Energia nuclear é uma boa opção na descarbonização?

Quando pensamos em energia nuclear é comum remetermos aos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki, ou ao acidente envolvendo a usina de Fukushima, todos no Japão. No entanto, a energia nuclear possui outras aplicações. Ela emite poucos gases de efeito estufa durante sua operação e pode ser considerada uma energia limpa. Mas será que ela é uma boa opção na descarbonização? Entenda mais abaixo.

O que é energia nuclear?

A energia nuclear, ou atômica, é aquela liberada no processo de transformação dos núcleos atômicos de elementos de elementos químicos. Sua principal utilização é na produção de energia elétrica, através de usinas termonucleares.

Existem duas formas de aproveitar essa energia para a produção de eletricidade: a fissão nuclear, em que o núcleo atômico se divide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento.

Na fissão nuclear, quando um nêutron atinge o núcleo de um átomo pesado, como o urânio, provoca sua fissão. Ele racha em dois ou mais pedaços (fragmentos) leves, liberando a energia resultante da reação, além de emitir novos nêutrons.

Esses novos nêutrons podem atingir novos átomos de urânio circunvizinhos no material e ocasionar novas fissões. No final, acontece uma reação em cadeia. A versão desta reação descontrolada se transformou nas bombas atômicas, que foram lançadas pelos Estados Unidos nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, em 1945.

Na fusão nuclear dois átomos de hidrogênio são unidos e criam um outro elemento químico, o hélio, liberando grande quantidade de energia na forma de radiação eletromagnética. Para que esta reação ocorra é necessário um ambiente de altas temperaturas, da ordem de milhões de graus. A fusão nuclear ocorre no Sol, transformando massa em energia. Cientistas trabalham há décadas para reproduzir as condições existentes no Sol para dominar esta fonte de energia.

Como funciona uma usina nuclear?

No reator nuclear, é possível controlar a reação de fissão nuclear com o uso de absorvedores de nêutrons para compensar o seu excesso e tornar a produção de energia estável e contínua.

A versão controlada é aplicada numa usina nuclear onde o calor aquece a água e a transforma em vapor. Esse vapor, em alta pressão, gira a turbina, que, por sua vez, aciona o gerador criando eletricidade.A energia gerada por 1 quilograma de urânio em uma usina termonuclear é a mesma produzida por 150 toneladas de carvão mineral numa usina termelétrica.

Como ela pode ser usada?

• Na produção de energia elétrica em usinas nucleares por meio da fissão nuclear.
• Para girar as hélices de navios e submarinos, usando vapor em vez de eletricidade.
• Na medicina a energia nuclear tem duas finalidades: radioterapia e diagnóstico por imagens. Ela também é usada na esterilização.
• Na indústria, pode ser aplicada na esterilização de alimentos, controle do enchimento de garrafas, espessura de filmes plásticos; e averiguação da qualidade de soldas em equipamentos e estruturas.
• Na agricultura, as técnicas nucleares são usadas na conservação de alimentos, para estudar solos, plantas e animais.A energia nuclear também está associada a produção de bombas atômicas, artefatos bélicos nucleares, armas de destruição em massa.

Quais são os riscos do uso da energia nuclear? Por que ela tem má fama?

Os riscos associados ao uso da energia nuclear estão conectados aos três grandes acidentes registrados na história. O primeiro deles aconteceu em Three Mile Island, nos Estados Unidos, em 1979. O segundo foi em Chernobil na Ucrânia (antiga União Soviética), em 1986. O terceiro ocorreu na usina de Fukushima, no Japão, em 2011.

A exposição de materiais radioativos gerados pela energia nuclear tem consequências desastrosas para pessoas, animais e o meio ambiente. "Não é má fama, mas sim a constatação do quanto ela é perigosa para a vida de todas as espécies do planeta. A fabricação das bombas atômicas lançadas em Hiroshima e Nagasaki mostrou ao mundo seu inigualável potencial destrutivo", explica Heitor Scalambrini Costa, professor associado aposentado da UFPE (Universidade Federal de Pernambuco). "Diferentemente do que propagam os seus defensores, os acidentes de Three Mile Island, Chernobyl e Fukushima provam que as usinas não são infalíveis a desastres e quando acontecem são tragédias duradouras", completa.

Com uma visão contrária, Carlos Brayner, diretor do Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste, diz que o poder de destruição e morte das bombas atômicas ainda permeia o imaginário das pessoas, alimentando a rejeição ao uso de aplicações nucleares pacíficas."O receio diante do desconhecido é certamente o nutriente especial desta rejeição. Conhecendo mais de perto a maravilha que a energia nuclear propicia, com campanhas de divulgação e disseminação sobre o assunto, é possível desmistificar o tema perante os vários estratos da sociedade", pondera o professor do Departamento de Energia Nuclear da UFPE.

