC, no Complexo Industrial de Resende, Estado do Rio de Janeiro, cujas obras foram civis para a primeira etapa – fabricação de varetas e a montagem do elemento combustível – foram concluídas em 1980, teve os equipamentos eletromecânicos instalados e a fábrica comissionada em 1981, com funcionamento iniciado em 1982 A terceira atividade foi a Usina Piloto de Reprocessamento, cujo projeto conceitual foi realizado pelo consórcio KEWA / UHDE, e cujo projeto básico foi concluído em 1981 pela UHDE, com participação da NUCLEBRÁS.
Pelo Decreto-Lei no. 1.810 de 23 de outubro de 1980, a NUCLEBRÁS foi designada responsável pela construção de centrais nucleares no Brasil. Até então, sua participação, no tocante à construção de usinas núcloelétricas, era a de execução dos serviços de engenharia de projeto e da fabricação de componentes pesados. Em 1981, a NUCLEBRÁS, com base naquele Decreto-Lei, criou a subsidiária Nuclebrás Construtora de Centrais Nucleares S/A – NUCON, que iniciou suas atividades no mesmo ano. Em 19 de fevereiro de 1981, o Presidente da República, aprovando a Exposição de Motivos no. 002/81 determinou a transferência para a NUCON da responsabilidade pela construção, montagem, suprimento e comissionamento das usinas de Angra-2 e Angra-3, anteriormente com FURNAS Centrais Elétricas S/A.
A transferência acima se deu em duas etapas:
Em 31 de março de 1981, FURNAS assinou com a NUCON dois contratos: um de empreitada global, com a garantia de preço e prazo firmes, para a construção das duas usinas, que seriam entregues “pronta-para-operar”, e um de fornecimento da primeira carga de combustível para as referidas usinas.
O Decreto no. 85.250, de 30 de julho de 1981. determinou que a NUCLEBRÁS financiasse a construção das usinas nucleares em até 100%. Em 31 de julho, a NUCLEBRÁS assinou com FURNAS contratos de financiamento da construção de Angra-2 e Angra-3 e de fornecimento das primeiras cargas de combustível para estas usinas.
Em 31 de julho de 1981, a NUCLBRÁS anunciou a abertura de concorrência para as obras de Angra-3, permanecendo Angra-2 com a Construtora Norberto Odebrecht. Em 15 de setembro de 1981, a NUCON iniciou as obras da laje de encabeçamento das fundações de Angra-2, que foram concluídas em 11 de novembro, No quarto trimestre de 1981, começou o processo de pré-qualificação das empresas de construção civil para Angra-3 e das empresas de montagens eletromecânicas para Angra-2.
No Complexo Industrial de Resende, além da Fábrica de Elementos Combustíveis – FEC foi iniciada a construção da Usina de Enriquecimento Isotópico da subsidiária NUCLEI, que seria implantada em duas etapas. Na primeira etapa seria instalada a Primeira Cascata, para enriquecimento de urânio, de 24 estágios, cujos testes operacionais estavam previstos para 1984. Suas obras civis foram terminadas em outubro de 1981. Neste mesmo ano a NUCLEI iniciou a aquisição de equipamentos nacionais e produzidos no exterior. Na Alemanha a empresa coligada NUSTEP continuava a gerência dos programas de desenvolvimento tecnológico, visando à fabricação de componentes para usinas de enriquecimento.
Ainda em 1981 foi concluído o projeto básico da Usina de Conversão e iniciada a pré-qualificação de fornecedores brasileiros, com o objetivo de maximizar o índice de nacionalização da usina a ser implantada no Complexo Industrial de Resende.
A NUCLEP – Nuclebrás Equipamentos Pesados S/A foi constituída em dezembro de 1975. Sua fábrica, construída no município de Itaguaí, a 80 km da cidade do Rio de Janeiro, fica à margem da estrada BR-101 e também junto ao litoral, o que permitiu a construção de um Terminal Marítimo para o escoamento dos componentes pesados. Implantada num terreno de 1.600.000 m2 , apresenta cerca de 85.000 m2 de área coberta. Os principais equipamentos da NUCLEP estão distribuídos pelos setores de usinagem, calandragem, soldagem e laboratórios.
No setor de usinagem encontram-se, no Centro de Usinagem no. 1 (SHIESS), um torno vertical e uma mandriladora-fresadora. O torno permite a usinagem de peças com diâmetro de até 16m, altura até 10,5m e peso de até 500 ton. A mandriladora-fresadora com fuso de diâmetro de 200 mm e curso total de 2,85m, tem as operações comandadas por controle numérico. O Centro de Usinagem no . 2 (DÖRRIES) é composto também de um torno e de uma mandriladora-fresadora. O torno permite a usinagem de peças com diâmetro até 7,5m, altura de 6,80m e peso de até 300 ton. A mandriladora-fresadora tem fuso de diâmetro de 200 mm e curso total de 3,0 m . As operações são comandadas por controle numérico.
