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as pedras de moer. Mas os pioneiros da exploracao moderna das mares foram os habitantes de Husum, pequena ilha alema no mar do Norte. Ali, por volta de 1915, os tanques para o cultivo de ostras estavam ligados ao mar por um canal, onde turbinas moviam um minigerador eletrico durante a passagem da agua das mares; a eletricidade assim produzida era suficiente para iluminar o povoado. Muito mais tarde, em 1967, os franceses construiram a primeira central mareomotriz (ou mare motriz, ou mare - eletrica; ainda nao existe um termo oficial em portugues), ligada a rede nacional de transmissao. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da Franca. Com a potencia de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes, a usina de Rance e a unica no mundo a produzir, com lucro, eletricidade em quantidade industrial a partir das mares.O exemplo frances estimulou os sovieticos em 1968 a instalar perto de Murmansk, no mar de Barents, Circulo Polar Artico, uma usina piloto de 20 MW, que serviria de teste para um projeto colossal, capaz de gerar 100 mil MW, ou oito vezes mais que ltaipu. A usina exigiria a construcao de um gigantesco dique de mais de 100 quilometros de comprimento. Mas a ideia foi arquivada quando se verificou que seria economicamente inviavel. O desenvolvimento de um novo tipo de turbina, chamada Straflo (do ingles, straight flow, fluxo direto), permitiu reduzir em um terco os custos de uma usina mareomotriz.Os canadenses foram os primeiros a emprega-la. Em 1984, acionaram uma usina experimental de 20 MW, instalada na baia de Fundy (na fronteira com os Estados Unidos, na costa Leste), onde o desnivel de 20 metros entre as mares e o maior do mundo (na usina de Rance, por exemplo, a diferenca e de 13,5 metros). Se os testes forem satisfatorios, ate o final do seculo podera ser construida na baia de Fundy uma usina mareomotriz de 5 500 MW. No Brasil, que nao prima por mares de grande desnivel, existem tres lugares adequados a construcao dessas usinas, relaciona o professor Reyner Rizzo, do Departamento de Oceanografia Fisica da Universidade de Sao Paulo: na foz do rio Mearim, no Maranhao, na foz do Tocantins, no Para, e na foz da margem esquerda do Amazonas, no Amapa. "O impacto ambiental seria minimo", explica Rizzo, "pois a agua represada pela barragem nao inundaria terras novas, apenas aquelas que a propria mare ja cobre."Mais surpreendentes ainda sao as especulacoes sobre o aproveitamento energetico do movimento das ondas: em teoria, se fosse possivel equipar os litorais do planeta com conversores energeticos, as centrais eletricas existentes poderiam ser desativadas.Basta pensar que uma onda de 3 metros de altura contem pelo menos 25 kW de energia por metro de frente. O dificil, talvez impossivel, e transformar eficientemente toda essa energia em eletricidade os dispositivos desenhados ate hoje sao em geral de baixo rendimento. E nao e por falta de ideias desde 1890, somente na
Inglaterra foram concedidas mais de 350 patentes a dispositivos para aquela finalidade.A maioria usa o mesmo principio: a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um liquido que move uma turbina ligada a um gerador. Com esse processo, a central experimental de Kaimei, uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potencia. Na Noruega, cujo litoral e constantemente fustigado por poderosas ondas, foi construida em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrario do sistema japones, o equipamento nao flutua no mar, mas esta encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinquenta casas. A instalacao consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressao, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento ritmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar. Mas o projeto mais original e, sem duvida, o do engenheiro Stephen Salter, da Universidade de Edimburgo, na Escocia. Modelos reduzidos dele ja foram testados no lago Ness aquele mesmo do suposto monstro.O sistema chama-se "pato de Salter" (Salter's cam, em ingles, eixo excentrico de Salter; o nome em portugues vem do fato de o equipamento imitar o movimento das nadadeiras de um pato). Consiste numa serie de flutuadores, semelhantes ao flap dos avioes, ligados a um eixo paralelo a praia. A parte mais bojuda dos "patos", enfrenta as ondas, cujo movimento ritmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que so transmite o movimento numa direcao. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. E esperar para ver. Quando os precos do petroleo dispararam na decada de 70, os americanos chegaram a imaginar que outro sistema, as centrais termicas marinhas, oferecesse a saida para a crise energetica que ameacava frear a economia mundial.O pioneiro dessa tecnica tinha sido um inventor solitario e voluntarioso, o frances Georges Claude, que na decada de 30 investiu toda a sua consideravel fortuna na construcao de uma dessas usinas nas costas brasileiras. Ele aportou em outubro de 1934 no Rio de Janeiro, a bordo do cargueiro La Tunisie, onde recebeu as boas - vindas e os votos de boa sorte de ninguem menos que o presidente Getulio Vargas. Claude, entao com 64 anos de idade, enriquecera com a invencao, em 1910, do tubo de gas neon para iluminacao, mas considerava um desafio ainda maior a busca de novas fontes de energia. Ele demonstrara que uma diferenca de 18 graus entre a temperatura das aguas aquecidas da superficie e as mais frias da profundidade do oceano era suficiente para movimentar um sistema fechado no qual a amonia, ou a agua, num ambiente de vacuo parcial, se evapora, movendo uma turbina que gera eletricidade, e
volta a se condensar, para tornar a evaporar, movimentando novamente a turbina e assim por diante. Com obstinacao e muito dinheiro , Claude construira uma usina experimental na baia de Matanzas, em Cuba. Se o principio do sistema tinha uma aparencia simples, a sua execucao foi extremamente trabalhosa.Um tubo precisava trazer a agua da superficie do mar para a usina na beira da praia; um segundo e enorme tubo, de 1 metro de diametro e quase 1 quilometro de comprimento, sugaria a agua do fundo do mar para a unidade de refrigeracao. Claude chegou a montar uma via ferrea de 2 quilometros em direcao ao mar para fazer mergulhar o tubo. Na terceira tentativa, no dia 7 de setembro de 1930, os cubanos viram finalmente chegar a agua a usina, na temperatura de 11 graus, e a eletricidade comecar a ser produzida. Claude instalou depois uma nova usina a bordo de um navio cargueiro.Em alto-mar, raciocinava o inventor, nao enfrentaria o problema de trazer o tubo a praia ele desceria verticalmente do proprio casco do navio. Com essa tarefa, o La Tunisie chegou ao Rio de Janeiro. Depois de quatro meses de preparativos, comecou a delicada operacao de descer os 800 metros de tubo. Mas o movimento das ondas impediu a soldagem perfeita de uma das 112 secoes e o projeto acabou indo agua abaixo. Georges Claude morreu arruinado em 1960, sem realizar seu sonho. A tecnica porem sobreviveu, conhecida pela sigla ETM (energia termica dos mares), ou OTEC em ingles (ocean thermic energy conversion, conversao da energia termica dos oceanos).O governo frances voltaria a utiliza-la em 1948, com a construcao de uma usina experimental ao largo de Abidjan, na Costa do Marfim, Africa Ocidental. O projeto mais ambicioso ate agora foi o da companhia americana Lockheed, no inicio dos anos 70, abandonado afinal por razoes economicas. Seria uma gigantesca central dotada dos recursos tecnologicos de que Claude nao dispunha em sua epoca: do tamanho de um superpetroleiro de 300 mil toneladas, flutuaria no mar como um iceberg, no qual apenas a torre de acesso, de 16 metros, estaria acima da superficie.Da parte inferior da estrutura submersa penderiam os tubos com 500 a 700 metros de comprimento para sugar a agua fria; pela parte superior, entraria a agua aquecida da superficie um liquido operante de baixo ponto de ebulicao (que vira vapor em temperaturas relativamente baixas), como o amoniaco, o freon ou o propano, impulsionaria as turbinas. Ainda que o rendimento final fosse irrisorio, pois 97 por cento da energia produzida era consumido no proprio processo de bombear a agua de tamanha profundidade, os quatro geradores previstos no projeto proporcionariam uma potencia de 60 MW. Com os precos do petroleo nas nuvens, a operacao entao se justificava. Mas quando as cotacoes desabaram, esse e outros projetos de conversao de energia termica dos oceanos foram arquivados. Resta aguardar a proxima crise energetica para saber se a humanidade tentara novamente aproveitar a imensa generosidade dos mares, com outras tecnologias cada vez mais avancadas, ou se permanecerao os oceanos para sempre indomaveis.Boxes da reportagem Ondas
