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Tecnologia

A volta de Angra 3 – e o futuro do programa nuclear brasileiro

A usina começou a ser construída há 37 anos. Agora, a obra será retomada e pode finalmente ficar pronta. Se isso acontecer, o Brasil irá dobrar sua capacidade de gerar energia nuclear. Vale a pena?

Texto Tiago Cordeiro e Bruno Garattoni 
Ilustração Estevan Silveira
Design Carlos Eduardo Hara

Nosso programa nuclear começou numa praia. Mais especificamente, a praia da Areia Preta, no centro de Guarapari, a 60 quilômetros da capital do Espírito Santo, Vitória. Ela é feita de areia monazítica, da qual é possível extrair tório – um metal que pode ser transformado em urânio-233, que serve para alimentar reatores nucleares e fazer bombas atômicas. O tório da praia é inofensivo para a saúde dos banhistas, mas valioso para fins militares. Em 1940, o russo Boris Davidovich percebeu isso e começou a fazer fortuna extraindo e vendendo a areia para os EUA. Em 1944, a exportação passou a ser gerenciada pelo governo Vargas – que, num primeiro momento, pareceu não entender a importância do material que estava fornecendo. Em 1951, caiu em si e freou a exportação de tório.

Os americanos se voltaram para outras fontes de combustível nuclear, mas a praia da Areia Preta continuou a ser escavada até 1986 (sua areia também serve para fazer baterias, catalisadores automotivos e equipamentos de refino de petróleo). Naquela altura do campeonato, o Brasil também já estava em outra: a prioridade do nosso programa nuclear era a usina Angra 1, que começara a operar no ano anterior.

O Brasil já estava até construindo uma segunda usina, Angra 2, cujas obras haviam sido iniciadas em 1976. Além de dominar a produção de energia nuclear, o país tinha outro objetivo: desenvolver a capacidade de produzir uma bomba atômica. Esse projeto foi tocado em sigilo pela ditadura militar, mas a intenção era evidente – em 1968, o país havia se recusado a assinar o Tratado de Não Proliferação Nuclear. A pressão dos EUA, que queriam impedir o Brasil de ter armas nucleares, mais as crises políticas e econômicas dos anos 1980 e 1990, atrapalharam totalmente a construção de Angra 2, que só começou a funcionar em 2001. E sua irmã mais nova, Angra 3, cujas obras começaram em 1984, até hoje não ficou pronta.

Agora, finalmente poderá ficar. Em fevereiro deste ano, o Senado aprovou a Medida Provisória 998, preparando a retomada das obras na usina – que, a rigor, não estão 100% paradas: em março, ela recebeu da estatal Nuclebrás seus dois últimos acumuladores, tanques de 22 toneladas que guardam a água usada para resfriar o reator. Falta construir dois prédios, um para o reator (que virá da Alemanha) e outro para os sistemas de controle. O governo pretende fazer uma licitação, de R$ 15 bilhões, para contratar empreiteiras e terminar a obra até 2026. Quando (e se) isso acontecer, o Brasil quase dobrará sua capacidade de gerar energia nuclear: serão 3.395 megawatts ao todo, o suficiente para abastecer uma cidade de 6 milhões de habitantes, como o Rio de Janeiro, e o equivalente à nossa atual produção de energia solar.

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Ilustração: Estevan Silveira | Design: Carlos Eduardo Hara e Juliana Briani/Superinteressante

É bastante. Mas, ao mesmo tempo, é pouco: não representará nem 2% da eletricidade gerada no Brasil. A usina hidrelétrica de Belo Monte, sozinha, produz mais que o triplo de todas as Angras somadas. A conclusão disso é óbvia. A menos que o Brasil pretenda construir dezenas de usinas nucleares, o que seria economicamente inviável, elas não se tornarão uma fonte de energia relevante para nós (como são na França, por exemplo, cujos 56 reatores produzem 70% da energia do país, ou nos EUA e na Rússia, que obtêm 20% de sua eletricidade em usinas nucleares).

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Design: Carlos Eduardo Hara e Juliana Briani/Superinteressante

A promessa de Angra 3 é outra, não menos importante: soberania tecnológica. A nova usina pode gerar desenvolvimento científico, econômico e industrial, e nos preparar para um futuro menos dependente de combustíveis fósseis (que hoje são 16% da matriz energética brasileira). Inclusive porque o país é um dos poucos a dominar todo o ciclo do urânio – e possui uma das maiores reservas mundiais desse metal.