O setor de calandragem, com suas três calandras, está capacitado a fabricar virolas com quaisquer das espessuras e diâmetros usuais. A maior calandra tem uma capacidade, a frio, de dobrar chapas de aço com espessura de até 135 mm e largura de 4,0m. A quente, a espessura limite cresce para 300 mm .
A capacidade de soldagem, com alta qualidade, em peças de grande porte, é garantida pelo moderno equipamento constituído de 15 máquinas automáticas para soldagem por arco submerso, tipo coluna, equipadas com cabeçotes para arame ou fita, com capacidade de corrente de até 1400 Ampéres, com coluna móvel, permitindo soldagem de peças com até 9,0m de diâmetro. Os equipamentos de soldagem auxiliares incluem roletes giratórios motorizados com capacidade de carga de até 500 ton e mesas posicionadoras providas de
inclinação e giro, com capacidade de 300 ton.
Os laboratórios da NUCLEP estão equipados de instrumental de grande exatidão e extrema precisão de medidas nas áreas de ensaios destrutivos de rotina, ensaios especiais no campo de mecânica da fratura, e ensaios não-destrutivos, incluindo raios-X, gamagrafia e ultra-som. Tudo para satisfazer os rígidos requisitos de Garantia da Qualidade exigidos pela indústria nuclear.
Em 1981, a NUCLEP iniciou a fabricação do vaso de pressão da Central Nuclear de Atucha-2, na Argentina, como subcontratada da KWU, e do pressurizador de Angra-3, este último transferido do escopo de fornecimento alemão para o nacional. Mais tarde a NUCLEP fabricou componentes estruturais para submarinos brasileiros e, depois, fabricou componentes para a Plataforma P-51, da PETROBRÁS, totalmente construída no Brasil.
A DESACELERAÇÃO DO PROGRAMA NUCLEAR BRASILEIRO
Nos anos que se seguiram à assinatura do Acordo Nuclear, uma série de fatos de natureza econômica e política foram desgastando o ímpeto do Programa Nuclear, resultando no encerramento de várias atividades como, por exemplo, a de reprocessamento do combustível irradiado.
As empresas NUCLAM e NUCLEMON foram extintas. O complexo de Poços de Caldas deixou de operar. As atividades no âmbito do Acordo Nuclear foram interrompidas.
A KWU, o principal participante alemão da cooperação, passou a fazer parte do grupo francês AREVA.
A usina piloto de enriquecimento de urânio da NUCLEI não foi terminada. Outros eventos, de natureza política, redistribuíram as atividades que permaneceram.
O Decreto-Lei 2464 de 31/10/1988 modificou a estrutura do setor nuclear brasileiro. Foi extinta a NUCLEBRÁS e criadas as INDÚSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL – INB. Foram transferidas para o controle da CNEN todas as atividades da NUCLEBRÁS, exceto aquelas relacionadas com a construção de ANGRA-2 e -3.
A NUCLEN foi transferida para a ELETROBRÁS. Foram extintas a NUCLAM, a NUCLEI e a NUSTEP. A NUCLEP e a NUCLEMON foram incluídas no Programa de Privatização.
Em 1997 a NUCLEN fundiu-se com o Departamento Nuclear de FURNAS (que foi retirado de FURNAS) criando-se a ELETRONUCLEAR, sob o controle da ELETROBRÁS. A ELETRONUCLEAR passou a ser a empresa responsável pelo projeto e operação de centrais nucleares.
As INDÚSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL – INB, sob o controle da CNEN, são a empresa responsável pela produção de todas as etapas do ciclo do combustível nuclear, sendo a fase de enriquecimento de urânio realizada em colaboração com a Marinha do Brasil, com a implantação das atividades industriais de enriquecimento nas antigas instalações da NUCLEI, em Resende, RJ.
A FEC – Fabrica de Elementos Combustíveis, hoje FCN – Fábrica de Combustível Nuclear, funciona em Resende, RJ, consistindo de três unidades:
- a FCN Reconversão – produzindo pó de dióxido de urânio (UO2) a partir do hexafluoreto de urânio (UF6) enriquecido no exterior, com capacidade instalada máxima de 160 ton/ano; sua produção inicial foi de 20 toneladas de pó de dióxido de urânio enriquecido a 3,4% destinada à 10ª. Recarga de Angra-1;
- a FCN Pastilhas – produzindo pastilhas de dióxido de urânio (UO2) a partir do pó, tem também uma capacidade de produzir 160 ton/ano de pastilhas. A FCN Pastilhas produziu comercialmente a 10ª. recarga de Angra-1. Foram 17 toneladas de pastilhas com 3,4% de enriquecimento.
