Perigo em Reatores Nucleares

Parlamentares do Japão consideram perigosos 24 dos 50 reatores nucleares.

Parlamentares japoneses que examinaram o estado dos 50 reatores do arquipélago concluíram que 24 devem ser desmantelados o mais rápido possível por falhas ou outros riscos importantes.

De acordo com o grupo "Genpatsu zero" ("zero central nuclear"), que reúne deputados e senadores de vários partidos, quase metade dos reatores do país são vulneráveis ao ponto de precisarem de uma paralisação definitiva e uma demolição. Entre os 24 reatores em questão figuram duas unidades (5 e 6) consideradas ainda objetos de potenciais explosões na central acidentada de Fukushima Daiichi, as quatro da vizinha Fukushima Daini, dois complexos atômicos afetados pelo terremoto e tsunami de 11 de março de 2011.

Os 26 reatores restantes são analisados de acordo com a idade, tecnologia, natureza do terreno, meios de combate a terremotos e população próxima.

Atualmente, 48 dos 50 reatores do arquipélago estão paralisados por tempo indefinido em consequência de terremotos ou para manutenção após as medidas suplementares de precaução adotadas depois do acidente de Fukushima.

Fonte: http://noticias.uol.com.br

Carvão

1. Origem do carvão:

A madeira é constituída principalmente por carbono, oxigênio e hidrogênio. Quando soterrada, a madeira elimina  CO₂ , CH₄  e  H₂O no processo de fossilização. 

O carvão mineral ou carvão natural é um produto da fossilização da madeira depois de decorridos milhões de anos. 

Matérias orgânicas presentes no carvão:	Materiais minerais (inorgânicos) presentes no carvão:
- C (carbono)  - H (hidrogênio)  - O (oxigênio)  - N (nitrogênio)  - S (enxofre presente na matéria carbonosa).	- argilas (ver calcários)  - piritas (o rejeito piritoso é utilizado como matéria prima para   fabricação de ácido sulfúrico e o ácido fosfórico, empregado na indústria de fertilizantes).  - calcários ( o rejeito calcário e argiloso é empregado para a conservação das estradas).  - óxidos: silício, alumínio, ...

2. Tipos de carvão mineral:

O carvão mineral, dependendo do tempo decorrido do processo de fossilização, pode ser:

- do tipo turfa ........................... com aprox. 60% de carbono. 

- do tipo linhito ......................... com aprox. 70% de carbono. 

- do tipo hulha ......................... com aprox. 80 a 85% de carbono. 

- do tipo antracito .................... com aprox. 90% de carbono. 

- Turfa:

- carbono .......... 60,0%

- hidrogênio .......  5,5 %

- oxigênio ......... 32,0 %

- Linhito:

  - carbono ......... 65,0 a 75,0 %

- hidrogênio ..... 5,0 %

- oxigênio ........ 16,0 a 25,0 %

- Hulha:

- carbono ......... 80,0 a 85,0 %

- hidrogênio .....4,5  a  5,5 %

- oxigênio .......12,0 a 21,0 % (no carvão sub-betuminoso)e 5,0 a 20,0 % (no carvão betuminoso).

- Antracito:

- carbono .......... 90,0 %

- hidrogênio ......3,0 a 4,0 %

- oxigênio .........  4,0 a 5,0 %

Ocorrência em Santa Catarina

O Brasil possui carvão nos seguintes Estados:  São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

A bacia carbonífera catarinense compreende uma faixa de aproximadamente cem quilômetros de extensão por vinte e cinco quilômetros de largura no sul do Estado. Em Santa Catarina temos o carvão hulha do tipo sub-betuminoso.

Beneficiamento:

O beneficiamento consiste em processos que visam à redução da matéria inorgânica existente no carvão, melhorando desta forma a qualidade.

O Carvão ROM  (Run of Mine):

É o minério bruto, obtido diretamente da mina, sem sofrer nenhum tipo de beneficiamento e é retirado através de correia transportadora ou vagonetes.

Carvão pré-lavado:

É o minério que após sua extração sofre o primeiro beneficiamento, nas "bocas da mina" ficando com menor quantidade de impurezas.

