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PROGRAMA	DA	PROPULSÃO	NUCLEAR	DA
MARINHA	DO	BRASIL:	CATALISADOR	DO
DESENVOLVIMENTO	TECNOLÓGICO
NACIONAL
Conference	Paper	·	August	2008
DOI:	10.13140/RG.2.1.1084.7764
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João	Roberto	Loureiro	De	Mattos
Centro	de	Desenvolvimento	da	Tecnologia	…
46	PUBLICATIONS			13	CITATIONS			
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Leonam	Dos	Santos	Guimaraes
University	of	São	Paulo
13	PUBLICATIONS			4	CITATIONS			
SEE	PROFILE
Available	from:	João	Roberto	Loureiro	De	Mattos
Retrieved	on:	21	April	2016
PROGRAMA DA PROPULSÃO NUCLEAR DA MARINHA DO BRASIL: CATALISADOR DO
DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO NACIONAL
João Roberto Loureiro de Mattos* e Leonam dos Santos Guimarães**
*Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
Av. Lineu Prestes 2.242 – Cidade Universitária
05508-000 São Paulo, SP, Brasil
**Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo - CTMSP
Av. Lineu Prestes 2.468
05508-900 Butantã, São Paulo, SP, Brasil
RESUMO
Constituindo-se em um dos maiores empreendimentos de desenvolvimento autóctone de
tecnologia já realizados no País, o programa de desenvolvimento da propulsão nuclear naval,
desenvolvido pela Marinha do Brasil através do Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo –
CTMSP, tem cumprido um importante papel de integração de competências técnicas e institucionais,
bem como a manutenção de massa crítica de pessoal ao longo das décadas de 80 e 90, onde a falta de
política clara para a área nuclear indicava um iminente desmonte do setor. O programa de
desenvolvimento da propulsão nuclear naval funciona como um agregador e catalisador de
competências num setor altamente competitivo e especializado como é o nuclear.
Este artigo apresenta os interesses do Brasil na sua fronteira marítima, a inserção da propulsão
nuclear naval neste contexto, a estratégia da Marinha do Brasil para obter este tipo de tecnologia, a
descrição do protótipo em terra – INAP, a situação atual deste empreendimento e o seu caráter de
integração no cenário nuclear brasileiro.
Keywords: nuclear, naval, propulsion, Brazilian, program.
I. INTRODUÇÃO
Fruto de uma associação bem sucedida com
comunidade científica do País, especialmente com os
institutos de pesquisa da área nuclear, o Programa da
Propulsão Nuclear Naval da Marinha do Brasil gerou
resultados tecnológicos significativos que colocaram o País
no restrito grupo de nações que dominam o ciclo do
combustível nuclear.
Cavagnari (1994) analisando a pesquisa no setor
militar [1] chamou a atenção que “Os militares trataram
ciência e tecnologia de uma forma diferente dos civis, no
Brasil, ...., o estamento militar estabeleceu programas de
longo prazo, com metas definidas, uma administração sem
descontinuidades e orçamentos razoavelmente estáveis. A
diferença entre o que se passou no setor militar e no setor
civil pode ser atribuída ao fato de as Forças Armadas
terem um referencial teórico no qual o seu futuro está
indissoluvelmente ligado à capacitação científica e
tecnológica do País....”. Este fato associado com a quase
paralisação da indústria nuclear brasileira, explica o papel
de integração de competências técnicas e institucionais,
bem como a manutenção da massa crítica de pessoal ao
longo das décadas de 80 e 90, cumprido pelo programa da
Marinha.
Desde o final da década de 90 o País passa por uma
reestruturação no setor de P&D, que inclui uma
conscientização crescente de que a construção de uma
sociedade moderna e competitiva passa necessariamente
pela inserção de Ciência, Tecnologia e Inovação como
temas centrais na formulação das políticas econômica e
industrial do País. Apresenta-se neste trabalho a situação
do Programa Nuclear da Marinha, que nesta nova
perspectiva continua atual e com uma importante
contribuição a oferecer ànação.
II. INTERESSES DO BRASIL NA SUA FRONTEIRA
MARÍTIMA
Mais de 95% do comércio brasileiro é realizado
através do mar, o que representa, entre importações e
exportações mais de 80 bilhões de dólares americanos.
Essas atividades marítimas de intercâmbio comercial,
juntamente com a navegação de cabotagem, que promove a
troca de bens internos, são importantes atividades
econômicas que alavancam o desenvolvimento industrial e
Index
a criação de empregos, através do desenvolvimento da
Marinha Mercante, pela atividade da construção naval, no
aparelhamento do sistema portuário e no desenvolvimento
da indústria do turismo.
Do mar são extraídos hoje mais de 80% da
produção petrolífera nacional que, com a exploração em
maiores profundidades, cada vez mais distantes da costa,
deve dobrar em 6 a 7 anos.
A pesca, ainda não explorada no melhor das suas
potencialidades, é uma atividade econômica relevante,
representando uma importante fonte de oferta de
alimentos.
Do ponto de vista político-estratégico, o Brasil, por
suas dimensões continentais, posição geográfica
privilegiada no Oceano Atlântico, uma população de 170
milhões de habitantes, 9a
economia mundial e uma costa de
7.408 km, possui uma importância inquestionável no
concerto mundial das nações.
Portanto, a defesa dos interesses econômicos e
políticos brasileiros na fronteira marítima é plenamente
justificável e assume papel relevante. Entretanto, este
papel só poderá se efetivar se o País for capaz de exercer o
controle do mar na sua zona de influência econômica, por
meio de uma grande esquadra de navios de superfície, ou
negando (impedindo ou dificultando) a um eventual
agressor o uso do mar nessa área.