- a FCN Componentes e Montagem – fabricando os componentes e executando a montagem dos elementos combustíveis. Nesta unidade as pastilhas são encapsuladas em tubos de zircaloy, que são montados em feixes apoiados em bocais de aço inoxidável e separados por grades de ligas especiais, formando o ¨elemento combustível¨ Segundo informações da INB, a FCN Componentes e Montagem é uma indústria das mais modernas existentes n mundo para a produção de combustível nuclear destinado a reatores de água pressurizada (PWR), de montagem mecânica de precisão e de fabricação de componentes.
Com capacidade nominal de 250 ton/ano de urânio, está dimensionada para atender as usinas de Angra-1 e Angra-2 (recargas) e Angra-3 (núcleo inicial e recargas). Cerca de 100 ton de urânio são suficientes para a primeira carga de um reator de 1.300 MWe ou para recargas anuais de até três reatores.
Hoje a usina Angra-1 opera normalmente, gerando 600 MWe. Angra-2 foi construída depois de muitos anos de atraso e hoje opera normalmente, gerando 1.200 MWe. Angra-3 está ainda nas fundações, aguardando decisão para sua construção Quando completa a CNAAA gerará 3.000 MWe.
O PROJETO DE CENTRÍFUGAS DA MARINHA
Por iniciativa da Marinha do Brasil, e com a cooperação do IPEN (anteriormente IEA) de São Paulo, foi executado um projeto de desenvolvimento de centrífugas para o enriquecimento de urânio e implantado um laboratório em Iperó, SP, com a finalidade de produzir combustível para futuros submarinos brasileiros com propulsão nuclear.
A partir do resultado deste projeto são hoje construídas as centrífugas que são instaladas na Usina de Enriquecimento em Resende, RJ, aproveitando equipamentos das instalações da antiga NUCLEI.
PESQUISA SOBRE ENERGIA NUCLEAR NO BRASIL
Embora em ritmo muito menos acelerado, a pesquisa nuclear continua nos Institutos da CNEN e a formação de pessoal diminuiu fortemente, dada a inexistência de um mercado para absorvê-lo.
PERSPECTIVAS PARA O FUTURO
Várias propostas têm sido apresentadas para a evolução da implantação de centrais nucleares no Brasil. São mencionadas as hipóteses de instalação de reatores em Estados do nordeste, em São Paulo e Minas Gerais. Até agora, quando este texto é escrito, nenhuma decisão foi informada.
A OPINIÃO POPULAR
Três acidentes com centrais nucleares contribuíram para criar uma atitude negativa na população brasileira (e mundial) em relação à geração núcleo-elétrica:
Em 1979 - na Unidade 2 da Central Nuclear de Three Mile Island, USA
Em 1986 – em um dos reatores da Central Nuclear de Chernobyl, Ucrânia.
Em 2011 - em Fukushima, Japão, após terremoto de grau 9 na escala Richter, seguido de grande “tsumami”.
O ACIDENTE EM THREE MILE ISLAND
O acidente com o reator da unidade 2 da Central Nuclear de Three Mile Island resultou de uma falha no sistema de refrigeração do núcleo do reator, que causou a fusão do núcleo (“meltdown”). Embora o acidente tenha resultado na perda total daquela unidade nuclear, não houve qualquer dano material ou humano à região ao redor da usina, nem houve escape de radiação para fora do prédio do reator. Após o acidente a Unidade 1 da central foi desativada, voltando a operar sete anos depois.
O ACIDENTE EM CHERNOBYL
Como acontece usualmente num acidente, um número de eventos combinou para ocasionar o de Chernobyl. Diferentemente dos reatores operando na maioria dos países das Américas, Europa e Ásia, o reator RBMK de Chernobyl era moderado a grafite em vez de água leve, tendo uma instabilidade natural quando operado a baixa potência. E era assim que operava o reator por ocasião do acidente.
Quando uma parte da água de refrigeração ferve, o reator aumenta de potência (ao contrário do que acontece num reator moderado a água, em que a potência decresce), o que aumenta a temperatura e cria mais vapor, aumentando ainda mais a potência. O aumento de potência do reator RBMK causou uma ruptura no sistema de refrigeração, ocorrendo grande explosão de vapor. Isto fez com que falhasse o sistema de refrigeração e o aumento de temperatura propiciou uma reação química entre o material que envolve o urânio (zircaloy) e o vapor, formando hidrogênio. Naquela temperatura o hidrogênio explodiu e o calor liberado incendiou a grafite. Como o projeto do reator não incluía um vaso de contenção, o teto do prédio se rompeu deixando o núcleo do reator em chamas exposto ao meio ambiente. A fumaça do incêndio foi responsável pela disseminação da radioatividade do núcleo destruído pelo meio ambiente.