  

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O renascimento do átomo

Hoje chega a ser difícil de imaginar, mas a energia nuclear já foi uma tecnologia nova. Em 1942, o físico italiano Enrico Fermi construiu o Chicago Pile-1 (CP-1), o primeiro reator nuclear. Era um monte de blocos de urânio, 45 toneladas ao todo, que Fermi empilhou num laboratório da Universidade de Chicago. O urânio libera nêutrons, um tipo de partícula subatômica. Quando esses nêutrons se chocam com outros átomos de urânio, ocorre a fissão, ou seja, os átomos se quebram – liberando energia (na forma de calor) e mais nêutrons, que se propagam e quebram outros átomos.

É a chamada reação em cadeia. Foi isso que Fermi conseguiu fazer pela primeira vez na história. A geringonça que ele montou usava 330 toneladas de blocos de grafite para moderar (desacelerar) os nêutrons – o que é essencial para manter a reação em cadeia acontecendo. O reator de Chicago sustentou uma reação em cadeia por 4 minutos e meio, e produziu 0,5 watt. Não acenderia uma lâmpada.

Nos anos seguintes, os EUA construíram vários reatores nucleares, mas seu objetivo não era gerar eletricidade, e sim fabricar plutônio (que é feito irradiando o urânio com nêutrons) para usar em bombas atômicas. A bomba de Hiroshima, detonada em 1945, era feita de urânio; a de Nagasaki, lançada três dias depois, usava plutônio.

Em 1947, um oficial da Marinha chamado Álvaro Alberto da Mota e Silva escreveu o primeiro plano de política nuclear do Brasil. Ele começou a ser implementado em 1951, quando surgiu o Conselho Nacional de Pesquisas (CNPq), presidido pelo próprio Alberto. A ideia era parar de exportar a areia monazítica e dominar a tecnologia nuclear. Nessa época, ela ainda era exclusivamente militar.  O primeiro reator civil, feito  com o objetivo de gerar eletricidade, só foi inaugurado em 1954, na União Soviética: era o AM-1, que foi construído 110 km ao sul de Moscou e tinha 5 megawatts de potência. Ele usava o calor gerado pela fissão nuclear para ferver água, cujo vapor movimentava uma turbina, gerando eletricidade. Esse princípio é usado, com algumas variações, em todos os reatores até hoje [veja infográfico abaixo].

No Brasil, o CNPq começou suas pesquisas nucleares tentando comprar um cíclotron (um tipo de acelerador de partículas) dos Estados Unidos. Mas o governo americano proibiu a General Electric de fechar negócio. Então Alberto começou a se aproximar da Alemanha Ocidental, que, em 1956, aceitou vender ao Brasil três ultracentrífugas: equipamentos usados para separar o urânio-235 (que é mais leve, e compõe 0,7% do urânio natural) do urânio-238 (que é 99,3% do minério). O urânio-235 é ideal para uso em reatores nucleares, pois seus átomos são mais fáceis de quebrar. Depois da centrifugação, os dois urânios são misturados novamente, em outra proporção (a maioria dos reatores nucleares opera com 3% a 4% de U-235). Esse processo, de separar e recombinar os dois tipos, é o chamado enriquecimento do urânio.

O Brasil voltou a exportar minérios para a indústria nuclear dos EUA. Em troca, em 1957, acabou conseguindo do governo americano a autorização para comprar o primeiro reator nuclear para fins de pesquisa. Ele foi instalado dentro do Instituto de Energia Atômica (IEA), na USP, onde funciona até hoje. Foi o primeiro do Hemisfério Sul. Em 1965, o Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), no Rio de Janeiro (RJ), inaugurou o Argonauta, o primeiro reator nuclear desenvolvido no Brasil. Eles são modestos: o paulista IEA-R1 opera a até 5 megawatts, e o Argonauta é mil vezes menor que ele (as usinas nucleares comerciais trabalham em outro patamar, a mais de 1.000 megawatts de potência).

A ditadura militar instalada em 1964 decidiu acelerar o programa nuclear do Brasil. Para isso, além de continuar a investir em pesquisa e desenvolvimento próprios, o país voltou a buscar parcerias com empresas de países desenvolvidos. Na virada dos anos 1970, o Brasil estava no mercado internacional, procurando fornecedores para construir sua primeira usina nuclear. Recebeu cinco propostas e optou por um modelo da Westinghouse, que utilizava o sistema PWR (“reator de água pressurizada”, em inglês). Foi uma escolha acertada.

“Esse tipo de reator é o mais utilizado no mundo e de funcionamento relativamente simples, quando comparado com outros modelos”, explica o físico Ítalo Curcio, professor da Universidade Presbiteriana Mackenzie. Em um reator PWR, a água não chega a ferver. Como ela está sob pressão, continua líquida, circula por uma tubulação e troca calor com um segundo circuito de água, separado, que vira vapor e move uma turbina [veja infográfico abaixo].

