O centésimo elemento

Produção interna de combustível nuclear atende ao principal reator atômico brasileiro para pesquisas e fabricação de radioisótopos

Setembro de 2012 foi um mês histórico para o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen). Na semana passada, a autarquia paulista associada à Universidade de São Paulo (USP) e gerenciada pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) comemorou 55 anos de criação. E celebrou também a entrega do centésimo elemento combustível fabricado internamente para o reator atômico IEA-R1m.

Projetado e construído pela empresa norte-americana Babcock & Wilcox, o reator opera de modo controlado a fissão (“quebra”) em cadeia dos núcleos dos átomos de urânio. Seu projeto integrou o programa Átomos Pela Paz, iniciativa dos Estados Unidos do período pós-Segunda Guerra Mundial, que incentivava outros países a aderir à tecnologia atômica com fins pacíficos. Por fim, foi incorporado ao Tratado Mundial de Não Proliferação de Armas Nucleares, em vigor desde 1970, e tem adesão atual de 189 países.

Aplicações médicas

Desde sua inauguração, o IEA-R1m é usado em duas missões básicas: a primeira é permitir pesquisas científicas na área nuclear. E a segunda é a produção de radioisótopos, a principal matéria-prima para a fabricação de radiofármacos. Estas substâncias são empregadas no diagnóstico e tratamento de doenças como o câncer e em outras áreas médicas como cardiologia e neurologia. E têm também aplicações em setores como agricultura e indústria.

Em suas quatro primeiras décadas de operação, o IEA-R1m trabalhou com potência máxima de 2 megawatt (MW). Entretanto, com o aumento da demanda por radiosótopos, em 1997 o reator nuclear teve sua potência máxima alterada para 5 MW. E desde então a rotina de utilização do equipamento foi ampliada para 120 horas semanais.

Salto tecnológico

Para Elita Carvalho, gerente do Centro do Combustível Nuclear (CCN) do Ipen, a produção do centésimo elemento representa a consolidação de trabalho iniciado em 1988 pelos 36 profissionais do instituto. Química de formação, a pesquisadora destaca o viés estratégico da decisão de enriquecer no Brasil o urânio, elemento base do combustível atômico. E mais o desenvolvimento de muitas linhas de pesquisa científica em assuntos afins.

O salto tecnológico do Ipen envolveu a formação de pessoal especializado e o domínio de diversas tecnologias químicas, metalúrgicas e cerâmicas. E mais a constituição de uma cadeia nacional de produção nuclear, inclusive com o tratamento de efluentes. Ao longo da evolução, Elita destacou o rigoroso controle de segurança em todos os processos envolvidos, de acordo com padrões internacionais de segurança.

Autossuficiência

Os elementos combustíveis utilizados pelo reator IEA-R1m são do tipo Materials Testing Reactor (MTR), formados pela montagem de um conjunto de placas combustíveis paralelas entre si, que permitem a passagem de um fluxo de água que serve como refrigerante e moderador.

Atualmente, o CCN produz, por ano, dez elementos combustível para o IEAR1m. Em média, cada um demora um mês para ser fabricado e sua vida útil, no reator, depende do número de horas em operação no sistema nuclear. Depois do uso, o material é estocado dentro da própria piscina do reator, em compartimento próprio.

Com a evolução dos serviços prestados, a expectativa do Ipen nos próximos anos é deixar de importar, do Canadá e da Argentina, matérias-primas como o tecnécio, usado para produzir radioisótopos. Na visão da pesquisadora Elita, os principais desafios atuais do Ipen são a gestão de pessoal e o aporte de recursos financeiros.

A meta futura é ampliar a produção e desenvolver combustíveis com maior densidade de urânio, para atender, por exemplo, o futuro Reator Multipropósito Brasileiro (RMB). O projeto conjunto com a Marinha também tem viés científico e segue em construção no Centro Experimental de Aramar, em Iperó, município próximo de Sorocaba.

