Revista O Empreiteiro visita o canteiro de Angra 3, o patamar a partir do qual o País ensaia o desdobramento do programa que prevê, até 2035, a construção de mais quatro usinas nucleares
Nildo Carlos Oliveira — Angra dos Reis (RJ)
De um platô, resultante do corte de uma rocha, feito na fase inicial da construção de Angra 3, em 1984 – e interrompida em 1986 - tem-se uma vista privilegiada do canteiro das obras. No primeiro plano aparece o contingente de trabalhadores concentrados nas armações e concretagem do edifício do reator, que avulta em destaque por conta de sua configuração circular. Mais adiante, à direita, é construído o edifício auxiliar do reator e, à esquerda, o prédio de controle, cujas lajes também estão sendo concretadas. Um pouco mais à esquerda, vemos o edifício da turbina, no qual são executados os pilares de sustentação da laje do conjunto gerador.
O canteiro é pequeno, se comparado ao de obras hidrelétricas, mas expõe uma peculiaridade das usinas nucleares: as grandes complexidades técnicas se concentram em espaço reduzido e confinado. Na prática, é dentro daquele edifício esfericamente esbelto, encapsulado numa indumentária de concreto e que se destina a acomodar equipamentos de geração nuclear, onde tudo acontece. É ali que praticamente todas as disciplinadas da engenharia se manifestam, numa sequência de trabalho que tem em vista, em todas as suas etapas, e até para depois da conclusão, a obtenção de um índice de segurança da ordem de 100% de confiabilidade.
Observando-se os serviços e o ânimo com que eles estão sendo retomados, não se deixa de questionar as razões que levaram obra desse tipo a uma interrupção de mais de duas décadas e meia. O impacto de uma paralisação dessa ordem é muito significativo para a engenharia. Mesmo se considerarmos que a polêmica participação da energia nuclear no conjunto da matriz energética brasileira, corresponda a apenas 4 ou 5% no total (Angra 1, com 657 MW; Angra 2, produzindo 1.350 MW e, Angra 3, quando concluída, 1.405 MW), a importância da obra tem uma evidente conotação estratégica.
Quando ela entrar em operação comercial, em 2015, conforme o cronograma contratualmente estabelecido, deverá estar custando cerca de R$ 10 bilhões. Nessa estimativa está embutido o valor da ordem de R$ 1,93 bilhão correspondente à montagem dos equipamentos eletromecânicos. Mas há um pormenor a ser analisado: ao longo dos últimos 25 anos, a manutenção do canteiro paralisado, a estocagem dos equipamentos, que é um processo extremamente delicado, e os custos com segurança e inspeções preventivas periódicas, representaram gastos da ordem de R$ 600 milhões.
Cabe, por conta disso, e do exame dos prejuízos ocasionados pela paralisação para a engenharia e os gastos mencionados, colocarmos a seguinte indagação: Valeu a pena paralisar a obra? O fato é que a política – e a orientação da política econômica - têm razões, que a própria razão desconhece.
A RETOMADA DAS OBRAS
No canteiro, na praia de Itaorna, Angra dos Reis, O Empreiteiro manteve encontro com o engenheiro de Fortificações e Construções José Eduardo Costa Mattos, da Eletrobrás/Eletronuclear, superintendente das obras de Angra 3. Algumas palavras dele dão a dimensão de sua experiência: “Estou há 35 anos neste canteiro. Participei das obras de Angra 1, fui responsável pela conclusão de Angra 2 e, agora, sou responsável pela retomada de Angra 3.” A reportagem que se segue é o resultado de uma conversa descontraída, durante a qual Costa Mattos fez um longo exercício memorialístico.
Angra 3 foi projetada pela Siemens/KWU, que anteriormente fizera também o projeto de Angra 2. Já Angra 1 foi projetada pela empresa americana Westinghouse. A Siemens KWU é, hoje, a Areva NP.
Foi naquele longínquo ano de 1984 que a construtora Andrade Gutierrez começou as obras de Angra 3. Os primeiros movimentos da empreiteira visaram à preparação do canteiro, execução de escavações confinadas para as fundações dos edifícios e instalação de equipamentos para eventual aceleração dos trabalhos. Contudo, a economia brasileira não ia bem. O poder de investimento do governo se esgotara e isso se refletiu nas atividades de Angra. Com a falta de recursos no orçamento, não houve outro remédio, senão a paralisação das obras.