Lavagem do carvão pré-lavado:

O carvão sofre, então, nova lavagem.

Obtém-se as seguintes frações:

> 28% de carvão metalúrgico (16% de cinzas) - utilizado nas indústrias siderúrgicas como agente redutor na obtenção do ferro.

> 35% de carvão energético (42% de cinzas) - utilizado nas indústrias cimenteiras e nas locomotivas.

>2% de perdas residuais (carvão com elevado teor de cinzas).

> outros 2,5 a 4,5%.

(Tópicos extraídos da publicação "Aspectos Sobre CARVÃO MINERAL" das Centrais Elétricas de Santa Catarina, de autoria dos engenheiros: José Corrêa Hulse e Ronê de Oliveira - dezembro/93).

Coloboração do Professor Rodi Hickel da UFSC.

3. Lavra:

É o processo de extração do carvão. Pode ser lavra a céu aberto ou lavra subterrânea. 

A lavra a céu aberto é possível quando a camada de carvão está aflorando à superfície. A lavra consiste na remoção da camada estéril (superior), deixando a camada de carvão ao tempo, onde então, extrai-se o carvão mineral.

A lavra subterrânea (mais profunda) é feita através de galerias. Esta extração pode ser manual, semi-mecanizada ou mecanizada,

4. Pirólise da hulha:

A pirólise (destilação) da hulha é feita sob aquecimento de, aproximadamente, 1000º C e na presença de corrente de ar. Obtém-se quatro frações, sendo uma gasosa, duas líquidas e uma sólida.

- fração gasosa: gás de rua ou gás de iluminação (já serviu para iluminar as ruas e hoje é utilizada na indústria e como combustível doméstico). 

Composição química:  H₂  (gás hidrogênio) 50% 

CH₄  (gás metano) 30% 

outros gases: CO (monóxido de carbono), N₂ (nitrogênio), etc ... 

- fração líquida clara ou águas amoniacais:predomina  NH₃  (amônia ou gás amoníaco). É empregada na preparação de fertilizantes (adubos), ácido nítrico, etc..

- fração líquida escura ou alcatrão da hulha: mais densa que a fração líquida clara - águas amoniacais.

Composição química do alcatrão da hulha, depois de sofrer um novo processo de destilação:

- óleo leve ............ benzeno, tolueno, etc,,, 

- óleo médio ......... fenol, naftaleno, xilenos, etc... 

- óleo pesado ....... naftaleno, fenóis, etc... 

- óleo verde ou de antraceno...... antraceno, fenantreno, etc ...

A finalidade da destilção do alcatrão da hulha é de ser obter hidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno, naftaleno, antraceno, fenantreno, etc ...).

- fração sólida: coque (tipo de carvão poroso) que atua como agente redutor na produção do ferro na indústria siderurgica e na produção de gasolina sintética. 

Obs.: nas paredes da retorta fica um depósito de carvão utilizado na fabricação de eletrodos, denominado de "carvão de retorta".


Fonte: http://www.algosobre.com.br

Funcionamento dos Reatores Nucleares

  O grande objectivo das centrais nucleares (fig.3) é controlar reacções nucleares de maneira a que a energia seja libertada gradualmente sob a forma de calor. Assim como as centrais que funcionam com combustíveis fosseis, o calor gerado é usado para ferver água de modo a produzir vapor, que por sua vez faz funcionar turbogeradores convencionais.

Consegue-se assim obter energia eléctrica

Fig. 3 – Central nuclear em Buchanan, New York.

Funcionamento de um reactor nuclear

- combustível (fig.5): Num reactor nuclear estão combinados o combustível e o emprego de um material moderador. Normalmente utiliza-se urânio como combustível com um conteúdo de cerca de 3 % de U235, quase sempre na forma de dióxido de urânio (U02), que é prensado em forma de grandes pastilhas e que se introduzem em tubos com vários metros de comprimento, fabricados com uma liga especial de zircónio.