do lixo nuclear gerado. O horror nuclear em Hiroshima e Nagasaki marcou a primeira e unica vez em que armas atomicas foram usadas deliberadamente contra seres humanos. Mais de 100 mil pessoas morreram nos ataques de 6 a 9 de Agosto de 1945 e outros milhares morreriam nos anos seguintes sofrendo de complicacoes causadas pela radiacao. Desastres Nucleares -ChernobylNo dia 26 de abril de 1986, um experimento mal conduzido, aliado a problemas estruturais da usina e outros fatores, causou a explosao do quarto reator de Chernobyl. Cerca de 31 pessoas morreram na explosao e durante o combate ao incendio. Outras centenas faleceram depois, por causa da exposicao aguda a radioatividade, num grau 400 vezes maior que o da bomba de Hiroshima.-Bomba NuclearUma bomba atomica e uma arma explosiva cuja energia deriva de uma reacao nuclear e tem um poder destrutivo imenso uma unica bomba e capaz de destruir uma cidade inteira. Bombas atomicas so foram usadas duas vezes em guerra, pelos Estados Unidos contra o Japao nas cidades de Hiroshima e Nagasaki, durante a Segunda Guerra Mundial. No entanto, elas ja foram usadas centenas de vezes em testes nucleares por varios paises.-Usina Nuclear (E.UA)A usina nuclear de Three Mile Island, na Pensilvania, corre o risco de derretimento, o mais grave tipo de acidente nuclear. A ameaca provem de uma bolha de vapor existente dentro do reator, que pode aumentar de tamanho a medida que as pressoes internas forem relaxadas, deixando o nucleo sem a agua vital para seu resfriamento. Nuvens de particulas radioativas ja escaparam do reator para a atmosfera, mas os tecnicos em radioatividade afirmam que o risco de contaminacao ainda e pequeno. Energia nuclear no Brasil A procura da tecnologia nuclear no Brasil comecou na decada de 50, com Almirante Alvaro Alberto, que entre outros feitos criou o Conselho Nacional de Pesquisa, em 1951, e que importou duas ultra-centrifugadoras da Alemanha para o enriquecimento do uranio, em 1953.A decisao da implementacao de uma usina nuclear no Brasil aconteceu em 1969. E que em nenhum momento se pensou numa fonte para substituir a energia hidraulica, da mesma maneira que tambem apos alguns anos, ficou bem claro que os objetivos nao eram simplesmente o dominio de uma nova tecnologia. O Brasil estava vivendo dentro de um regime de governo militar e o acesso ao conhecimento tecnologico no campo nuclear permitiria desenvolver nao so submarinos nucleares mas tambem armas atomicas. Em 1974,, as obras civis da Usina Nuclear de Angra 1 estavam em pleno andamento quando o Governo Federal decidiu ampliar o projeto, autorizando a empresa Furnas a construir a segunda usina. Mais tarde, em 1975, com a justificativa de que o Brasil ja mostrava falta de energia eletrica para meados dos anos 90 e inicio do seculo 21, uma vez que o potencial hidroeletrico ja se apresentava quase que totalmente instalado, foi assinado na cidade alema de Bonn o Acordo de Cooperacao Nuclear, pelo qual o Brasil compraria oito usinas nucleares e possuiria toda a tecnologia necessaria ao seu desenvolvimento nesse setor.Desta maneira o Brasil dava um passo definitivo para o ingresso
no clube de potencias atomicas e estava assim decidido o futuro energetico do Brasil, dando inicio a Era Nuclear Brasileira. Conclusao Concluimos que a energia nuclear pode ser usada para o bem da humanidade (produzindo energia, etc), porem pode causar varias guerras e catastrofes com o seu mau uso. Tambem sabemos que o atomo tem suas propriedades variadas e produz energia que hoje em dia e usada nas usinas nucleares.Paises europeus sao os que mais utilizam energia nuclear Levando-se em consideracao a producao total de energia eletrica no mundo, a participacao da energia nuclear saltou de 0,1% para 17% em 30 anos, fazendo-a aproximar-se da porcentagem produzida pelas hidreletricas. De acordo com a Agencia Internacional de Energia Atomica (AIEA) no final de 1998 havia 434 usinas nucleares em 32 paises e 36 unidades sendo construidas em 15 paises. Em termos relativos, a regiao que mais utiliza a nucleoeletricidade e a Europa