Em 2006, uma exigência do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) levou a Eletronuclear a realizar ali um plano para a recuperação de áreas degradadas, envolvendo a drenagem da cava de fundação da usina e providências para a proteção do maciço rochoso.
O começo do novo milênio acenava com novas possibilidades econômicas para o País, cuja economia passara a exigir o aumento da capacidade de geração elétrica, o que determinou o processo de liberação para a retomada das obras. Na época, e diante das possibilidades de um apagão elétrico, até a segunda fase da usina hidrelétrica de Tucuruí, no rio Tocantins, foi retomada.
Em junho de 2007, o Conselho de Política Energética (CNPE), adotou algumas medidas, seguidas de tratativas, para a retomada das obras de Angra 3. Os contratos com a Andrade Gutierrez foram então renegociados e a obra acabou relacionada como uma das prioridades do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC).
A Andrade Gutierrez retomou o projeto em 2009, depois que o empreendimento passou a contar com um orçamento de R$ 10 bilhões. Na ocasião, o presidente da Eletronuclear, Othon Luiz Pinheiro, declarou: “As obras desta usina nuclear começam oficialmente hoje.” Era o dia 4 de outubro.
Com a decisão da retomada, todos os esforços se concentraram na obtenção da licença de instalação do canteiro, a ser fornecida pelo Ibama; na licença de uso do solo, por parte da prefeitura de Angra dos Reis, e na obtenção da licença para a construção, uma atribuição da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).
Com as idas e vindas para assegurar a documentação necessária à segurança do andamento dos trabalhos, pode-se dizer que o começo efetivo das obras ocorreu no dia 1º de junho de 2010, quando foram detalhadas todas as fases do cronograma. Decorridos 17 meses daquela data, os resultados da retomada, na contagem do engenheiro Costa Mattos, no encontro com a revista, eram auspiciosos: tinham sido executados 50 mil m³ de concreto e tudo estava se encaminhando para tornar viável o que ele chama de “flutuação da esfera metálica do reator em suas primeiras quatro zonas”. A previsão, agora, é de que, no início de 2012, sejam iniciadas as concretagens dentro da esfera de contenção. Atualmente, movimenta-se no canteiro um contingente de 4 mil pessoas, número que pode aumentar para 9 mil no pico dos trabalhos, no ano que vem.
FUNDAÇÕES E REPOSICIONAMENTO DE ANGRA 3
São várias e complexas as interfaces técnicas das obras de Angra 3. E, em cada uma, não pode haver equívoco, tanto na decisão de fazê-las, quanto nas técnicas a serem aplicadas em cada item dos serviços. Por isso, tudo segue um planejamento prévio testado e aprovado.
Vários fatores levaram à seleção do sítio de Itaorna para a construção das três primeiras usinas nucleares brasileiras. A escolha de Angra resultou de estudos que consideraram as características do sistema de geração nuclear (usinas do tipo PWR – pressurized water reactor), que exigia abundância de água para refrigeração e facilidades logísticas dada a necessidade do transporte e montagem de equipamentos pesados e sofisticados, planos de contingência e as questões básicas levadas em conta nos estudos geológicos e geotécnicos. Sob este aspecto, em particular, o local se configurava como dentre os mais adequados.
No conjunto, todas as edificações de Angra 1 ocupam área cercada de 40 mil m² e Angra 2 e Angra 3, uma área confinada de 80 mil m². Como os projetos dessas duas últimas usinas são similares, as variações ali observadas são apontadas como decorrentes da própria condição da geologia local. As fundações de Angra 2, por exemplo, foram feitas com estacas – cerca de 2.600 unidades – cada uma com diâmetros que variavam de 1,10 m a 1,30 m. Essas estacas foram cravadas a profundidade média de 30 m. O engenheiro Costa Mattos lembra que a execução dessas fundações foi um processo complexo, exatamente pela necessidade da cravação dessas estacas naquela profundidade e pela dificuldade executiva para ultrapassar a grande quantidade de matacões – blocos de rocha existentes no solo a ser penetrado. Esse pormenor levou à análise do terreno, o que determinou o reposicionamento de Angra 3. Decidiu-se que suas estruturas seriam construídas em sítio rochoso, embora nas proximidades de Angra 2.