A expectativa é passar a produzir 25 elementos combustível para o RMB, cujas operações estão previstas para ter início em 2018. A partir daí, explica Elita, será possível aumentar a capacidade e até dobrá-la. Quando essa meta for atingida, o Brasil será 100% autossuficiente na fabricação dos radioisótopos. E terá toda a cadeia produtiva nacionalizada, pois os minérios envolvidos na produção do combustível são extraídos de jazidas localizadas na Bahia e no Ceará.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 30/10/2012. (PDF)

Última chance – Hoje é o último dia para visitar a Feteps

Com entrada franca, feira na capital apresenta 288 projetos científicos e de inovação tecnológica de destaque produzidos nas Etecs e Fatecs

Ainda dá tempo de conhecer as novidades da 6ª Feira Tecnológica do Centro Paula Souza (Feteps). Iniciado dia 23, o evento com entrada franca termina hoje, às 16 horas, na Expo Barra Funda, na Rua Tagipuru 1.001, próximo da Estação Barra Funda do Metrô, na capital. Em 2012, a Fetesp reúne 288 projetos científicos, culturais, de serviços e mais experiências realizadas pelos alunos das Escolas Técnicas (Etecs) e Faculdades de Tecnologia (Fatecs) mantidas pelo Centro Paula Souza.

A Feteps também funciona como ponto de integração das instituições de educação profissional pública entre diversos Estados do País e de parceiros na América Latina. Serve também como vitrine para o meio científico e tecnológico atrair novos talentos para o meio acadêmico, considerando que a maioria do público é formada por estudantes.

No total, o visitante conhece 196 criações de Etecs e 52 de Fatecs. E mais oito destaques nas áreas de indústria, serviços, saúde, agroindústria, ciências, meio ambiente, informática, iniciativas sociais e arte. Os projetos mais promissores serão premiados hoje com tablets, iPods e troféus, como resultado de concurso interno promovido pelo Centro Paula Souza.

Uma novidade desta edição é a presença, no mesmo espaço, de 44 trabalhos da Feira Ibero-Americano de Ciência, Tecnologia e Inovação (Empírika). Realizado pela primeira vez em 2010, na Espanha, o evento, bienal e itinerante, foi criado como parte das comemorações do 8º centenário da Universidade de Salamanca.

Mobilidade e inclusão social

O veículo elétrico dedicado à locomoção de pessoas especiais, da Fatec de Mogi Mirim, é um dos destaques da Feteps. Criado no primeiro semestre do ano, o protótipo envolveu o trabalho de 15 alunos do curso de Projetos Mecânicos e de dois docentes. Um deles, o professor Marcelo Caetano, ex-aluno da faculdade, orientou e acompanhou o uso de materiais nos laboratórios, em etapas como pintura e produção dos componentes da estrutura do carro.

Bancado com recursos próprios dos alunos, o veículo foi projetado para ser usado por paraplégicos, tetraplégicos e amputados dos membros inferiores. Funciona por comando de voz ou alavanca de comando (joystick) e foi programado para atingir velocidade máxima de 20 quilômetros por hora.

Ricardo Fujihira, um dos alunos no estande, observou que a proposta principal é favorecer o traslado do portador de deficiência. Segundo ele, se alguma empresa se interessar, a produção do veículo é viável, com ajustes de ergonomia e estrutura. “Os principais desafios foram superados – incluíram programar o software de comando e mais projetar, construir e fazer o veículo rodar com segurança”, observou.

Telhado verde

Guilherme Pinto é ex-aluno da Etec João Belarmino, de Amparo. Formado em julho de 2012, aplicou grande parte do que aprendeu no curso de Edificações em seu projeto pessoal: a construção de sua casa com telhado verde. Na 6ª Feteps, o público pode aprender com ele sobre sua experiência e também conferir um vídeo que mostra todas as etapas da construção da residência dele – desde a elaboração do projeto passando pela preparação da base de sustentação da estrutura.

Trocar a telha de barro por um gramado evita a emissão de gás carbônico para queimar o material e pode reduzir em até 40% o custo da cobertura da casa. Guilherme conta que o teto verde pode ser adotado em construção de todos os portes e se mostra bastante viável em moradia popular.

Além da economia de energia e do conforto térmico proporcionado, há ainda mais vantagens, como a resistência à umidade, à exposição solar e ao clima seco, além do baixo custo de manutenção, que deve ser semestral e feita pelo próprio morador.

Guilherme conta que o segredo do telhado verde é considerar todas as questões envolvidas ainda na fase do projeto. A ideia é contemplar aspectos como a escolha da melhor espécie de vegetal para ser usado no “jardim” do teto, passando por cuidados de impermeabilização da base e da construção do sistema de drenagem para evitar infiltrações e funcionamento correto das calhas. “Depois de pronto, o principal trabalho é arrancar as espécies invasoras do canteiro”, diz sorrindo para o público.