III. PROPULSÃO NUCLEAR NAVAL
Para um País com limitação de recursos e de índole
eminentemente pacífica como o Brasil, a melhor
alternativa é ter condições de impedir ou dificultar o
acesso de um potencial agressor, ou seja, negar-lhe o uso
do mar, pois tal opção requer um investimento menor que
uma extensiva esquadra de navios de superfície. O
submarino, por ser um navio que opera submerso, tem
como característica fundamental a discrição ou
possibilidade de ocultação, a qual, aliada a sua capacidade
de atuar isoladamente em áreas marítimas sob controle do
inimigo, assegura elevado grau de surpresa tática.
Por independer da atmosfera, o submarino nuclear,
diferentemente do convencional que possui um motor de
combustão interna que necessita de oxigênio retirado do ar,
pode operar o tempo todo submerso, não comprometendo
a sua discrição. Por esse motivo, é chamado de submarino
total ou verdadeiro submarino, pois tira pleno partido das
oportunidades de surpresa que a ocultação lhe assegura. O
submarino nuclear possui autonomia e velocidade de
avanço muito maior que o convencional, sendo capaz de
permanecer meses submerso e atingir pontos remotos nos
oceanos em curtos intervalos de tempo, sendo portanto,
mais adequado àdefesa distante da costa.
Através da análise de custo benefício, a Marinha
concluiu que o submarino nuclear é a opção mais eficiente
e econômica para defesa da fronteira marítima brasileira
[2].
Para o Brasil atingir de forma autônoma o domínio
tecnológico da propulsão nuclear de submarinos, a
primeira e incontornável etapa constitui-se na implantação
de um protótipo em terra (PROTER) desta instalação. Os
objetivos deste PROTER são:
§ Viabilidade tecnológica do conceito da instalação
propulsora;
§ Viabilidade tecnológica da integração dos sistemas a
uma plataforma naval;
§ Desempenho funcional;
§ Identificação de aspectos que poderão ser melhorados
para o Submarino Nacional de Ataque;
§ Qualificação de componentes, equipamentos e
sistemas para uso naval;
§ Formação de tripulações;
§ Segurança técnica das instalações;
§ Proteção radiológica das tripulações e do meio-
ambiente; e
§ Contribuir para a Pesquisa, Desenvolvimento e
Engenharia (PD&E) do País.
IV. ESTRATÉGIA DA MARINHA DO BRASIL
A estratégia adotada pela Marinha para a obtenção
de um submarino com propulsão nuclear consistiu em
capacitar-se simultânea, porém separadamente, em projeto
e construção de submarinos convencionais, e em projeto e
desenvolvimento de uma instalação propulsora nuclear a
água pressurizada, conforme Figura 1.
O primeiro passo no sentido de adquirir capacitação
tecnológica em projeto e construção de submarinos
convencionais foi a construção de submarinos da classe
“Tupi”, projeto IKL-1400 de origem alemã, no Arsenal de
Marinha do Rio de Janeiro (AMRJ).
EstratégiaEstratégia
SUBMARINO CONVENCIONALSUBMARINO CONVENCIONAL
SMBSMB--10 Projeto e Construção10 Projeto e Construção
CPN + AMRJCPN + AMRJ
SUBMARINOSUBMARINO
NUCLEARNUCLEAR
INSTALAÇÃO DE PROPULSÃO NUCLEARINSTALAÇÃO DE PROPULSÃO NUCLEAR
Projeto, Desenvolvimento e ConstruçãoProjeto, Desenvolvimento e Construção
CTMSPCTMSP
ElementoElemento
CombustívelCombustível
MARI
NHA DO BR
ASIL
HDWHDWTUPI
AMRJAMRJTAMOIO
AMRJAMRJTIMBIRA
AMRJAMRJTAPAJÓ
AMRJAMRJTIKUNATIKUNA
Figura 1. Estratégia Adotada pela Marinha do Brasil.
A etapa seguinte, para a qual a Marinha vem se
empenhando desde 1983, consiste no projeto e construção
de um submarino convencional concebido no País e com
índices crescentes de nacionalização. Nesse sentido,
diversas equipes de projeto foram treinadas na empresa
projetista alemã IKL e foi desenvolvido o projeto
Index
preliminar de um submarino convencional, denominado
SMB-10. O projeto completo desse submarino
convencional está sendo elaborado pelo Centro de Projetos
de Navios, ficando a sua construção a cargo do AMRJ.
Vale ressaltar que para o submarino convencional
não é necessário desenvolver a instalação propulsora, pois
os equipamentos que a compõe são comercializados sem
restrições,. No caso do submarino nuclear, além do
projeto, desenvolvimento e construção da instalação
propulsora, também é preciso desenvolver o combustível
nuclear.
V. O PROGRAMA NUCLEAR DA MARINHA
Sabendo de antemão que não poderia contar com
transferência de tecnologia, ou qualquer ajuda externa para
projetar e construir uma instalação propulsora nuclear, a
Marinha optou por um programa autônomo de PD&E que
enfatizasse e priorizasse a integração com a comunidade
técnico-científica e empresas nacionais, buscando utilizar,
em cada área específica, sempre que possível, os
profissionais mais capacitados do País.
O local escolhido pela Marinha para sediar as
atividades do seu programa de propulsão nuclear foi o
estado de São Paulo, devido à existência de um parque
industrial bem consolidado e excelentes instituições de
pesquisa e universidades.
Favorecido por tais condições, o programa
originou-se de uma estreita cooperação com renomadas
instituições de pesquisa e universidades situadas neste
estado, destacando-se o IPEN, a USP, o IPT, o CTA e a
Unicamp. Esta cooperação foi, posteriormente, ampliada
com a participação de outras instituições e universidades
localizadas em São Paulo e outros estados .
