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Pequeños reactores modulares

Pequenos reatores modulares: o futuro do setor energético nuclear?

Ainda que há muito tempo, de forma teórica, falemos deles usando prefixos como mini, os pequenos reatores modulares (Small Modular Reator, SMR) têm um potencial muito real no setor energético e industrial. De tamanho reduzido e com um plano de integração simples, os SMRs podem substituir a potência elétrica de muitas plantas de carvão e de gás, reduzindo emissões e alcançando localidades dificilmente acessíveis ou isoladas. Samantha Larriba do Apio, membro do Conselho de Administração da Jóvenes Nucleares (parte da Sociedade Nuclear Espanhola) fala-nos do futuro promissor do setor nuclear.

O futuro do setor nuclear pode ser escrito em muitos volumes. Uma linha muito clara de investigação e inovação está colocada precisamente na versão reduzida e potenciada das tradicionais centrais: os pequenos reatores modulares (SMR). Os SMR são os reatores com potência elétrica menor ou igual a 300 MWe, em comparação com os convencionais de 1 mil e 1.200 MWe, ainda que com frequência se incluam nesta classificação os intermediários (entre 300 MWe e 700 MWe). “Sua potência permite escalar a contribuição para a rede necessária para cada local, optando pela instalação de um ou mais reatores de acordo com as necessidades da demanda. Esse recurso também permite alternar as paradas de reabastecimento de combustível, evitando deixar a rede sem toda a energia em um local ao mesmo tempo”, explica Samantha Larriba del Apio, membro do Conselho de Administração da Jóvenes Nucleares.

Outra das principais vantagens que a pesquisadora da Universidade Politécnica de Madri destaca é precisamente a modularidade, pela qual os reatores podem ser construídos em locais diferentes dos de implantação, reduzindo consideravelmente a dificuldade de integração e o prazo de ativação, diminuindo custos de fabricação e mitigando riscos associados. Isso também permite a instalação de reatores em locais dificilmente acessíveis ou isolados, onde o fornecimento elétrico é limitado ou inexistente, funcionando em modo ilha, ou seja, sem conexão com a rede nacional, ou onde for difícil a construção de um reator convencional.

Segundo a especialista, o papel que tais reatores podem cumprir no futuro do setor nuclear é protagonista, além da transição energética em toda sua extensão, já que potencializam a heterogeneidade no fluxo elétrico de qualquer país. “Considera-se que estes reatores poderiam chegar a substituir a potência das plantas de carvão e gás, empregando a mesma localização e inclusive adaptando certos sistemas auxiliares ou o balanço de planta para acomodar a instalação do SMR. Este ponto permite manter a potência e contribui com a redução de emissões de gases de efeito estufa, graças à substituição de centrais térmicas por centrais nucleares”, revela. Para estas últimas propõe-se um cenário de substituição de infraestruturas que tenham terminado sua vida útil por vários reatores em cadeia, onde “os SMRs propõem alternativas interessantes para novas aplicações além da produção de energia elétrica, avanços em sistemas de salvaguarda e emergência, bem como, por exemplo, a redução das zonas de exclusão ou áreas de emergência que permitam avaliações mais favoráveis na fase de escolha da localidade”, expõe.

Como os pequenos reatores podem contribuir?

Esta tecnologia emergente pode impulsionar o desenvolvimento econômico de muitas regiões, além de ser fundamental na estratégia energética. “A geração conjunta de calor e eletricidade está adquirindo uma relevância crescente em todo mundo devido ao aumento da demanda por energia. A importância da obtenção combinada de calor e eletricidade deriva da melhora da eficiência no uso de combustível, e da redução das emissões de gases de efeito estufa”, explica a pesquisadora da UPM, que acrescenta que o potencial dos SMRs não se limita à geração elétrica, já que “este novo tipo de reator oferece diversas possibilidades ou alternativas bem mais amplas. As aplicações não elétricas dos reatores SMR vão desde o apoio à calefação das cidades, em regime de geração conjunta, até seu uso na indústria de produção de hidrogênio”.

Os processos e requisitos necessários para a implantação destes pequenos reatores são, no plano normativo, similares aos das centrais nucleares convencionais: devem cumprir com o processo de licenciamento estipulado pelos órgãos competentes do âmbito nuclear e radiativo tanto nacionais como internacionais, além de dar cobertura a constantes revisões e análises de segurança (como planos de emergência e regulamento de proteção radiológica).