Ciência em notícia

Na Empírika 2012, evento paralelo à Feteps, um dos destaques brasileiros é o estande do Laboratório de Estudos Avançados em Jornalismo (Labjor) da Unicamp. A dupla de pesquisadoras Ana Paula Morales e Germana Barata, responsáveis pelo espaço, explica que a proposta é apresentar para o público, de modo resumido, o trabalho do Labjor.

Assim, estimular o visitante a refletir sobre a divulgação da ciência e da tecnologia de maneira diferente e multidimensional, muito além do apresentado pela mídia. Quem quiser, pode aprender no estande a produzir notícia científica em uma oficina exclusiva. Nesse processo, a ideia é aprender a estruturar uma notícia de modo que o debate de um tema contemple muitas das áreas do conhecimento envolvidas.


Mais energias, menos impurezas

Disposta a tornar mais econômico o processo industrial de usinas, a equipe de alunos comandada pelo professor Marcelo Armoa, do curso de Biocombustíveis da Fatec Jaboticabal, criou um filtro de material cerâmico para retirar impurezas do caldo de cana após a moagem. De baixo custo, o dispositivo aumenta o potencial energético do composto e dispensa o uso de produtos químicos para clareá-lo.

O protótipo do filtro foi desenvolvido para atuar na primeira etapa do processo industrial, mas também favorece as posteriores. O conceito de “qualificar” o caldo permite usar menos água na fase seguinte do processo. E ainda torna mais eficiente o trabalho da caldeira permitindo gerar excedentes maiores de energia elétrica no processo global da usina.

O professor Marcelo informa que recebeu contatos de empresas para usar o produto e que pretende patenteá-lo em breve. A novidade atraiu a atenção da estudante Carolina Fátima, da Etec Santos Dumont, do Guarujá. Cursando o 3º ano do ensino médio, conta ter apresentado trabalho na área de biocombustíveis na Feteps 2011. E informa que pretende trabalhar na área petroquímica depois de formada. “A meta é aproveitar uma das muitas oportunidades de emprego que surgirão a partir da exploração das jazidas de petróleo e pré-sal na Baixada Santista”, revelou.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página II do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 25/10/2012. (PDF)

Parceria IPT e CDHU reduz 30% da conta de luz em moradia popular

Tecnologia de aquecimento solar desenvolvida para moradias também é capaz de diminuir consumo de água pela metade

Um projeto-piloto realizado em 2003 pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) para a Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano (CDHU) se tornou padrão para a construção de moradias populares no Estado de São Paulo. Durante um ano, no município de Cafelândia, na região centro-oeste paulista, o IPT orientou a instalação de uma tecnologia que combina aquecedores de água baseados em energia solar com o chuveiro elétrico convencional. E monitorou, em 50 residências de um conjunto habitacional, o consumo de água e luz durante o banho dos moradores.

A pesquisa teve apoio da prefeitura local e parcerias da Transsen (fabricante de aquecedor solar) com a CDHU, e mais duas empresas produtoras de chuveiros elétricos. Para pré-avaliar o consumo foi feita simulação no Laboratório de Instalações Prediais e Saneamento do IPT.

Depois, o teste foi aplicado na prática, noite e dia, nas quatro estações do ano. Os resultados, incluindo monitoramento em tempo real pelos pesquisadores, indicaram queda, pela metade, da água utilizada nas moradias e economia de no mínimo 30% nos relógios de luz.

No sistema híbrido (solar e elétrico) aprimorado pelo IPT, cada moradia de baixa renda tem seu sistema exclusivo para pré-aquecer a água por irradiação solar. O coletor solar do sistema garante produção mínima mensal de 142,6 kWh. Aproveita um fenômeno físico conhecido como termossifão e funciona de modo automático e ininterrupto.

O conjunto de coletor e reservatório revestido de aço inox, de 200 litros, é instalado sobre o telhado da casa ou do prédio do conjunto habitacional. Por meio dele, a água do reservatório circula por canaletas internas do coletor e retorna aquecida para o reservatório, em tubulações de cobre. Quando está cheio, em média, proporciona de cinco a seis banhos diários com água em volume suficiente.