O local escolhido para a nova posição da usina ofereceu condições mais favoráveis às fundações. Estas foram executadas em rocha sã e a céu aberto, permitindo algum conforto do ponto de vista de parâmetros de segurança em caso de eventual sismicidade, fenômeno que se revela insignificante no Brasil, comparativamente ao que acontece em outras regiões do mundo, como as regiões dos Andes, por exemplo.
Concluídas as fundações, os trabalhos, hoje, se voltam a outras interfaces, próprias das peculiaridades desse tipo de usina.
OBRAS CIVIS E MONTAGEM
As obras civis, no prédio do reator, confrontam-se com as montagens, numa sequência quase ininterrupta, como decorrência da própria característica especial da edificação, projetada para acomodar os equipamentos. Ali, não se pode fazer a construção civil para, depois, se iniciar a montagem. A sequência exige a entrada dos montadores durante todo o processo de construção, assim como dos responsáveis pelas obras civis.
As exigências de proteção e a sequência dos trabalhos não oferecem alternativa, senão concentrar todos os equipamentos de geração nuclear dentro da esfera do edifício do reator, numa operação simultânea ao andamento das obras civis. No caso de Angra 3, são quatro geradores de vapor, incluindo o reator e o pressurizador, e as quatro bombas que movimentam e colocam em circulação o fluxo de água pelo interior do sistema. Com 56 m de diâmetro e pesando cerca de 3.300 t, a esfera de contenção possui um envoltório de aço carbono especial. É submetida a testes com cerca de seis atmosferas de pressão, tendo em conta o exame das condições de resistência dos equipamentos em quaisquer circunstâncias adversas, mesmo no caso de ocorrência de falha eventual, para a proteção do meio ambiente e do ser humano.
Cuidados semelhantes e operações simultâneas ocorrem na construção do prédio da turbina, onde é produzido o vapor e a refrigeração desse vapor, que é condensado com a circulação, ali, de cerca de 80 m³ de água do mar. Esse volume de água corresponde a mais de uma vez e meia todo o volume da água tratada do rio Guandu, que abastece a cidade do Rio de Janeiro.
“As características geométricas dessas edificações” – diz o engenheiro Costa Mattos - são muito complexas e, em sua construção e montagem interferem diversas disciplinas da engenharia e, em cada uma delas, há várias interfaces técnicas importantes: processos de fabricação de armaduras, fabricação de fôrmas metálicas específicas, concretagens especiais etc.”
Os métodos de concretagem, às vezes aparentemente simples, correspondem à fase final de uma cadeia de processos e estudos de resistência destinados a evitar eventual vulnerabilidade e a garantir a vida útil do conjunto.
“Por isso”, enfatiza o engenheiro, “nossos concretos são produzidos com alto teor de cimento de alto-forno (450 kg de cimento por m³ de concreto). Os estudos para alcançar o traço especificado consideram a geometria das estruturas e as alturas de lançamento, bem como o comportamento das reações térmicas e hidráulicas. Para isso, temos contado com a inteligência científica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), através do Instituto Alberto Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe).”
Em razão dessas especificidades, os concretos são lançados com cerca de até 8º C. O envoltório da edificação não pode ficar sujeito à ocorrência de trincas, mínimas que sejam, ou à possibilidade de quaisquer deformações. Todos os edifícios da usina nuclear são projetados para uma vida útil da ordem de pelo menos 60 anos.
As concretagens, realizadas a baixas temperaturas, levou a Eletronuclear a prever no canteiro o aumento do número de centrais de gelo. Operam no local três centrais de concreto com capacidade total de 230 m³ de concreto por hora de produção e quatro centrais de gelo que somam 25 t de gelo por hora de fabricação.
A questão da qualidade é uma decorrência do processo. Ela é praticada até à redundância, segundo Costa Mattos. Mas, há um pormenor que chama a atenção no andamento dos trabalhos: uma usina nuclear exige acessibilidade a todas as informações técnicas acumuladas e aplicadas ao longo do processo de construção e montagem. Assim, os dados do processo construtivo são documentados para serem apresentados, se necessário em algum tempo e em alguma circunstância, aos gestores ou a algum um inspetor independente, com as qualificações exigidas para esse fim, quando exigidas.