Para que o projeto da instalação de propulsão
nuclear fosse viável, havia também a necessidade de
garantir o fornecimento do seu combustível, sem
dependência externa. Caso contrário, o esforço para
capacitação em projeto e construção de reatores nucleares
seria em vão. Por essa razão, o programa nuclear da
Marinha precisou contemplar inicialmente, e com maior
prioridade, o domínio do ciclo do combustível nuclear.
As primeiras ações da Marinha no sentido de
dominar tecnologicamente o ciclo do combustível nuclear,
voltaram-se para aquela etapa de maior complexidade
tecnológica e que também possui maior valor estratégico: o
enriquecimento isotópico do urânio.
O processo escolhido foi a ultracentrifugação
gasosa, por ser aquele consagrado internacionalmente, por
apresentar melhor desempenho, maior flexibilidade de
operação e menor consumo de energia.
Em setembro de 1982, quando havia apenas dois
anos e meio que esse desenvolvimento fora iniciado,
ocorria a primeira experiência laboratorial, bem sucedida,
de enriquecimento isotópico de urânio, utilizando
ultracentrífuga inteiramente concebida, projetada e
fabricada no Brasil. Esse feito pode ser considerado uma
das maiores conquistas tecnológicas do País.
Com a obtenção desse êxito, a Marinha pode
dedicar-se às atividades subseqüentes do programa: o
projeto das instalações do ciclo do combustível (produção
de UF6; enriquecimento isotópico; reconversão e
fabricação de pastilhas), o projeto do protótipo em terra da
instalação de propulsão nuclear e a procura de local que
abrigasse essas instalações e toda a infra-estrutura
associada.
O local destinado a abrigar as atividades
experimentais do programa deveria situar-se a uma
distância aproximada de 100 km da sede do CTMSP em
São Paulo, para facilitar a movimentação da equipe
técnica, e reunir condições favoráveis quanto a
climatologia, topografia, geologia, sismologia, hidrologia,
fornecimento de energia elétrica, disponibilidade de meios
de transporte, disponibilidade de água, pouco
comprometimento de recursos naturais na preparação do
local e construção dos prédios e instalações previstas e
facilidade para a aquisição, as quais foram cuidadosamente
analisadas.
Em 1984, após um criterioso processo seletivo, que
envolveu a análise de cerca de dez locais situados dentro
da distância acima referida, a escolha recaiu sobre a área
localizada em Iperó, a 15 km de Sorocaba, a qual, além de
satisfazer a todos os pré-requisitos, já pertencia à União.
Este local recebeu o nome de Centro Experimental Aramar
(CEA). A implantação do CEA foi precedida por um
levantamento de dados ambientais de referência que
permitissem comparações futuras com os resultados
obtidos quando as atividades do centro já tivessem sido
iniciadas, de modo a facilitar a apreciação quantitativa de
qualquer modificação das condições ambientais que, por
ventura, viessem a ocorrer.
Esses dados foram submetidos à Comissão Nacional
de Energia Nuclear – CNEN, à Secretaria de Estado de
Meio Ambiente – SEMA (órgão que precedeu o Instituto
Brasileiro de Meio Ambiente – IBAMA) e à Secretaria de
Meio Ambiente do Estado de São Paulo – SMA, tendo
sido ainda registrados em cartório e enviados à Câmara
Municipal de Sorocaba espontaneamente.
As principais instalações previstas para o CEA são
a INAP, as unidades de demonstração industrial do ciclo
do combustível nuclear, laboratórios e bancadas de teste,
oficinas especializadas, infra-estrutura e apoio, conforme
esquema da Figura 2 e imagem da Figura 3.
Index
Instalações do CEA
ProjetosProjetos IndústriasIndústrias
Reator ProtótipoReator Protótipo
da Propulsãoda Propulsão
Equipamentos e SistemasEquipamentos e Sistemas
UOUO22
ReconversãoReconversão FabricaçãoFabricação
de Pastilhasde Pastilhas
FabricaçãoFabricação
de Elementosde Elementos
CombustíveisCombustíveis
YCYC
CAFÉCAFÉ
materiaismateriais
irradiadosirradiadosConversãoConversão
UFUF66 natnat
OFTUBOFTUB
OFCOMOFCOM
OFCESPOFCESP
OFMEQOFMEQ
OFMEPREOFMEPRE
Oficina deOficina de
DecapagemDecapagem
•• geradores de vaporgeradores de vapor
•• turbinasturbinas
•• condensadorescondensadores
•• motormotor
núcleonúcleo
simuladorsimulador
UCQPUCQP
LARELARE
LABMEXLABMEX LABMECALABMECA LACLAC LACAMLACAM LABNEULABNEU LABCHOQUELABCHOQUE
LACEMLACEM
LATEPLATEPLABTERMOLABTERMO
UFUF66
enrenr
centrífugascentrífugas
válvulasválvulas
tubulaçãoestubulaçãoes
equipequip..
Figura 2. Instalações do CEA.
Figura 3. Vista Aérea do CEA.
VI. INSTALAÇÃO NUCLEAR A ÁGUA
PRESSURIZADA - INAP
À semelhança do que ocorreu em todos os Países que
dominam a tecnologia de submarinos nucleares, o
programa nuclear da Marinha também prevê o projeto e
construção de um protótipo em terra da instalação de
propulsão nuclear, com o objetivo primordial de assegurar,
previamente, os atributos de segurança e eficiência da
instalação embarcada. Esta instalação protótipo denomina-
se Instalação Nuclear a Água Pressurizada – INAP.