Um fator importante deve ser levado em conta no acidente de Chernobyl: a operação inadequada do reator por um pessoal que não seguiu os procedimentos de segurança aprovados para aquele tipo de reator. Foi uma operação de extrema imprudência.
A equipe técnica realizava uma experiência de segurança que exigia a operação do reator de um modo fora do normal. Em virtude de uma série de problemas operacionais, os técnicos se viram operando o reator fora dos limites de segurança estabelecidos. Na tentativa de terminar a experiência assim mesmo, eles DESATIVARAM O SISTEMA AUTOMÁTICO DE DESLIGAMENTO DE EMERGÊNCIA DO COMPUTADOR e aumentaram a potência. Em pouco tempo o reator ficou instável e explodiu.
O CONTROLE AUTOMÁTICO DESLIGADO TERIA EVITADO O ACIDENTE.
O ACIDENTE EM FUKUSHIMA
Quando uma central nuclear é desligada e para de gerar eletricidade, continua necessitando de energia para a alimentação da instrumentação de medida e controle, funcionamento do equipamento de ar condicionado, entre outros e, principalmente, para o funcionamento das bombas do sistema de resfriamento do núcleo do reator, pois, embora a reação nuclear tenha sido interrompida, os produtos de fissão continuam gerando calor, que precisa ser retirado, para evitar a fusão dos elementos combustíveis, com a liberação dos produtos de fissão, altamente radioativas.
Para prevenir o que é descrito acima, uma central nuclear, quando desligada, precisa receber eletricidade de fora, geralmente, de uma outra instalação geradora na mesma linha que ele abastecia. Isto não sendo possível, a usina dispõe ainda de geradores a óleo diesel, capazes de fornecer a potência elétrica necessária.
No caso de Fukushima (6 reatores do tipo BWR – Boiling Water Reactor , reatores a água fervente) os reatores que estavam em operação, sob a ação do forte terremoto, desligaram automaticamente. No entanto, as próximas usinas na mesma linha, sob a ação do mesmo terremoto, desligaram, deixando o sistema sem energia. Imediatamente, os geradores a diesel entraram em operação, como programados.
Como o epicentro do terremoto estava próximo da costa, o “tsunami” que resultou do sismo atingiu a usina pouco tempo depois do mesmo. Pela localização do equipamento o sistema estava protegido de ondas de até 7 metros de altura. A primeira onda do tsunami a atingir a usina subiu a 14 metros de altura, alagando os geradores e destruindo os tanques de combustível. Num instante, os reatores ficaram sem energia elétrica para as bombas do sistema de arrefecimento. Em conseqüência houve “meltdown dos núcleos”. Além disso, foi interrompido o resfriamento das piscinas de estocagem dos elementos combustíveis usados (mas ainda quentes), havendo mesmo rutura de paredes, com vazamento da água de blindagem e refrigeração. Também aí houve “meltdown” de elementos combustíveis com liberação de produtos de fissão.
Dada a alta temperatura resultante, houve reação química entre o zircaloy dos tubos de combustível com a água remanescente gerando hidrogênio, que causou as explosões que se sucederam.
Se os geradores a diesel não tivessem sido destruídos os danos às usinas teriam sido muito menores, e a dimensão do acidente talvez não tivesse gerado conseqüências tão desastrosas.
A ATUAL SITUÇÃO DA ENERGIA NUCLEAR NO MUNDO
Tendo em vista a repercussão do acidente em Fukushima, vários países estão revendo suas políticas em relação à operação de suas usinas nucleares e também em relação à construção de novas usinas. A Alemanha, por exemplo, decidiu interromper a processo de construção de novas usinas e desativar as que estão em operação no fim de sua vida útil.
Outros países, como a China, por exemplo, continuam com seus programas de construção de um grande número de centrais nucleares. A França, que tem quase 80% de sua eletricidade gerada em centrais nucleares, não tem intenção de alterar esta situação. Por outro lado é, atualmente, um dos maiores fornecedores de reatores no mundo.
No Brasil, até o momento, não foi tomada qualquer decisão quanto ao futuro da energia nuclear no País.
(*) Mauricio Grinberg foi Chefe do Departamento de Combustíveis e Materiais Nucleares , depois Superintendente de Planejamento da Tecnologia da NUCLEBRÁS, tendo participado do planejamento e da negociação do Acordo de Cooperação Nuclear com a Alemanha. Mais tarde foi Assessor do Secretário Geral do Ministério das Minas e Energia. Hoje é consultor para o planejamento e implantação de projetos de ciência e tecnologia e Vice Presidente da POWER TUBE Mercosur, dedicada à implantação da tecnologia de geração elétrica “geomagmática” nos países do Mercosul.
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