A CALOTA QUE “FLUTUA”
A calota esférica de contenção é fabricada com chapas metálicas soldadas e agregadas. Para efeito de montagem, é dividida em 13 zonas, somando 5.500 m de cordão de solda em chapas com 30 mm de espessura. A divisão, por zonas, facilita o processo de execução. A soldagem é realizada interna e externamente. Trata-se de trabalho que até poderia ser feito fora do local da montagem das peças, mas isso poderia requerer o uso de equipamentos maiores do que aqueles disponíveis no canteiro.
Dentre os equipamentos utilizados em Angra para movimentação de peças pesadas, se inclui um guindaste Manitowoc de 600 t. É esse equipamento que movimenta as peças da esfera de contenção, cada uma pesando até 37 t.
Instigado a falar mais sobre o que ele chamou de “flutuação da esfera metálica do reator”, o engenheiro diz que tal peça é montada descoladamente do concreto durante todo o processo de fabricação e instalação. Somente depois que ela é concluída, é feita a operação para solidarizá-la à calota de concreto. Para que isso aconteça, sua parte superior é fixada na estrutura da calota, de modo a permitir a remoção dos suportes temporários em que a parte inferior da peça se apoia. Então, o espaço entre a esfera metálica e a calota é preenchido com água. É nessa ocasião que a esfera flutua, operação que lhe permite ajustar-se à posição geométrica final. Depois da drenagem da água, ela fica assentada e solidarizada na calota de concreto e os espaços acaso vazios são preenchidos com grout.
Na sequência dessa operação é iniciada a execução das lajes de concreto no interior da esfera metálica que, posteriormente, se torna o núcleo de duas superfícies concretadas. Quando a montagem da esfera chega à altura prevista, os montadores são desmobilizados a fim de que outro grupo de trabalhadores dê continuidade às obras civis. E, quando é atingida a cota final, é instalada na calota de concreto uma ponte rolante, com capacidade para 500 t, para movimentação dos equipamentos que ali deverão ser instalados. Posteriormente é executada a semiesfera de concreto para a cobertura da esfera metálica. Essa semiesfera de concreto é a parte de maior visibilidade no topo do edifício do reator.
Dentre outras interfaces técnicas significativas está a previsão e construção de áreas que permitam a movimentação do combustível, quando do processo de substituição. São áreas, como piscina de armazenamento e canal de transferência, além do próprio ambiente do reator, cuja construção requer cuidados excepcionais. Essas estruturas são revestidas com aços especiais e, em seu processo construtivo, manifesta-se uma interface constante entre o montador e o instalador, com o grupo responsável pela execução das obras civis.
Os cuidados especiais têm conta outro aspecto: há locais onde, depois de instalados os equipamentos, cessam as possibilidades de acessibilidade. Por isso, tudo o que é feito, tem de ser feito com 100% de confiabilidade, havendo ênfase, com todo o grupo envolvido, para que a garantia de qualidade seja uma consequência do conjunto do trabalho realizado em todas as frentes de serviço.
Cuidados especiais são adotados também com o material da usina que deve ser considerado como rejeito. A armazenagem tem sido feita em locais estudados e preparados para esse fim dentro do sítio da Central Nuclear de Angra.
EXPERIÊNCIA CONQUISTADA
“Quero reiterar”, diz Costa Mattos, “que essas interfaces a que me refiro exigem do projeto de uma usina nuclear um conhecimento multidisciplinar muito profundo, envolvendo praticamente todas as disciplinas da engenharia e seus diversos segmentos”.
Ele acha que a engenharia brasileira, que detém o domínio do conhecimento para a construção de grandes hidrelétricas, detém hoje, também, o conhecimento para a construção de usinas nucleares. A primeira usina, Angra 1, está em operação comercial há mais de 25 anos e a segunda, Angra 2, há mais de dez anos. E, hoje, com a construção da terceira usina, a engenharia brasileira, nesse campo, conquista uma experiência que a distingue internacionalmente.