Este protótipo em terra, que conterá todos os
principais equipamentos da instalação propulsora nuclear,
inclusive o reator, é considerado indispensável devido,
sobretudo, à inerente complexidade tecnológica do
submarino nuclear e ao arranjo extremamente compacto da
sua instalação propulsora.
Para garantir a sua aplicabilidade, o protótipo será
montado dentro de uma seção de casco de submarino.
A Figura 4 apresenta detalhes do protótipo em terra,
a Figura 5 apresenta o arranjo do compartimento do reator,
a Figura 6 apresenta as características técnicas da planta
propulsora e a Figura 7 uma vista em corte do reator
nuclear da INAP, suas principais dimensões e uma
comparação relativa às proporções do homem
Figura 4. Protótipo em Terra.
Figura 5. Arranjo do Compartimento do Reator.
Index
Figura 6. Características Técnicas da Planta Propulsora.
VII. SITUAÇÃO ATUAL DO EMPREENDIMENTO
Apresenta-se a seguir uma visão geral da situação
do empreendimento da INAP, tomando como referência
março de 2002, nas áreas de projeto, aquisição de
equipamentos, construção civil e licenciamento.
TABELA 1. Situação do Projeto da INAP
SISTEMA Projeto de
Concepção
Projeto
Básico
Projeto de
Detalhamento
Reator/Circ.
Primário
Concluído Concluído Fase inicial
Circuito
Secundário
Concluído Concluído Fase inicial
Sistema de
Controle
Concluído Fase inicial -
Propulsão
Elétrica
Concluído Concluído A ser iniciado
Elétrica de
Serviço
Concluído Fase final -
Integração
de Projetos
Concluído Concluído Fase inicial
Projeto Civil
Prédios
Concluído Concluído Fase final
Sistemas dos
Prédios
Concluído Concluído Fase inicial
Figura 7. Reator da INAP.
TABELA 2 . Situação das Obras Civis da INAP
Obras Civis Situação
Terraplanagem do Platô Concluída
Fundações dos Prédios do Reator,
Turbinas e Sub-Estação 1
Concluídas
Galerias Elétricas Subterrâneas Concluídas
Superestruturas dos Prédios do
Reator, Turbinas e Sub-Estação 1
Fase inicial
TABELA 3. Situação do Licenciamento
Órgão Autorização Situação
CNEN Autorização de Local Concedida
Licença de Construção
1a
parcial
2a
parcial
Concedida
Solicitada
IBAMA Licença Prévia Concedida
Licença de Instalação Solicitada
3 Audiências Públicas Realizadas
Index
TABELA 4. Situação Aquisição Equipamentos da INAP
VIII. CONCLUSÕES
O custo total orçado para INAP é de US$ 480
milhões de dólares americanos. Até o ano de 2001 foram
investidos o equivalente a US$ 223 milhões de dólares
americanos, correspondendo a 46,4% do investimento
total.
Constituindo-se num dos maiores empreendimentos
de desenvolvimento autóctone de tecnologia já realizado
no País, este programa acumula significativo acervo
tecnológico, com geração de conhecimento e capacitação
de recursos humanos em diversas áreas, enriquecendo a
engenharia nacional.
Este programa é um dos únicos que, pelas
características de validação experimental intensiva,
demanda a utilização permanente de pesquisadores de alto
nível, que são necessários também à indústria, mas num
regime de utilização pontual e esporádico, que não justifica
sua manutenção nos seus quadros.
A extensa gama de materiais, componentes,
equipamentos e sistemas, com alto grau de tecnologia
agregado, que anteriormente necessitavam ser adquiridos
no exterior, e passaram a ser projetados e fabricados no
Brasil, por empresas nacionais, é um indicativo dos efeitos
de arraste e efeito multiplicador gerados a partir deste
programa.
A capacitação tecnológica adquirida no projeto e
desenvolvimento de ultracentrífugas está sendo transferido,
para utilização em escala industrial, pela INB – Indústrias
Nucleares do Brasil, com vistas ao fornecimento de
combustível para as usinas núcleo-elétricas Angra I e II
No mundo globalizado, a primeira linha de defesa e
competitividade de uma nação é garantida pelo preparo do
seu povo e domínio tecnológico, que só é obtido a partir
do real envolvimento em pesquisa, desenvolvimento e
finalmente na construção de sistemas e componentes.
O projeto da INAP responde perfeitamente a esses
desafios do novo século, estando, portanto, perfeitamente
enquadrado nos mais altos objetivos da nação.
REFERÊNCIAS
[1] CAVAGNARI FILHO Geraldo L. P&D Militar:
Situação, Avaliação e Perspectivas – Ciência e
Tecnologia no Brasil: Uma Nova Política para um Mundo
Global, MCT, 1994.
[2] GUIMARÃES, L. S., Modernas Tendências no
Projeto de Submarinos, dissertação de mestrado, Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo, novembro
1991.
ABSTRACT
The Naval Propulsion Development Program, leading by
the Brazilian Navy, is one of the greatest self-sufficient
technological efforts ever undertaken in Brazil. Besides the
technological spin-offs this programs served as catalyst to
maintain a critical mass of human resources, mainly in the
80’s and early of 90’s, when the destiny of the nuclear
sector was uncertain. Today the R&D perspectives in
Brazil are different, but this program is still updated with
this new reality.
This paper presents the main characteristics and the present
status of this program.
Sistema Equipamento Fornecedor Entrega
Reator Vaso de
Pressão
Nuclep Entregue
Internos Jaraguá 08/2002
Máq. Traciona.