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Ilustração: Estevan Silveira | Design: Carlos Eduardo Hara e Juliana Briani/Superinteressante
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Design: Carlos Eduardo Hara e Juliana Briani/Superinteressante

O Brasil fechou negócio com os Estados Unidos, que além do reator forneceriam o combustível (urânio enriquecido), e Angra 1 começou a ser construída em 1972. Batizá-la foi fácil: Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto. Mas por que os militares escolheram Angra dos Reis? Por dois motivos. Na verdade, três.

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O mar e a Bahia

“Angra”, no Dicionário Houaiss, significa “pequena baía ou enseada, geralmente com ampla abertura e junto a costas elevadas”. Angra dos Reis é exatamente assim. Fica à beira-mar, onde há água de sobra para ferver e movimentar as turbinas da usina (essa água, vale repetir, passa pelo circuito secundário – e não entra em contato com o reator). Também é cercada por serras e formações rochosas, que funcionam como um paredão – se um dia houvesse algum tipo de vazamento, os ventos soprariam as partículas radioativas para o mar, afastando-as de áreas habitadas. E Angra fica perto do Rio de Janeiro e de São Paulo, os dois maiores consumidores de energia do país. Por isso foi escolhida.

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Ilustração: Estevan Silveira/Superinteressante

Angra 1 ficou pronta em 1982, e iniciou a operação comercial em 1985. Mas, no começo, teve uma série de falhas: a produção de energia era interrompida com frequência para reparos preventivos. A partir da década de 1990, a usina entrou em modo de produção contínuo. Hoje ela gera 640 megawatts, o suficiente para abastecer uma cidade de 1 milhão de habitantes.

Em 1974, o governo militar fundou a Nuclebrás (Empresas Nucleares Brasileiras S/A), com a missão de dominar todas as etapas da produção de energia nuclear. Acontece que, na mesma época, a Índia fez seu primeiro teste com uma bomba atômica (chamada, ironicamente, de “Buda Sorridente”). Aí a coisa azedou. Os americanos pisaram no freio e se recusaram a transferir tecnologia nuclear para o Brasil – o que, aliás, não estava previsto em contrato, mas pairava no ar como promessa.

Os militares então se lembraram, novamente, do plano B: a Alemanha Ocidental. Em 1975, o país assinou um acordo histórico com os alemães, que se comprometeram a nos vender quatro a oito reatores num período de 15 anos, ao mesmo tempo em que repassariam conhecimento sobre todo o ciclo: prospecção, mineração e enriquecimento de urânio, produção do combustível nuclear e reprocessamento de material radioativo.

Os americanos não gostaram disso, e a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) também não. Pressionada, a Alemanha – que, ao contrário do Brasil, era signatária do Tratado de Não Proliferação Nuclear – nunca entregou toda a tecnologia da forma que prometeu. Mas autorizou a venda de um segundo reator: um PWR, fabricado pela Siemens, para Angra 2. As obras começaram em 1976, mas a usina só começaria a operar comercialmente em 2001, após uma série de interrupções nas obras. Muito longe do plano original: os militares previam construir 12 usinas nucleares até 1990.

Mas o programa nuclear brasileiro não ficou parado: avançou em várias frentes, a começar pelo próprio urânio. No final dos anos 1970, a Marinha desenvolveu sua tecnologia de enriquecimento do urânio, dispensando as centrífugas alemãs (que se revelaram ineficientes para uso em grande escala). Em 1982, o país começou a minerar o próprio urânio, em Poços de Caldas (MG), numa jazida que durou 13 anos até ser esgotada. No ano 2000, encontrou uma alternativa bastante viável na Lagoa Real, em Caetité (BA). A mineração durou 15 anos, até que o urânio acabou. Mas, em 2020, a produção no local foi retomada, com a descoberta de uma nova lavra. Em 2024, deve começar a operar uma nova mina, em Santa Quitéria (CE). O Brasil tem muito urânio. Até hoje, apenas 30% do território nacional foi mapeado, e já somos detentores da sexta maior reserva do planeta. Mas explorá-la tem um custo ambiental: depois de desativada, a mina de Poços de Caldas tornou-se um grande lago de água ácida, cercada por 11 mil toneladas de resíduos de urânio e tório.