Os equipamentos principais de Angra 3 já estão comprados. Foram adquiridos nos anos 1970, quando o programa de construção das usinas gêmeas Angra 2 e Angra 3 ficara definido. A previsão, na época, era de que Angra 3 entraria em operação comercial 12 meses depois do funcionamento de Angra 2. Mas nada disso aconteceu e, com a paralisação de Angra 3 em 1986, os equipamentos acabaram estocados em depósitos da Eletronuclear e da Nuclep. São, dentre outros, grupos geradores de vapor, turbo-geradores, pressurizadores, turbinas, bombas de carregamento e de injeção de segurança e componentes do sistema principal.
Na etapa da construção de Angra 2, a Eletronuclear já pensava em uma progressiva participação nacional no suprimento dos equipamentos para aquela e para outras usinas nucleares brasileiras. Até ali a indústria nacional já fornecia equipamentos de ventilação, trocadores de calor, pontes rolantes de grande capacidade, tanques e outros componentes que ela produzia com qualidade.
Além da Construtora Andrade Gutierrez, responsável pelas obras civis de Angra 3, participam do empreendimento, como fornecedores e prestadores de serviços, outras várias empresas. Ao realizar, recentemente, uma palestra em São Paulo, no 2º Fórum Brasileiro da Construção, o engenheiro Roberto Travassos, da Gerência de Planejamento da Eletrobrás/Eletronuclear, falou dos avanços das obras civis em Angra 3 e mostrou um quadro listando empresas com as quais estão sendo implementadas renegociações para participação na obra: Bardella, Areva, Nuclep, Confab, EBSE, KSB, Concremat, Engevix, Leme Engenharia, Intertechne, Logos e outras.
Uma vivência dentro de usinas nucleares
O engenheiro José Eduardo Costa Mattos, que hoje responde pela superintendência das obras de Angra 3, chegou à Central Nuclear “Almirante Álvaro Alberto”, em Angra dos Reis, aí por volta de 1974, quando as obras de Angra 1 estavam começando. Formado em Fortificações e Construções pelo Instituto Militar de Engenharia (IME), no Rio de Janeiro, ele havia anteriormente estagiado em algumas empresas de engenharia, dentre elas, a Montreal. E trabalhou em algumas obras hidráulicas importantes, como a hidrelétrica de Sobradinho, no rio São Francisco. Mas, a partir do momento em que se iniciou no conhecimento e construção de usinas nucleares, nunca mais deixou o segmento, exceto em alguns períodos, a partir de 1986, quando as obras de Angra 3 foram interrompidas.
Ele participou da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), onde organizou alguns grupos que se dedicaram ao registro e preservação do conhecimento das operações de algumas usinas nucleares, no mundo, que se encontravam com as atividades de produção suspensas, mas que poderiam ser retomadas. Esses grupos eram integrados por técnicos brasileiros, argentinos, eslovacos, romenos, russos espanhóis e de outras nacionalidades. Eles deveriam documentar o conhecimento obtido com essas usinas, e mantê-lo sob controle, para eventual utilização futura.
Costa Mattos participou, como representante do Brasil, de um grupo ligado à operação de reatores de energia nucleares leves e ajudou nas inspeções, realizadas pela AIEA, na usina de Cernavoda, na Romênia, em 2005, e, em 2008, da avaliação da usina nuclear de Bataan, nas Filipinas, que chegou a ser totalmente construída e comissionada, mas cujas atividades foram interrompidas.
Com a retomada do programa de usinas nucleares no Brasil, pela Eletrobras/Eletronuclear, em especial com a construção de Angra 3, Costa Mattos se integrou aos trabalhos e tem se voltado, também, para o relacionamento com a comunidade. O impacto da construção da usina tem-se refletido em obras de restauração da BR-101 e em outras que ajudam a economia local.
Central Nuclear “Almirante Álvaro Alberto”
Há pessoas que ainda se perguntam por que a Central Nuclear de Angra dos Reis se chama “Almirante Álvaro Alberto”. A resposta é simples: a contribuição desse quadro técnico da Marinha brasileira foi decisiva para a implementação do programa nuclear no País. Cientista, representante do Brasil e, depois, presidente da Comissão de Energia Atômica, da ONU, ele fundou a Sociedade Brasileira de Química, foi presidente a Academia Brasileira de Ciências e fundador do Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq). Ao longo de todo o tempo, consideraram-no o grande incentivador da energia nuclear brasileiro. Daí, a homenagem que lhe foi prestada, quando batizaram a Central Nuclear com o seu nome.