Parafusos
Treu Entregue
MAB –
protótipos
Treu Entregues
Primário Bombas de
Circulação
Treu Entregues
GVs Sulzer 05/2003
Pressurizador Jaraguá 06/2002
Válvulas Sulzer Entregues
Bombas Purif. Rutschi Entregues
Bombas Resf.
Componentes
Sulzer Entregues
Trocadores
Purificador
Jaraguá Entregues
Trocadores
Resf. Compon.
Jaraguá Entregues
Secundário Turbinas Prop. Dedine Entregues
Turbinas Aux. ABB Entregues
Geradores Pro. Siemens Entregues
Gerad. Auxil. CTMSP Entregues
Condensadores Jaraguá Entregues
Sist. Vácuo
Condensadores
Voest-
Alpine
Entregue
Bombas Resfr.
Condens.
Sulzer Entregues
Bombas Extr.
Condensado
Sulzer Entregues
Bombas Alim. Sulzer Entregues
Freio
Dinamométrico
Shenk Entregue
Sistema dos
Prédios
Ponte Rolante
Préd. Turbinas
Inepar Entregue
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Programa da propulsão nuclear naval catalisador do desenvolvimento da tecnologia nuclear no brasil

  • 2. PROGRAMA DA PROPULSÃO NUCLEAR DA MARINHA DO BRASIL: CATALISADOR DO DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO NACIONAL João Roberto Loureiro de Mattos* e Leonam dos Santos Guimarães** *Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP Av. Lineu Prestes 2.242 – Cidade Universitária 05508-000 São Paulo, SP, Brasil **Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo - CTMSP Av. Lineu Prestes 2.468 05508-900 Butantã, São Paulo, SP, Brasil RESUMO Constituindo-se em um dos maiores empreendimentos de desenvolvimento autóctone de tecnologia já realizados no País, o programa de desenvolvimento da propulsão nuclear naval, desenvolvido pela Marinha do Brasil através do Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo – CTMSP, tem cumprido um importante papel de integração de competências técnicas e institucionais, bem como a manutenção de massa crítica de pessoal ao longo das décadas de 80 e 90, onde a falta de política clara para a área nuclear indicava um iminente desmonte do setor. O programa de desenvolvimento da propulsão nuclear naval funciona como um agregador e catalisador de competências num setor altamente competitivo e especializado como é o nuclear. Este artigo apresenta os interesses do Brasil na sua fronteira marítima, a inserção da propulsão nuclear naval neste contexto, a estratégia da Marinha do Brasil para obter este tipo de tecnologia, a descrição do protótipo em terra – INAP, a situação atual deste empreendimento e o seu caráter de integração no cenário nuclear brasileiro. Keywords: nuclear, naval, propulsion, Brazilian, program. I. INTRODUÇÃO Fruto de uma associação bem sucedida com comunidade científica do País, especialmente com os institutos de pesquisa da área nuclear, o Programa da Propulsão Nuclear Naval da Marinha do Brasil gerou resultados tecnológicos significativos que colocaram o País no restrito grupo de nações que dominam o ciclo do combustível nuclear. Cavagnari (1994) analisando a pesquisa no setor militar [1] chamou a atenção que “Os militares trataram ciência e tecnologia de uma forma diferente dos civis, no Brasil, ...., o estamento militar estabeleceu programas de longo prazo, com metas definidas, uma administração sem descontinuidades e orçamentos razoavelmente estáveis. A diferença entre o que se passou no setor militar e no setor civil pode ser atribuída ao fato de as Forças Armadas terem um referencial teórico no qual o seu futuro está indissoluvelmente ligado à capacitação científica e tecnológica do País....”. Este fato associado com a quase paralisação da indústria nuclear brasileira, explica o papel de integração de competências técnicas e institucionais, bem como a manutenção da massa crítica de pessoal ao longo das décadas de 80 e 90, cumprido pelo programa da Marinha. Desde o final da década de 90 o País passa por uma reestruturação no setor de P&D, que inclui uma conscientização crescente de que a construção de uma sociedade moderna e competitiva passa necessariamente pela inserção de Ciência, Tecnologia e Inovação como temas centrais na formulação das políticas econômica e industrial do País. Apresenta-se neste trabalho a situação do Programa Nuclear da Marinha, que nesta nova perspectiva continua atual e com uma importante contribuição a oferecer ànação. II. INTERESSES DO BRASIL NA SUA FRONTEIRA MARÍTIMA Mais de 95% do comércio brasileiro é realizado através do mar, o que representa, entre importações e exportações mais de 80 bilhões de dólares americanos. Essas atividades marítimas de intercâmbio comercial, juntamente com a navegação de cabotagem, que promove a troca de bens internos, são importantes atividades econômicas que alavancam o desenvolvimento industrial e Index
  • 3. a criação de empregos, através do desenvolvimento da Marinha Mercante, pela atividade da construção naval, no aparelhamento do sistema portuário e no desenvolvimento da indústria do turismo. Do mar são extraídos hoje mais de 80% da produção petrolífera nacional que, com a exploração em maiores profundidades, cada vez mais distantes da costa, deve dobrar em 6 a 7 anos. A pesca, ainda não explorada no melhor das suas potencialidades, é uma atividade econômica relevante, representando uma importante fonte de oferta de alimentos. Do ponto de vista político-estratégico, o Brasil, por suas dimensões continentais, posição geográfica privilegiada no Oceano Atlântico, uma população de 170 milhões de habitantes, 9a economia mundial e uma costa de 7.408 km, possui uma importância inquestionável no concerto mundial das nações. Portanto, a defesa