As grandes plantas de produção elétrica, nucleares ou térmicas, são a opção mais adequada para a instalação de plantas modulares. “No entanto, nem todas dão suporte às mesmas aplicações; dependerá da tecnologia, do combustível e da temperatura requerida pelo processo de geração conjunta”, aponta Larriba.

Ainda que discernir as vantagens da implementação destes reatores em diferentes âmbitos seja complicado, já que afeta questões estruturais, a UPM esclarece alguns dos principais benefícios:

  • Para o setor industrial: este tipo de reator implica perpetuar a tecnologia e a experiência operacional adquirida. Considerando uma das alternativas de acoplamento, como a cogeração, supõe o compartilhamento de linhas de negócios de empresas convencionais com empresas nucleares. Permite manter os empregos qualificados da indústria e favorecer a criação de novos empregos de alto valor agregado.
  • Para o usuário: a substituição de produção elétrica baseada na queima de combustíveis fósseis por energia nuclear traduz-se em uma redução do custo da fatura da luz diante do atual crescente preço do gás. A flexibilidade na operação das centrais ofereceria vantagens quanto à disponibilidade dos recursos energéticos.
  • Para a sociedade: os benefícios são comuns ao emprego da energia nuclear. Podemos acrescentar a não emissão de gases de efeito estufa, o papel de energia de base na rede elétrica e a contribuição para manter estável a frequência da rede em 50 Hz. Em particular, os SMRs têm a vantagem de ocupar menor superfície de localização, reduzindo a área de emergência nuclear.

Desafios do futuro

Quando perguntamos à pesquisadora pelos inconvenientes ou riscos que acarretam a integração dos SMRs no tecido industrial, ela destacou os comuns com o setor tradicional: o gerenciamento do combustível gasto em alta atividade e a atuação diante de possíveis acidentes nucleares. “O gerenciamento dos combustíveis é um inconveniente que a indústria nuclear não ocultou em nenhum momento, pelo que se responsabilizou ao longo da história. Tanto as soluções de armazenamento como de desmantelamento são implementadas em todo mundo, e os constantes avanços em métodos para reduzi-los mediante a transmutação ou o uso como combustível efetivo para reatores de Geração IV, mostram a responsabilidade e o profissionalismo da indústria nuclear. No entanto, a redução da potência desses reatores está associada a uma diminuição do volume desse combustível irradiado”, explica a especialista.

Em termos de prevenção de riscos, também foram dados passos muito importantes na implementação da segurança, com sistemas de emergência que cobrem cenários cada vez mais improváveis. “Ela é constantemente analisada e pesquisada tanto pela indústria quanto pelos centros para reduzir o risco de liberação de radionuclídeos para o exterior ou mitigar possíveis danos ao núcleo em situações extremas”, diz.

Para além dos desafios tradicionais, a Sociedade Nuclear Espanhola assegura que há dois desafios acrescidos para o estabelecimento do SMR: as escassas operações internas e externas que obrigam as entidades reguladoras a analisar e avaliar os critérios e especificações do grande número de modelos existentes e aceitação social. “A inclusão das Centrais Nucleares na classificação da Taxonomia Verde da União Europeia é um passo em frente, não só pela visibilidade da energia nuclear como não poluente, mas também pela possibilidade de investir através de fundos europeus na construção de novas plantas como os Reatores Modulares”. Em contraposição, os resultados positivos seriam imediatos. “O investimento necessário para este tipo de projeto é mais atraente para as empresas devido à possibilidade de recuperar parte do dinheiro investido antes de implementar todos os módulos de uma mesma central, supondo que se instalem vários reatores modulares na mesma localidade. Desta forma há uma amortização mais rápida do capital e menor investimento inicial, o que supõe a redução considerável do risco financeiro”, conclui.

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Samantha Larriba del ApioSamantha Larriba do Apio é graduada em Engenharia da Energia com Mestrado em Ciência e Tecnologia Nuclear pela Universidade Politécnica de Madri. Atualmente é investigadora pré-doutoranda do programa de Doutorado em Energia Renovável, Sustentável e Nuclear na mesma universidade. Suas linhas de investigação são os Pequenos Reatores Modulares, a simulação termo hidráulica e a Segurança Nuclear. É parte do Conselho de Administração da Jóvenes Nucleares desde 2019.

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