Modelo reduzido reproduz interfaces técnicas e de segurança
As usinas nucleares brasileiras vêm sendo projetadas e dimensionadas para resistir a esforços provocados por terremoto de magnitude até 6,5 na escala Richter. São do tipo PWR (pressurized water reactor), dotadas, portanto, de dois circuitos independentes e fisicamente isolados para resfriamento do reator e geração de vapor. Esses circuitos permitem a obtenção do resfriamento do reator em circulação natural, sem necessidade de bombas, por algumas horas, após a perda total de alimentação elétrica. O modelo deverá ser o mesmo para as quatro usinas a serem construídas em sítios do Nordeste, Sudeste e Sul, até 2035.
O engenheiro José Eduardo Costa Mattos levou o editor de O Empreiteiro para conhecer o funcionamento interno de uma usina, mediante a apresentação do modelo reduzido ali instalado nas dependências da Central Nuclear de Angra. O modelo reproduz, em todos os pormenores, os sistemas e subsistemas, e a integração correspondente. Mostra como são feitos os testes operacionais a quente e como cada um dos equipamentos é ligado com alimentação elétrica externa de modo a obter, através da integração com os subsistemas, a pressão e a temperatura operacional no sistema primário do reator.
“Através do sistema de arrasto produzido pelas bombas de refrigeração, que são quatro, cada uma com 7 MW de consumo, consegue-se colocar a água do reator na pressão e temperaturas nominais. Pressão de 157 kg por cm² e temperatura da ordem de 195 °C, exatamente para manter a água no estado líquido e, assim, permitir a transmissão de calor...” Ele explica que, quando isso se faz, coloca-se automaticamente a planta numa condição operacional, embora ela, então, não disponha de combustível. Nesse caso, por não ter combustível, não oferece nenhuma radiação em nenhum local da planta.
“Aqui”, continuou a esclarecer o engenheiro, “nós temos o reator, os quatro geradores de vapor e as bombas que movimentam o fluxo de água (cada uma movimenta 18 m³ de água/s). Corresponde ao mesmo volume de água do mar movimentado na usina, em sua escala natural. O núcleo do reator, no modelo reduzido, reproduz o núcleo do reator da usina. Na operação para a substituição de combustível, ele é levantado a 4 m correspondentes à barreira de água e aí esse combustível é estocado na piscina de combustível usado. Todas as superfícies das áreas de operação são revestidas por aço inoxidável e polidas com rigor para que não haja qualquer possibilidade de acumulação de resíduo. E, quando o reator é colocado para voltar a funcionar, tudo é drenado e hermeticamente fechado. A água retirada é tratada para remoção de resíduos, obtendo-se, então, resíduos de média e baixa radioatividade.”
O modelo reduzido expõe os cuidados com todos os ambientes do edifício do reator. Nenhum desses ambientes e equipamentos oferece exposição direta aos funcionários ou a eventuais visitantes. Quando o reator é desligado, para transferência de combustível (isso se dá uma vez ao ano), ele continua a preservar uma geração residual de calor. E, esse resíduo, tem de ser removido. Um sistema, que o reator possui para esse fim, extrai o resíduo de seu interior. Ele passa então por um processo de refrigeração e jamais é levado a ter contato com água externa. É submetido a um sistema de troca de calor e circula pelo interior das tubulações, quando a água, usada no processo de refrigeração, é refrigerada por outro trocador de calor que, por sua vez, é refrigerado pela água do mar. Jamais, portanto, haverá algum contato direto entre uma área, onde haja alguma radiação, com o meio externo. Sempre existirá uma barreira para evitar que isso aconteça.
O modelo reduzido reproduz as operações na usina e expõe as complexidades das interfaces técnicas de sua construção e montagem. Ali, as diversas disciplinas da engenharia são aplicadas dentro dos maiores rigores que lhes são exigidos e de maneira redundante.
quinta-feira, 12 de janeiro de 2012
Fonte: Padrão