dos interesses econômicos e políticos brasileiros na fronteira marítima é plenamente justificável e assume papel relevante. Entretanto, este papel só poderá se efetivar se o País for capaz de exercer o controle do mar na sua zona de influência econômica, por meio de uma grande esquadra de navios de superfície, ou negando (impedindo ou dificultando) a um eventual agressor o uso do mar nessa área. III. PROPULSÃO NUCLEAR NAVAL Para um País com limitação de recursos e de índole eminentemente pacífica como o Brasil, a melhor alternativa é ter condições de impedir ou dificultar o acesso de um potencial agressor, ou seja, negar-lhe o uso do mar, pois tal opção requer um investimento menor que uma extensiva esquadra de navios de superfície. O submarino, por ser um navio que opera submerso, tem como característica fundamental a discrição ou possibilidade de ocultação, a qual, aliada a sua capacidade de atuar isoladamente em áreas marítimas sob controle do inimigo, assegura elevado grau de surpresa tática. Por independer da atmosfera, o submarino nuclear, diferentemente do convencional que possui um motor de combustão interna que necessita de oxigênio retirado do ar, pode operar o tempo todo submerso, não comprometendo a sua discrição. Por esse motivo, é chamado de submarino total ou verdadeiro submarino, pois tira pleno partido das oportunidades de surpresa que a ocultação lhe assegura. O submarino nuclear possui autonomia e velocidade de avanço muito maior que o convencional, sendo capaz de permanecer meses submerso e atingir pontos remotos nos oceanos em curtos intervalos de tempo, sendo portanto, mais adequado àdefesa distante da costa. Através da análise de custo benefício, a Marinha concluiu que o submarino nuclear é a opção mais eficiente e econômica para defesa da fronteira marítima brasileira [2]. Para o Brasil atingir de forma autônoma o domínio tecnológico da propulsão nuclear de submarinos, a primeira e incontornável etapa constitui-se na implantação de um protótipo em terra (PROTER) desta instalação. Os objetivos deste PROTER são: § Viabilidade tecnológica do conceito da instalação propulsora; § Viabilidade tecnológica da integração dos sistemas a uma plataforma naval; § Desempenho funcional; § Identificação de aspectos que poderão ser melhorados para o Submarino Nacional de Ataque; § Qualificação de componentes, equipamentos e sistemas para uso naval; § Formação de tripulações; § Segurança técnica das instalações; § Proteção radiológica das tripulações e do meio- ambiente; e § Contribuir para a Pesquisa, Desenvolvimento e Engenharia (PD&E) do País. IV. ESTRATÉGIA DA MARINHA DO BRASIL A estratégia adotada pela Marinha para a obtenção de um submarino com propulsão nuclear consistiu em capacitar-se simultânea, porém separadamente, em projeto e construção de submarinos convencionais, e em projeto e desenvolvimento de uma instalação propulsora nuclear a água pressurizada, conforme Figura 1. O primeiro passo no sentido de adquirir capacitação tecnológica em projeto e construção de submarinos convencionais foi a construção de submarinos da classe “Tupi”, projeto IKL-1400 de origem alemã, no Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro (AMRJ). EstratégiaEstratégia SUBMARINO CONVENCIONALSUBMARINO CONVENCIONAL SMBSMB--10 Projeto e Construção10 Projeto e Construção CPN + AMRJCPN + AMRJ SUBMARINOSUBMARINO NUCLEARNUCLEAR INSTALAÇÃO DE PROPULSÃO NUCLEARINSTALAÇÃO DE PROPULSÃO NUCLEAR Projeto, Desenvolvimento e ConstruçãoProjeto, Desenvolvimento e Construção CTMSPCTMSP ElementoElemento CombustívelCombustível MARI NHA DO BR ASIL HDWHDWTUPI AMRJAMRJTAMOIO AMRJAMRJTIMBIRA AMRJAMRJTAPAJÓ AMRJAMRJTIKUNATIKUNA Figura 1. Estratégia Adotada pela Marinha do Brasil. A etapa seguinte, para a qual a Marinha vem se empenhando desde 1983, consiste no projeto e construção de um submarino convencional concebido no País e com índices crescentes de nacionalização. Nesse sentido, diversas equipes de projeto foram treinadas na empresa projetista alemã IKL e foi desenvolvido o projeto Index
  • 4. preliminar de um submarino convencional, denominado SMB-10. O projeto completo desse submarino convencional está sendo elaborado pelo Centro de Projetos de Navios, ficando a sua construção a cargo do AMRJ. Vale ressaltar que para o submarino convencional não é necessário desenvolver a instalação propulsora, pois os equipamentos que a compõe são comercializados sem restrições,. No caso do submarino nuclear, além do projeto, desenvolvimento e construção da instalação propulsora, também é preciso desenvolver o combustível nuclear. V. O PROGRAMA NUCLEAR DA MARINHA Sabendo de antemão que não poderia contar com transferência de tecnologia, ou qualquer ajuda externa para projetar e construir uma instalação propulsora nuclear, a Marinha optou por um programa autônomo de PD&E que enfatizasse e priorizasse a integração com a comunidade técnico-científica e empresas nacionais, buscando utilizar, em cada área específica, sempre que possível, os profissionais mais capacitados do País. O local escolhido pela Marinha para sediar as atividades do seu programa de propulsão nuclear foi o estado de São Paulo, devido à existência de um parque industrial bem consolidado e excelentes instituições de pesquisa e universidades. Favorecido por tais condições, o programa originou-se de uma estreita cooperação com renomadas instituições de pesquisa e universidades situadas neste estado, destacando-se o IPEN, a USP, o IPT, o CTA e a