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EDIÇÃO Nº 46

DES-SAL: do mar para as torneiras

Cnen, Marinha e universidades lançam projeto de dessalinização nuclear para a segurança hídrica, energética e alimentar

Vera Dantas

Uma das principais estratégias adotadas mundialmente para enfrentar a falta de água potável é a utilização do processo de dessalinização de água, já aplicado em 150 países. Arábia Saudita, Emirados Árabes Unidos, Kuwait, Catar, Barein e Omã obtêm cerca de 90% de sua água potável através do processo de dessalinização, sendo esses países os que produzem 45% de toda a água dessalinizada no mundo. Embora a maior parte das plantas existentes empregue como fontes primárias de energia a eletricidade ou combustíveis fósseis convencionais, cresce o uso da energia nuclear em projetos de dessalinização. "A dessalinização nuclear já é uma realidade em várias partes do mundo. O processo já é adotado em países como Canadá, Rússia, Paquistão e Argentina", afirma o assessor da presidência da Comissão Nacional de Energia Nuclear (Cnen), Auro Pontedeiro.

Essa deverá ser, em breve, a realidade brasileira. Uma parceria foi formada entre a Cnen, o Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo (CTMSP) e a Universidade Federal do Rio de Janeiro para o desenvolvimento de um projeto nacional em dessalinização nuclear, o DES-SAL Nuclear. O Termo de Referência do projeto foi aprovado pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), do Ministério de Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações. Segundo Auro Pontedeiro, outras universidades serão agregadas ao projeto, como a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), que estão mais avançadas no processo.

O projeto

O projeto DES-SAL Nuclear tem um tempo de duração de seis anos, divididos em três etapas de dois anos. A primeira etapa tem como objetivos principais a elaboração dos projetos conceituais do reator nuclear de pequeno porte geração GIII+ e de uma usina de dessalinização. A instalação terá duplo propósito, a produção de energia e de água potável. Nesse período inicial, está prevista a implantação de um laboratório de dessalinização no Instituto de Engenharia Nuclear (IEN). Na segunda etapa, serão realizados experimentos para a validação dos aspectos inovadores do projeto e o desenvolvimento do projeto básico. A equipe espera chegar na última etapa com um projeto detalhado, necessário para seu licenciamento junto ao órgão regulador. Para este fim, também será feita a análise de segurança da instalação. O financiamento solicitado à Finep, no valor de R$ 6,3 milhões, cobrirá os dois primeiros anos do projeto.

O laboratório de dessalinização a ser implantado no IEN será utilizado para o estudo da tecnologia associada à Destilação por Membranas (DM), que tem se revelado muito promissora, segundo Auro Pontedeiro. Além disso, a unidade piloto permitirá avaliar a eficiência energética e a adequação desse processo ao acoplamento com o reator nuclear. Segundo ele, resultados de outro projeto de dessalinização por membrana utilizando energia solar, desenvolvido pela Coppe, serão utilizados para a otimização do processo em uma escala maior.

Em princípio, o primeiro protótipo do DES-SAL Nuclear será implantado no Nordeste, uma área com grande potencial para instalações desta natureza. "Quando se pensa em água, se pensa no Nordeste. Por isso, quando começamos o projeto, nosso alvo inicial foram regiões carentes de água tanto no interior como perto do litoral, onde há uma grande quantidade de poços artesianos", informa Pontedeiro. A operação ficará a cargo do Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste (CRCN-NE), instituto de pesquisas da Cnen com sede em Recife. O local será definido a partir de estudos preliminares já realizados pela Eletronuclear identificando regiões potencialmente aptas a receber uma planta de energia e dessalinização.

Os benefícios previstos podem ser multiplicados com a adoção de medidas sugeridas pelo grupo de trabalho que estruturou a proposta, como a criação, em torno do empreendimento, de um parque agroindustrial abastecido pela eletricidade gerada e do desenvolvimento de atividades agrárias irrigadas com excedentes de água da região, contando com a garantia de abastecimento da população e de determinados processos com a água dessalinizada produzida.

Histórico de sucesso

A parceria entre a Marinha do Brasil e a Cnen - que tem antecedentes históricos de sucesso, como o domínio do processo de enriquecimento de urânio - prevê o desenvolvimento do projeto conceitual de um reator de pequeno porte da geração GIII+ tendo como ponto de partida o reator Labgene, desenvolvido para o projeto do submarino nuclear. "A ideia é transformar o Labgene, que é um reator de geração GII, em um reator de geração GIII+, com os novos requisitos de segurança exigidos pelos órgãos reguladores após o acidente de Fukushima", explica Pontedeiro. "Os sistemas de segurança dos reatores da geração GII são ditos ativos, pois dependem de operação elétrica ou mecânica, enquanto que nos projetos da geração GIII+, os principais sistemas de segurança são ditos passivos e inerentemente seguros, pois são acionados utilizando a força da gravidade e circulação natural do fluido refrigerante, independentemente da disponibilidade de energia elétrica", completa.