Mistura sustentável

Para tomar banho, o funcionamento é semelhante ao usado em muitos hotéis, com duas torneiras: uma de água quente, vinda do telhado, e outra de fria, com a ligação da rua. A mistura de ambas atinge, em poucos segundos, a temperatura máxima recomendada sem causar queimaduras, de 39ºC. E em períodos com pouca oferta de sol, a água é aquecida pelo chuveiro de modo convencional, com eletricidade.

O sistema consegue aquecer água a até 70ºC. Tem uso combinado com chuveiro de potência reduzida e dispensa apoio elétrico no reservatório. O eletrodoméstico foi a opção escolhida por ter baixo custo de fabricação e por ficar ligado durante pouco tempo. O equipamento oferece altíssima eficiência energética, capaz de transformar quase a totalidade de eletricidade em calor – chegando próximo dos 100% de eficiência.

O conhecimento adquirido em Cafelândia foi transformado em documento técnico do IPT para a CDHU sobre o assunto. Desde 2008, o modelo híbrido de aquecimento vem sendo adotado no Programa Minha Casa Minha Vida, iniciativa de habitação popular da Caixa Econômica Federal. Também é usado por concessionárias paulistas de fornecimento de eletricidade, como EDP Bandeirante e CPFL.

O técnico Douglas Messina, responsável pelo projeto no IPT, comenta que a tecnologia pesquisada reúne o máximo de eficiência do sistema solar e do elétrico. Ele afirma ser possível estender a economia proporcionada pelo mesmo para áreas com oferta solar abundante na maior parte do ano. A lista de localidades inclui Estados brasileiros, como os da região Nordeste; e mais o México e muitos países africanos.

Construtores e usuários

No território nacional, Douglas comenta que são dois os principais desafios para a expansão do sistema híbrido. O primeiro é disseminar entre os construtores o conceito de incluir o aquecimento solar ainda na fase da “prancheta”. E, deste modo, abordar aspectos técnicos obrigatórios, como questões estruturais, hidráulicas, de segurança, pressão da água, entre outras.

Uma possibilidade seria a instituição, pelo MEC, de uma disciplina obrigatória sobre aquecimento solar em residências na grade horária de cursos técnicos, como o de Edificações, e superiores, como o de Engenharia Civil.

O segundo desafio é conscientizar os usuários para prevenir desperdícios. Medidas simples são capazes de potencializar a economia de água e de luz em quaisquer moradias. As recomendações são reduzir o tempo de banho, ajustar o termostato do chuveiro à temperatura ambiente, e regular a vazão do eletrodoméstico de modo a obter uma quantidade suficiente de água.

“Do ponto de vista da sustentabilidade, o maior desafio hoje para o Brasil não é gerar eletricidade. Há opções hidrelétrica, termoelétrica e até nuclear, se houver necessidade. A necessidade mais urgente é a de economizar água, recurso natural finito e não renovável”, observa Douglas. “Um dos próximos passos do Laboratório de Instalações Prediais e Saneamento do IPT será aprimorar a tecnologia para o uso do gás combustível, que também oferece grande potencial para gerar economia”, conclui.


Sem sustos na hora da fatura

“Nunca mexo no termostato do chuveiro. O banho aqui é tão gostoso que nem dá vontade de sair”, conta a dona de casa Aparecida Donizete da Silva. Ela mora com marido, dois filhos e dois netos em uma das 1.680 unidades do conjunto habitacional de prédios inaugurado em outubro de 2003, no distrito César de Sousa, em Mogi das Cruzes.

De acordo com o IBGE, o condomínio construído pela CDHU abriga 5 mil famílias com média de 3,4 habitantes cada. Sem elevadores, é dividido em cinco áreas com 17 blocos de 20 apartamentos cada. Exclusivo para cada moradia, o kit com o SAS foi instalado no telhado dos prédios por meio de convênio com a EDP Bandeirante.

No conjunto habitacional, a concessionária de energia regula aquecedores e chuveiros para oferecer banhos com temperatura máxima de 39ºC. Aparecida é síndica da área J1. Antes de realizar o sonho da casa própria, morava de aluguel e não conhecia o sistema de aquecimento solar.

Com seis moradores e oito banhos diários, a conta de água da família de Aparecida nunca ultrapassou R$ 30; e a de luz se mantém estável em R$ 65. A economia permitiu a compra, em prestações, de eletrodomésticos, como TVs com telas planas para a sala e o quarto do casal.