Unicamp. Esta cooperação foi, posteriormente, ampliada com a participação de outras instituições e universidades localizadas em São Paulo e outros estados . Para que o projeto da instalação de propulsão nuclear fosse viável, havia também a necessidade de garantir o fornecimento do seu combustível, sem dependência externa. Caso contrário, o esforço para capacitação em projeto e construção de reatores nucleares seria em vão. Por essa razão, o programa nuclear da Marinha precisou contemplar inicialmente, e com maior prioridade, o domínio do ciclo do combustível nuclear. As primeiras ações da Marinha no sentido de dominar tecnologicamente o ciclo do combustível nuclear, voltaram-se para aquela etapa de maior complexidade tecnológica e que também possui maior valor estratégico: o enriquecimento isotópico do urânio. O processo escolhido foi a ultracentrifugação gasosa, por ser aquele consagrado internacionalmente, por apresentar melhor desempenho, maior flexibilidade de operação e menor consumo de energia. Em setembro de 1982, quando havia apenas dois anos e meio que esse desenvolvimento fora iniciado, ocorria a primeira experiência laboratorial, bem sucedida, de enriquecimento isotópico de urânio, utilizando ultracentrífuga inteiramente concebida, projetada e fabricada no Brasil. Esse feito pode ser considerado uma das maiores conquistas tecnológicas do País. Com a obtenção desse êxito, a Marinha pode dedicar-se às atividades subseqüentes do programa: o projeto das instalações do ciclo do combustível (produção de UF6; enriquecimento isotópico; reconversão e fabricação de pastilhas), o projeto do protótipo em terra da instalação de propulsão nuclear e a procura de local que abrigasse essas instalações e toda a infra-estrutura associada. O local destinado a abrigar as atividades experimentais do programa deveria situar-se a uma distância aproximada de 100 km da sede do CTMSP em São Paulo, para facilitar a movimentação da equipe técnica, e reunir condições favoráveis quanto a climatologia, topografia, geologia, sismologia, hidrologia, fornecimento de energia elétrica, disponibilidade de meios de transporte, disponibilidade de água, pouco comprometimento de recursos naturais na preparação do local e construção dos prédios e instalações previstas e facilidade para a aquisição, as quais foram cuidadosamente analisadas. Em 1984, após um criterioso processo seletivo, que envolveu a análise de cerca de dez locais situados dentro da distância acima referida, a escolha recaiu sobre a área localizada em Iperó, a 15 km de Sorocaba, a qual, além de satisfazer a todos os pré-requisitos, já pertencia à União. Este local recebeu o nome de Centro Experimental Aramar (CEA). A implantação do CEA foi precedida por um levantamento de dados ambientais de referência que permitissem comparações futuras com os resultados obtidos quando as atividades do centro já tivessem sido iniciadas, de modo a facilitar a apreciação quantitativa de qualquer modificação das condições ambientais que, por ventura, viessem a ocorrer. Esses dados foram submetidos à Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN, à Secretaria de Estado de Meio Ambiente – SEMA (órgão que precedeu o Instituto Brasileiro de Meio Ambiente – IBAMA) e à Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo – SMA, tendo sido ainda registrados em cartório e enviados à Câmara Municipal de Sorocaba espontaneamente. As principais instalações previstas para o CEA são a INAP, as unidades de demonstração industrial do ciclo do combustível nuclear, laboratórios e bancadas de teste, oficinas especializadas, infra-estrutura e apoio, conforme esquema da Figura 2 e imagem da Figura 3. Index
  • 5. Instalações do CEA ProjetosProjetos IndústriasIndústrias Reator ProtótipoReator Protótipo da Propulsãoda Propulsão Equipamentos e SistemasEquipamentos e Sistemas UOUO22 ReconversãoReconversão FabricaçãoFabricação de Pastilhasde Pastilhas FabricaçãoFabricação de Elementosde Elementos CombustíveisCombustíveis YCYC CAFÉCAFÉ materiaismateriais irradiadosirradiadosConversãoConversão UFUF66 natnat OFTUBOFTUB OFCOMOFCOM OFCESPOFCESP OFMEQOFMEQ OFMEPREOFMEPRE Oficina deOficina de DecapagemDecapagem •• geradores de vaporgeradores de vapor •• turbinasturbinas •• condensadorescondensadores •• motormotor núcleonúcleo simuladorsimulador UCQPUCQP LARELARE LABMEXLABMEX LABMECALABMECA LACLAC LACAMLACAM LABNEULABNEU LABCHOQUELABCHOQUE LACEMLACEM LATEPLATEPLABTERMOLABTERMO UFUF66 enrenr centrífugascentrífugas válvulasválvulas tubulaçãoestubulaçãoes equipequip.. Figura 2. Instalações do CEA. Figura 3. Vista Aérea do CEA. VI. INSTALAÇÃO NUCLEAR A ÁGUA PRESSURIZADA - INAP À semelhança do que ocorreu em todos os Países que dominam a tecnologia de submarinos nucleares, o programa nuclear da Marinha também prevê o projeto e construção de um protótipo em terra da instalação de propulsão nuclear, com o objetivo primordial de assegurar, previamente, os atributos de segurança e eficiência da instalação embarcada. Esta instalação protótipo denomina- se Instalação Nuclear a Água Pressurizada – INAP. Este protótipo em terra, que conterá todos os principais equipamentos da instalação propulsora nuclear, inclusive o reator, é considerado indispensável devido, sobretudo, à inerente complexidade tecnológica do submarino nuclear e ao arranjo extremamente compacto da sua instalação propulsora. Para garantir a sua aplicabilidade, o protótipo será montado dentro de uma seção de casco de submarino. A Figura 4 apresenta detalhes do protótipo em terra, a Figura 5 apresenta o arranjo do compartimento do reator, a Figura 6 apresenta as características técnicas da planta propulsora e a Figura 7 uma vista em corte do reator nuclear da INAP, suas principais dimensões e uma comparação relativa às proporções do homem Figura 4. Protótipo em Terra. Figura 5. Arranjo do Compartimento do Reator. Index