O primeiro protótipo do DES-SAL será implantado no Nordeste, uma área com grande potencial para instalações dessa natureza

Por essas características, segundo ele, o DES-SAL é um projeto de arraste tecnológico. "Esperamos que esse projeto revitalize as áreas de concepção de reatores em todos os nossos institutos e nas universidades, que estavam se extinguindo, com o pessoal se aposentando e sem ter um projeto de continuidade", declara.

Além dos recursos da Finep para a fase inicial do projeto, o grupo pretende formar parcerias com outras instituições nacionais e internacionais. Em novembro, o gerente-geral técnico do DES-SAL Nuclear, Paulo Berquó, do IEN, apresentou o projeto ao grupo de pesquisa em dessalinização da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA). O grupo foi criado em 1998 e é formado por institutos de diversos países, que compartilham as últimas pesquisas e desenvolvimentos em dessalinização nuclear.

Pequeno porte

Uma das características comuns dos projetos de dessalinização é a utilização de reatores nucleares de pequeno (75 MW) e médio porte (entre 200 MW e 300 MW). Entre suas vantagens, segundo Auro Pontedeiro, destacam-se: projeto mais simples e robusto, menos sujeitos a problemas operacionais, menor risco de acidentes com derretimento do núcleo, maior independência da ação do operador, processo de licenciamento mais ágil e utilização de nossa experiência prévia de projeto e de operação. Grande parte dos componentes e sistemas de uma usina pode ser manufaturada em locais controlados e, posteriormente, transportados para o sítio escolhido para a usina, minimizando a necessidade de grandes canteiros de obras e de pessoal especializado local. Além disso, "reatores de menor porte podem ser construídos em períodos menores de tempo, minimizando os prejuízos oriundos de instabilidades ou descontinuidades econômicas ou políticas", diz.

Ele destaca também o aspecto econômico, principalmente quando há produção em escala. "É possível utilizar clusters de vários reatores pequenos, que vão sendo adicionados. Com isso, o tempo de execução é bastante reduzido e o custo também começa a ser amortizado já com a operação da primeira unidade", explica. "Muitos países estão planejando adotar clusters de reatores pequenos para a produção de energia. Esta é uma tendência mundial", afirma.


SEGURANÇA HÍDRICA

A escassez de água é uma das grandes preocupações mundiais, junto com a preservação do meio ambiente, o combate à fome e à mortalidade infantil. Mas falar de escassez em um planeta que tem 70% de sua superfície coberta por água poderia parecer um contrassenso não fosse o fato da maior parte desse volume (97,5%) estar nos mares e oceanos, ou seja, ser água salgada, imprópria para o consumo humano e para a produção humana. Além disso, os 2,5% restantes de água doce também não estão inteiramente disponíveis para o uso, uma vez que a maior parte (68,9%) se encontra nas calotas polares e geleiras, 29,9% constituem as águas subterrâneas e 0,9% são relativas à umidade dos solos e pântanos. A água dos rios e lagos representa apenas 0,3% do total de água doce do planeta. Mesmo pequena, essa parcela seria mais que suficiente para atender à demanda da população terrestre se ela estivesse distribuída de forma homogênea por todas as regiões. Mas isso não acontece. Somente 23 países detêm dois terços das reservas de água potável. Com o crescimento populacional, agravado pela poluição e o desmatamento, a crise de escassez de água tende a se agravar, afetando principalmente os países em desenvolvimento.

Neste cenário, existe uma grande preocupação em garantir a segurança hídrica. Segundo a Declaração Ministerial do 2º Fórum Mundial da Água 2000, ratificada na Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável (Rio+20), em 2012, segurança hídrica consiste em "garantir que ecossistemas de água doce, costeira e outros sejam protegidos e melhorados, possibilitando que cada pessoa tenha acesso à água potável suficiente a um custo acessível para levar uma vida saudável e produtiva, e que a população vulnerável seja protegida contra os riscos relacionados à escassez de água".¹

A água doce é utilizada em várias atividades como agricultura, indústria e no uso doméstico. No setor agrícola, a água doce é indispensável para a irrigação. A geração de energia elétrica requer água doce como água de processo e como água de resfriamento e aquecimento. No setor de mineração - que, no Brasil, respondeu por cerca de 18% da balança comercial em 2015 -, a água doce é indispensável para a extração dos metais dos minérios.

Dada a crise hídrica que o país enfrenta, não apenas na região nordeste, mas abrangendo outros estados, o processo de dessalinização se torna uma alternativa bastante promissora para reverter a escassez de água. O método de dessalinização não se restringe à água do mar e pode ser aplicado também no reaproveitamento de água de esgoto, que é tratado, depurado do sal e de outros minerais e elementos indesejáveis.

A demanda pelo processo de dessalinização cresce a uma taxa de 15% ao ano. Existem 20 mil usinas de dessalinização no mundo, fornecendo água potável a 300 milhões de pessoas. No Brasil existe apenas uma usina de dessalinização, em Fernando de Noronha, que produz 650 metros cúbicos de água por dia. Isso equivale a 0,1% da produção da maior usina do mundo, em Abu Dhabi, nos Emirados Árabes Unidos. Toda a água dessalinizada em Noronha é consumida pela população do arquipélago.


¹ Conference on Sustainable Development, Planet under Pressure, March 26-29, London.

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