Ocidental. Trinta por cento da energia eletrica e gerada por centrais nucleares, sendo esta a principal fonte de energia. A America do Norte fica com 17% e Extremo Oriente e Europa Oriental com 15%. Tres paises respondem por 60% do total mundial de capacidade instalada em usinas nucleares e em geracao de nucleoeletricidade (Japao, Franca e EUA). Entre estes, destacam-se a Franca, com 80% de sua energia gerada por 56 reatores nucleares, e o Japao, com 30%. Apos alguns acidentes como o de Chernobyl (1986), diversos paises diminuiram os investimentos em seus programas de producao de energia nuclear, em especial a Italia que desativou permanentemente os reatores e cancelou os projetos. Paralelamente, a industria nuclear mundial passou a investir em seguranca como forma de superar a decadencia com a qual se deparou este setor na decada de 80. Um dos pontos principais foi a automacao para reduzir as possibilidades de falha humana. Ainda assim, em setembro do ano passado o acidente na usina de Tokaimura (veja Ciencia Hoje, numero 156) demonstrou que o risco de acidentes e um fantasma que continua rondando esta alternativa de geracao de energia. Recentemente a Alemanha decidiu que nao serao instalados novos reatores e que os reatores em funcionamento serao desativados apos completada a sua vida util (32 anos neste caso). A Turquia tambem abandonou o projeto de construir sua primeira usina nuclear. No sentido oposto, o Brasil logo apos a inauguracao de Angra 2 ja discute o projeto de Angra 3. Apesar da "crise" na industria nuclear, os paises com maior necessidade desse tipo de energia, como o Japao ou a Franca, que nao tem outras alternativas, continuarao investindo neste setor. Os paises da Organizacao para a Cooperacao do Desenvolvimento Economico (OCDE) sao os que concentram a maior capacidade instalada de usinas nucleares no mundo e sao eles que continuarao liderando o crescimento da energia nuclear a nivel mundial. A decisao de construir usinas depende em grande parte dos custos de producao da energia nuclear...Eficiencia com custo elevado Os custos de producao da energia eletrica sao compostos de maneira diferente para cada pais, pois dependem, entre outros, dos recursos naturais disponiveis em seu territorio. Com
a crescente demanda de energia eletrica decorrente do modo de vida da sociedade moderna, mais de uma fonte de energia deveria ser estudada e aplicada, levando em conta os impactos ambientais e sociais a serem gerados a curto e longo prazos. Cada fonte apresenta vantagens e desvantagens (veja tabela). A energia nuclear e uma das mais eficientes, mas seu custo e elevado por causa dos sistemas de emergencia, de contencao, de residuo radioativo e de armazenamento. Na composicao de custos, a producao do combustivel (uranio) e de grande importancia. Esquematicamente, o ciclo completo envolve as seguinte etapas:1) Mineracao: apos a descoberta da jazida e feita sua avaliacao economica (prospeccao e pesquisa), inicia-se a mineracao e o beneficiamento. Na usina de beneficiamento, o uranio e extraido do minerio, purificado e concentrado num sal de cor amarela, chamado "yellowcake". No Brasil, estas etapas sao realizadas na Unidade de Lagoa Real (BA) das Industrias Nucleares do Brasil (INB), de produzir 300 ton/ano de concentrado de uranio. O teor e a dimensao de suas reservas sao suficientes para o suprimento de Angra 1, 2 e 3 por 100 anos. 2) Conversao do yellowcake (oxido de uranio - U3O8) em hexafluoreto de uranio (UF6) sob estado gasoso, apos ter sido dissolvido e purificado. 3) Enriquecimento Isotopico: tem por objetivo aumentar a concentracao de uranio 235 (U-235) acima da natural de apenas 0,7% para 2 a 5%, servindo entao como combustivel nuclear. Esta etapa e a de conversao ainda nao sao realizadas no Brasil, mas na Europa por um consorcio chamado Urenco. A tecnologia de enriquecimento inclui um processo de centrifugacao, onde entra o gas UF6. O isotopo U-235 de interesse e separado do isotopo U-238 mais pesado. 