A dona de casa se diz satisfeita com o sistema. Comenta que, nos meses de inverno, os banhos tendem a ser mais longos, mesmo com os familiares já adaptados ao sistema. “A única situação diferente é quando recebo visita. Preciso orientar o convidado para abrir a torneira de água quente antes da fria. Mas é rapidinho e nunca ninguém reclamou”, diz sorrindo.


Os caminhos da água quente

Sistema de Aquecimento Solar da Água (SAS) é o nome técnico da solução híbrida que equipa novos projetos de conjuntos habitacionais da Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano (CDHU). O dispositivo segue as normas do Decreto nº 53.336, de 20 de agosto de 2008, que instituiu o Programa Estadual de Contratações Públicas Sustentáveis (PECPS).

Com viés social, a CDHU hoje tem o maior programa em eficiência energética para banho da América Latina. Além de estabelecer economia de água e de energia, também sugere adoção de tecnologias menos agressivas ao meio ambiente, como reduzir poluentes e usar produtos de baixa toxicidade. Desde a sua efetivação, em 2009, foram instalados 30 mil kits de SAS no Estado, divididos em quatro áreas.

A primeira reúne municípios das regiões de Taubaté, Baixada Santista, Campinas e Sorocaba; a segunda, de Ribeirão Preto, São José do Rio Preto e Araraquara; a terceira, de Bauru e Marília, e a quarta, de Presidente Prudente e Araçatuba. Para o futuro, a meta da CDHU é também adotar o SAS em empreendimentos na capital e em municípios da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) ainda não contemplados.

O sistema de aquecimento solar da água adotado pela CDHU segue requisitos de diversos órgãos de referência e iniciativas sustentáveis. A lista deles inclui Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e o Programa Nacional de Conservação e Energia Elétrica, responsável pelo Selo Procel.

Eduardo Baldacci, gestor de eficiência elétrica da CDHU, explica que a proposta principal é melhorar a qualidade de vida da população de baixa renda e ampliar suas possibilidades financeiras com a economia proporcionada. “Já para a administração pública, a tecnologia permite poupar recursos em infraestrutura, em especial no processo do sistema elétrico nacional conhecido como Geração, Transmissão e Distribuição (GTD)”, analisa.

O gestor também destaca a evolução nos editais de contratação e termos de referência de serviços e produtos e o aumento das exigências da CDHU, sobretudo em aspectos como qualidade e durabilidade dos equipamentos. “Acabamos por favorecer a pesquisa e o desenvolvimento dos chuveiros e aquecedores solares nacionais. A meta é ter o SAS mais barato, porém capaz de maximizar a economia e a eficiência energética”, explica.

Dois caminhos

Para ser incorporado na moradia popular, o sistema híbrido de aquecimento pode vir de dois caminhos. O primeiro é a ata de preços. Por meio dela, a CDHU licita a compra e instalação dos conjuntos de aquecedores solares, de acordo com a Lei nº 8.666, de 1993. E repassa ao fabricante, por meio de cláusula no contrato do edital, a tarefa de instalar, orientar o morador sobre o uso adequado e oferecer assistência técnica durante cinco anos, período de garantia do equipamento, cuja vida útil é de 20 anos.

Eduardo informa que, desde 2009, início do projeto, menos de 0,5% do total de aquecedores instalados teve relato de algum problema. E se for necessário, pelo contrato, o fornecedor vencedor da concorrência também arca com custos referentes à retirada, transporte, ensaios e reposição do equipamento. Nesta modalidade, já foram instalados 19,5 mil SAS em 131 cidades paulistas.

O outro tipo de instalação dos aquecedores é por meio de convênio firmado entre a CDHU e as concessionárias de fornecimento elétrico do Estado. Pelo contrato, as empresas doam e instalam os equipamentos para os mutuários, como contrapartida à Lei Federal nº 9.991, de 2000, que as obriga a investir 1% de seu faturamento anual em programas de pesquisa e desenvolvimento em eficiência energética.

O convênio com as empresas é um tipo de contrato imposto pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). As concessionárias podem colocá-lo em prática de acordo com os seus próprios critérios.

Por meio dele foram instalados 10,5 mil sistemas híbridos em 17 municípios paulistas. No total, a CPFL responde por 6,5 mil, o grupo EDP Bandeirantes por 4,8 mil e a Eletropaulo tem mais 5 mil, sendo que estes últimos serão colocados em funcionamento até o final de 2013.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente nas páginas II e III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 03/10/2012. (PDF)