Ela é limpa, mas não é renovável

A energia nuclear é considerada uma fonte de energia limpa de baixo impacto porque emite poucos gases de efeito estufa durante sua operação, no entanto, ela emite carbono em sua cadeia produtiva. Isso inclui a prospecção do minério com urânio, sua extração e processamento, enriquecimento, fabricação do combustível nuclear, que será queimado nas usinas nucleares, o armazenamento do lixo atômico e o descomissionamento da usina após o fim de sua vida útil.

Segundo dados da AIEA (Agência Internacional de Energia Atômica), todo esse processo produz entre 30 e 60 gramas de CO2 por kWh gerado. De acordo com o cálculo da Oxford Research Group, no entanto, isso chega a 113 gramas de CO2 por kWh gerado.A energia nuclear não é renovável porque os materiais retirados da natureza para a sua obtenção, como o urânio ou tório, não podem ser repostos. Porém, é possível estender o seu uso por milhares de anos reutilizando o combustível e/ou aumentando a capacidade regenerativa de minerais como o próprio tório.

A energia nuclear é uma boa opção na transição energética?

O uso da energia nuclear como uma das estratégias para a transição energética e a descarbonização divide opiniões. Para Brayner, ela é positiva devido à baixa emissão de gases de efeito estufa, por fornecer energia com segurança energética, ocupar áreas reduzidas com instalações produtoras compactas e oferecer preços acessíveis para a população.

"Com o advento de pequenos reatores modulares, a energia nuclear está sendo proposta para a produção de hidrogênio e seu uso em substituição aos combustíveis fósseis utilizados no transporte veicular; na geração de calor do processo industrial, na dessalinização de água e no suprimento de energia para os grandes data centers", diz.

Ainda segundo Brayner, o Brasil possui uma das matrizes mais limpas no contexto mundial e para conservá-la assim a energia nuclear ocupa uma posição privilegiada. "O nosso país possui substanciais reservas de urânio e domina todas as etapas do ciclo do combustível nuclear. Ter a soberania nacional neste campo da energia é fundamental para o desenvolvimento da nação sem sobressaltos e interrupções como estamos assistindo em outros países do chamado primeiro mundo que renunciaram ao seu uso", defende.

Países europeus, como Itália, Espanha e Alemanha têm recuado nos planos de avançar com instalações nucleares em seus territórios, mas outros como China, Índia e Estados Unidos possuem programas ousados em relação à construção de novas usinas nucleares.

"Existe grande resistência da sociedade em relação à opção nuclear. Os riscos e danos não valem a pena diante de catástrofes nucleares que já ocorreram, fora as que não chegam a ser noticiadas. No Brasil, cumprir com metas climáticas significa investir em fontes renováveis, optando por tecnologias e modos de produção sustentáveis, inclusivos e justos", defende Costa.Para Costa, as usinas nucleares não contribuirão para a descarbonização e para o enfrentamento das mudanças climáticas. "Os custos, em torno de 3 a 5 vezes superiores às fontes renováveis, mostram como ela é cara. A produção de lixo atômico mostra como são sujas. Os desastres que podem ocorrer com a liberação de materiais radioativos mostram como são perigosas".

Quais são as vantagens e desvantagens da energia nuclear?

• Vantagens: Emite poucos gases de efeito estufa durante sua operação; emite pouco carbono nos processos indiretos (como extração do minério, construção e desmonte de usina); fornece energia elétrica em larga escala e de forma contínua, diferentemente das fontes de energia renováveis solar e eólica que são intermitentes; pode ser usada em setores como saúde e indústria.
• Desvantagens: É uma fonte de energia não renovável; os possíveis acidentes nucleares envolvem riscos como perda de controle do reator nuclear, perda de controle dos sistemas de refrigeração, vazamento de radiação que impacta na saúde da população, resultando em doenças cancerígenas, leucemia e aumento de mortalidade; contaminação do lençol freático e de terras que se tornam impróprias ao plantio e criação de animais; rejeitos radioativos (lixo atômico), cuja deposição/armazenamento final seguro ainda não existe solução e eles precisam ficar isolados durante milhares de anos.

Fonte: Carlos Brayner, professor das disciplinas de Análise Neutrônica e Termohidráulica de Reatores Nucleares do Departamento de Energia Nuclear da UFPE (Universidade Federal de Pernambuco) e diretor do Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste; Heitor Scalambrini Costa, professor associado aposentado da Universidade Federal de Pernambuco, graduado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), mestrado em Ciências e Tecnologias Nucleares na Universidade Federal de Pernambuco (DEN/UFPE) e doutorado em Energética, na Universidade de Marselha/Aix, associado ao Centro de Estudos de Cadarache/Comissariado de Energia Atômica (CEA)-França