4) Reconversao do gas UF6 em dioxido de uranio (UO2) ao estado solido (po). Esta etapa e realizada em Resende (RJ), desde 1999, na Unidade II da Fabrica de Elementos Combustiveis (FEC), da INB. 5) Fabricacao das Pastilhas de UO2, tambem na Unidade II da FEC. 6) Fabricacao de Elementos Combustiveis: as pastilhas sao montadas em varetas de uma liga metalica especial, o zircaloy. Esta etapa e realizada na Unidade I da FEC, tambem localizada em Resende (RJ). Conforme a INB, desde 1996 o Brasil e um dos 12 paises que fabricam elementos combustiveis nucleares. A partir do primeiro semestre de 1999, passou a integrar o grupo de produtores mundiais de po e pastilhas de uranio enriquecido atraves da Unidade II da Fabrica de Elementos Combustiveis. Com isso, apenas duas etapas do ciclo do combustivel continuarao sendo realizadas no exterior: a conversao e o enriquecimento isotopico. Esta ultima ja e objeto de estudos realizados pelo Centro Tecnologico da Marinha em Sao Paulo (CTMSP), para processar no pais, em escala industrial, o enriquecimento de uranio atraves do processo de centrifugacao. Segundo Jose Roberto Rogero, Diretor de Materiais do Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares (Ipen), em fevereiro de 2002 a INB estara enriquecendo uranio com a tecnologia comprada do CTMSP por R$250 milhoes. Outros custos tambem sao importantes na implantacao de uma usina, como os associados a construcao inicial da planta
e suas modificacoes e os sistemas de seguranca, que sao redundantes (todos os equipamentos tem uma duplicata pronta para ser acionada a qualquer momento em caso de acidente). Aqui sao levados em conta quando e onde a usina e construida. Ha tambem os custos relacionados ao tratamento dos residuos, que no caso da energia nuclear exigem um alto nivel de seguranca para seu armazenamento. Em Angra 1 e 2, os depositos de lixo atomico nao sao definitivos. E sera necessario construir depositos permanentes, o que depende da regulamentacao da lei que trata do assunto. Apos o tempo de vida util de uma usina, deve-se tambem pensar nos custos de sua desativacao, o que envolve isolamento da area do reator por um periodo de milhares de anos, construcao de depositos permanentes de lixo radioativo, entre outros. Neste ponto, e importante ressaltar que ate hoje nenhuma usina nuclear foi descomissionada, ou seja, apesar de desativada, o local em que estava instalada continua isolado. Todas essas consideracoes voltam a ser objeto de debate no Brasil com a inauguracao de Angra 2... Tabela comparativa das fontes de energiaDevido ao aumento da populacao do mundo e uma continuada comparacao dos padroes de vida europeus, japoneses, e norte-americanos atuais, ha uma previsivel demanda de mais energia eletrica. Cada fonte de geracao de energia tem vantagens e desvantagens como mostrado na tabela abaixo . Fonte Vantagens Desvantagens Carvao Barato Facil de recuperar (nos E. U. e na Russia) Requer controles de alto custo de poluicao do ar (por exemplo mercurio, dioxido de enxofre) Contribuinte significativo a chuva acida e a aquecimento global Requer o sistema extensivo de transporte Nuclear O combustivel e barato E a fonte a mais concentrada de geracao de energia O residuo e mais o compacto de toda as fontes Base cientifica extensiva para todo o ciclo Facil de transportar como novo combustivel Nenhum efeito estufa ou chuva acida E a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergencia, de contencao, de residuo radioativo e de armazenamento Requer uma solucao a longo prazo para os residuos armazenados em alto nivel na maioria dos paises Proliferacao nuclear potencial Hidroeletrica Muito barato apos a represa ser construida Investimentos dos governos. Ex. o oeste dos EUA investiu pesadamente na construcao de represas. No Brasil o investimento do governo tambem e consideravel. Fonte muito limitada pois depende da elevacao da agua Muitas represas disponiveis existem atualmente (nao muito como uma fonte futura, dependendo do pais) O colapso da represa conduz geralmente a perda de vidas As represas afetam os peixes (por exemplo as corridas dos salmoes, entre outros, ate a foz do rio) Os danos ambientais para as areas inundadas (acima da represa) e rio abaixo Gas / Oleo Bom sistema de distribuicao para os niveis de uso atuais Facil de obter Melhor fonte de energia para o aquecimento de espacos Disponibilidade muito limitada como mostrado por faltas durante o inverno nos paises frios. Poderia ser o contribuinte principal do aquecimento global Caro para geracao de energia A grande oscilacao dos precos conforme a oferta e a demanda