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Ilustração: Estevan Silveira/Superinteressante

Uma vez por ano, em média, o urânio dos reatores precisa ser trocado (porque já sofreu muita fissão, e não sustenta a reação em cadeia com a mesma eficiência). Ele se torna “lixo” nuclear, que deve ser guardado com cuidado. Os resíduos de Angra 1 e 2 ficam submersos em piscinas especiais (a água serve para refrigerar o material, que continua gerando calor), mas elas estão lotadas. Por isso, a partir deste ano, os rejeitos começarão a ser transferidos para a Unidade de Armazenamento Complementar a Seco (UAS), um complexo de galpões que está sendo construído entre o terreno de Angra 2 e Angra 3. O material, que já não emite tanto calor, será acondicionado em cilindros de aço carbono com 2,4 metros de altura cada um, blindados contra radiação. Segundo a Eletronuclear, estatal que opera as usinas de Angra, o sistema é usado em mais de 70 plantas nos EUA, sem nenhum problema de segurança. 

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O histórico de Angra, aliás, é excelente nesse aspecto. Em décadas de operação, houve zero acidente ou evento que colocasse o meio ambiente em risco. O Brasil também não está sujeito a terremotos nem tsunâmis – como o que resultou no acidente da usina de Fukushima. E os reatores PWR são muito seguros. Eles possuem “coeficiente de vazio negativo”, ou seja, se por algum motivo o reator perder água, a reação nuclear arrefece. Nos reatores RBMK, como o que explodiu em Chernobyl, o coeficiente de vazio é positivo – logo, ocorre justamente o contrário.

Mesmo assim, e inclusive para atender a exigências legais, Angra 1 e 2 mantêm um plano de contingência, que envolve a evacuação da população num raio de 5 km, e é ensaiado a cada dois anos. As usinas também realizam pelo menos cinco simulações de emergência, com seus funcionários, por ano.

Angra 3 é uma espécie de irmã gêmea de Angra 2, apenas um pouco mais potente, com 1.405 megawatts. Seu reator também é da Siemens, que agora se chama Areva ANP. Existem algumas atualizações, como o sistema de controle digital, mas no geral é a mesma coisa. A diferença está no custo: cada megawatt/hora gerado em Angra 3 vai custar R$ 480, segundo a estimativa oficial (em Angra 1 e 2, cuja construção já se pagou, a eletricidade sai por R$ 230 o megawatt/hora).

É muito mais caro do que a energia hidrelétrica – que custa em média R$ 186 por mW/h, de acordo com a Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica). Se o Brasil tem tantos rios, espaço para ampliar sua geração eólica e solar, e já não planeja construir uma bomba atômica – o país assinou o Tratado de Não Proliferação Nuclear em 1998 –, por que construir mais uma usina? Vale a pena?

“A energia nuclear é essencial para o desenvolvimento da humanidade. Não há outra fonte, que seja ecologicamente viável, capaz de satisfazer toda a demanda no futuro. A não ser que se defenda que o desenvolvimento dos países seja congelado”, argumenta o físico Dalton Girão, pesquisador e professor do Instituto Militar de Engenharia (IME). “A energia nuclear é segura, não emite gases perniciosos, ocupa pouco espaço, não depende de condições climáticas e, com a nova geração dos chamados ‘reatores rápidos’, que produzem mais combustível do que consomem, é praticamente ilimitada”, diz. (Esses reatores, também conhecidos como FBR [veja quadro acima], geram nêutrons “de sobra”, que podem ser usados para irradiar tório – e, com isso, gerar mais urânio.) Também pesa a favor de terminar a obra o fato de que ela está 67,1% pronta, segundo dados da Eletronuclear, e foram gastos R$ 7,8 bilhões para chegar até aqui. Abandonar Angra 3 significaria jogar isso no lixo.

Mas os argumentos contrários à obra são igualmente convincentes. “O fato de você pegar um ônibus e pagar a passagem não significa que você tenha de ir até o ponto final”, diz o engenheiro Roberto Schaeffer, doutor em política energética pela Universidade da Pensilvânia e professor da UFRJ. Ou seja, o que já foi gasto não justifica a nova despesa. Com os R$ 15 bilhões que serão despendidos para terminar Angra 3, ele destaca, seria possível obter mais energia investindo em geração solar e eólica, que são fontes mais seguras e não têm o problema do lixo radioativo. No aspecto tecnológico, Schaeffer diz que seria mais frutífero investir no desenvolvimento de baterias (para armazenar a energia eólica e solar excedente, que hoje é perdida) e numa rede interligando os sistemas elétricos da América Latina – o que ajudaria a compensar as oscilações inerentes a essas fontes de energia. 

Seja qual for o ponto de vista, uma coisa é certa: a nova usina não produzirá só eletricidade. Ela também vai gerar empregos e polêmica, energia limpa e rejeitos radioativos, soluções e problemas. A proporção dessas coisas só ficará totalmente clara quando a usina começar a operar. O que, considerando o histórico de Angra 1 e 2, pode significar qualquer data ao longo das próximas décadas.

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