  • 6. Figura 6. Características Técnicas da Planta Propulsora. VII. SITUAÇÃO ATUAL DO EMPREENDIMENTO Apresenta-se a seguir uma visão geral da situação do empreendimento da INAP, tomando como referência março de 2002, nas áreas de projeto, aquisição de equipamentos, construção civil e licenciamento. TABELA 1. Situação do Projeto da INAP SISTEMA Projeto de Concepção Projeto Básico Projeto de Detalhamento Reator/Circ. Primário Concluído Concluído Fase inicial Circuito Secundário Concluído Concluído Fase inicial Sistema de Controle Concluído Fase inicial - Propulsão Elétrica Concluído Concluído A ser iniciado Elétrica de Serviço Concluído Fase final - Integração de Projetos Concluído Concluído Fase inicial Projeto Civil Prédios Concluído Concluído Fase final Sistemas dos Prédios Concluído Concluído Fase inicial Figura 7. Reator da INAP. TABELA 2 . Situação das Obras Civis da INAP Obras Civis Situação Terraplanagem do Platô Concluída Fundações dos Prédios do Reator, Turbinas e Sub-Estação 1 Concluídas Galerias Elétricas Subterrâneas Concluídas Superestruturas dos Prédios do Reator, Turbinas e Sub-Estação 1 Fase inicial TABELA 3. Situação do Licenciamento Órgão Autorização Situação CNEN Autorização de Local Concedida Licença de Construção 1a parcial 2a parcial Concedida Solicitada IBAMA Licença Prévia Concedida Licença de Instalação Solicitada 3 Audiências Públicas Realizadas Index
  • 7. TABELA 4. Situação Aquisição Equipamentos da INAP VIII. CONCLUSÕES O custo total orçado para INAP é de US$ 480 milhões de dólares americanos. Até o ano de 2001 foram investidos o equivalente a US$ 223 milhões de dólares americanos, correspondendo a 46,4% do investimento total. Constituindo-se num dos maiores empreendimentos de desenvolvimento autóctone de tecnologia já realizado no País, este programa acumula significativo acervo tecnológico, com geração de conhecimento e capacitação de recursos humanos em diversas áreas, enriquecendo a engenharia nacional. Este programa é um dos únicos que, pelas características de validação experimental intensiva, demanda a utilização permanente de pesquisadores de alto nível, que são necessários também à indústria, mas num regime de utilização pontual e esporádico, que não justifica sua manutenção nos seus quadros. A extensa gama de materiais, componentes, equipamentos e sistemas, com alto grau de tecnologia agregado, que anteriormente necessitavam ser adquiridos no exterior, e passaram a ser projetados e fabricados no Brasil, por empresas nacionais, é um indicativo dos efeitos de arraste e efeito multiplicador gerados a partir deste programa. A capacitação tecnológica adquirida no projeto e desenvolvimento de ultracentrífugas está sendo transferido, para utilização em escala industrial, pela INB – Indústrias Nucleares do Brasil, com vistas ao fornecimento de combustível para as usinas núcleo-elétricas Angra I e II No mundo globalizado, a primeira linha de defesa e competitividade de uma nação é garantida pelo preparo do seu povo e domínio tecnológico, que só é obtido a partir do real envolvimento em pesquisa, desenvolvimento e finalmente na construção de sistemas e componentes. O projeto da INAP responde perfeitamente a esses desafios do novo século, estando, portanto, perfeitamente enquadrado nos mais altos objetivos da nação. REFERÊNCIAS [1] CAVAGNARI FILHO Geraldo L. P&D Militar: Situação, Avaliação e Perspectivas – Ciência e Tecnologia no Brasil: Uma Nova Política para um Mundo Global, MCT, 1994. [2] GUIMARÃES, L. S., Modernas Tendências no Projeto de Submarinos, dissertação de mestrado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, novembro 1991. ABSTRACT The Naval Propulsion Development Program, leading by the Brazilian Navy, is one of the greatest self-sufficient technological efforts ever undertaken in Brazil. Besides the technological spin-offs this programs served as catalyst to maintain a critical mass of human resources, mainly in the 80’s and early of 90’s, when the destiny of the nuclear sector was uncertain. Today the R&D perspectives in Brazil are different, but this program is still updated with this new reality. This paper presents the main characteristics and the present status of this program. Sistema Equipamento Fornecedor Entrega Reator Vaso de Pressão Nuclep Entregue Internos Jaraguá 08/2002 Máq. Traciona. Parafusos Treu Entregue MAB – protótipos Treu Entregues Primário Bombas de Circulação Treu Entregues GVs Sulzer 05/2003 Pressurizador Jaraguá 06/2002 Válvulas Sulzer Entregues Bombas Purif. Rutschi Entregues Bombas Resf. Componentes Sulzer Entregues Trocadores Purificador Jaraguá Entregues Trocadores Resf. Compon. Jaraguá Entregues Secundário Turbinas Prop. Dedine Entregues Turbinas Aux. ABB Entregues Geradores Pro. Siemens Entregues Gerad. Auxil. CTMSP Entregues Condensadores Jaraguá Entregues Sist. Vácuo Condensadores Voest- Alpine Entregue Bombas Resfr. Condens. Sulzer Entregues Bombas Extr. Condensado Sulzer Entregues Bombas Alim. Sulzer Entregues Freio Dinamométrico Shenk Entregue Sistema dos Prédios Ponte Rolante Préd. Turbinas Inepar Entregue Index