- tubos (fig.4): os tubos têm a função de evitar que os productos resultantes da combustão do urânio, em parte gasosos e altamente radioactivos, contaminem o interior do reactor. Estes perigosos resíduos não devem chegar ao líquido refrigerante do reactor, pois em caso de escape para o exterior, iria haver uma contaminação do ambiente.

Fig. 4 – Reactor nuclear

- Material moderador: durante a reacção com urânio 235 libertam-se gigantescas quantidades de neutrões. Este enorme fluxo chega ao moderador que rodeia os módulos de combustível ou até que está misturado em parte com esse, diminuindo-o, e por conseguinte controlando a reacção.

Os melhores moderadores são a água vulgar (H2O), a água pesada, carbono de extrema pureza em forma de grafite e o berílio.

Os moderadores líquidos têm uma função importantíssima, na medida em que actuam como meio refrigerante. Este não só absorve a energia térmica emitida pelo abrandamento dos neutrões, mas também arrefece os módulos de combustível aquecidos pela reacção. Ao falhar a refrigeração (como aconteceu em Chernobyl), pode ocorrer a fundição do núcleo do reactor, destruindo as diversas protecções, podendo o seu conteúdo ser libertado para o exterior. Isto traria consequências desastrosas para o meio ambiente.

- barras de controlo (fig.5): no núcleo do reactor introduzem-se as chamadas barras de controlo, compostas de um material que absorve parte dos neutrões libertados durante a reacção. Retirando e introduzindo as barras, regulam-se as flutuações no desenvolvimento da reacção em cadeia e pode-se conseguir que os módulos de combustível sejam utilizados uniformemente. A função mais importante das barras de controlo é a de fazer cessar as reacções nucleares subitamente em caso de perigo.

Fig. 5 – No núcleo do reactor nuclear estão presentes o combustível nuclear e as barras moderadoras.

Tecnologia dos reactores nucleares (fig.6)

  Como já foi referido atrás, os reactores nucleares servem principalmente para gerar grandes quantidades de energia térmica, e por isso são utilizados para a produção de energia eléctrica.

  Contudo, a energia térmica não consegue ser totalmente transformada em energia eléctrica. As centrais mais modernas atingem um rendimento de apenas 35 %. A restante energia compõe-se de calor residual que não é aproveitado para gerar vapor propulsor, e que é condensado nas altas torres de refrigeração. Actualmente tenta-se, em casos isolados, aproveitar este calor residual.

Fig. 6 – Esquema de funcionamento

Principais tipos de reactores

  Reactores de água normal: este tipo de reactores, de uso mais frequente, funcionam com urânio ligeiramente enriquecido e água normal como moderador:

  Reactores de alta temperatura: utilizados sobretudo no Reino Unido, figura entre os sistemas mais avançados. Oferecem vantagens em relação aos de água normal, pois utiliza, como meio refrigerante, um gás (normalmente o hélio).

  Reactores reprodutores: todos os Estados com importantes instalações de energia nuclear estão interessados no desenvolvimento dos reprodutores rápidos, já que só com este tipo de reactores é possivel aproveitar as limitadas existências de urânio da Terra. Tal como se encontra actualmente o seu desenvolvimento, esta perigosa técnica oferece a única alternativa para assegurar o nosso abastecimento energético, a não ser que no futuro de descubram novas fontes de energia, cujo aproveitamento possa ser conseguido de uma forma mais segura e económica.

Controlar os riscos de funcionamento de um reactor

  Todos os componentes de um reactor nuclear (combustível, moderador, meio refrigerante e as barras de controlo) encontram-se instalados dentro de um grande contentor sob pressão. Fabricados com aço especial, cimento pré-esforçado e rodeado com várias envolturas, nestes contentores, as exigências de impermeabilidade e estabilidade das camadas envolventes são extremamente elevadas, a fim de garantir que em todos os acidentes imagináveis, não seja permitida a fuga de material radioactivo.

 Durante o funcionamento de um reactor nuclear produzem-se grandes quantidades de material radioactivo residual (lixos nucleares).

Fig. 7 – Central nuclear pressurizada.

Fonte: energianuclear.naturlink.pt