A incrível engenharia por trás da história do acidente nuclear em Fukushima

Este é mais um da série “links legais demais pra simplesmente irem pro Delicious”.

É um artigo do site BraveNewClimate.com (que, pelo que vi, advoga pela energia nuclear e seu lado ecologicamente correto), que reproduz um texto do Dr. Josef Oehmen, cientista do MIT, que, preocupado com a paranóia que tomou conta da imprensa de que um segundo Chernobyl estivesse prestes a acontecer, explicou, cientificamente, por que ninguém precisa ficar com medo de um desastre nuclear no Japão, mesmo depois do pior terremoto de todos os tempos seguido de tsunami.

É um artigo enorme, que descreve de forma simples como funciona um reator nuclear e – e aí é que está a parte mais espetacular do artigo – descreve em detalhe o nivel ABSURDAMENTE PARANÓICO de segurança de um troço destes. Resumidamente, a planta foi projetada para aguentar o pior acidente natural imaginável, ocorreu um pior ainda, o backup do backup do backup falhou e, ainda assim, se tudo ainda tivesse dado errado, não haveria nenhum vazamento radioativo catastrófico.

É uma engenharia tão fantástica que eu vou perder horas de sono traduzindo uns pedaços pra vocês. Primeiro veja esse desenho da Folha de como funciona o reator (Update: ou veja estes infográficos 3D bacanudos do New York Times) e depois continue abaixo:

O terremoto que atingiu o Japão foi 7 vezes pior do que o que a usina foi projetada para aguentar (a escala Richter é logarítmica; a diferença entre o 8.2 que a usina aguenta e o 8.9 que ocorreu é de 7 vezes mais, e não 0,7). Quando o terremoto começou, os reatores iniciaram um desligamento automático. As varetas de controle [bastões que reagem com o combustível nuclear e impedem a reação em cadeia do urânio, “desligando” o reator e impedindo que seu núcleo derreta] foram inseridas no núcleo e a reação em cadeia parou. Agora o sistema de resfriamento [que usa bombas para retirar água quente e bombear água fria no reator] precisava retirar o calor residual, mas o terremoto destruiu as fontes externas de energia do reator.  Este é um dos acidentes mais sérios para uma usina nuclear e, por isso, eventos como este “blecaute de usina” recebem bastante atenção quando os sistemas de segurança estão sendo projetados.

Durante uma hora tudo correu bem. Um conjunto de geradores elétricos de emergência, movidos a diesel, começou a funcionar. Aí veio o tsunami, muito maior do que o que a usina foi projetada para aguentar (7 vezes maior, como dissemos), e danificou vários conjuntos destes geradores.

Quando uma usina nuclear é projetada, os engenheiros seguem uma filosofia chamada Defense of Depth (“defesa em profundidade”). Isto significa que você constrói tudo para aguentar a pior catástrofe que você pode imaginar, e então projeta a usina de maneira que ela consiga aguentar uma falha de sistema (que você nunca imaginou que pudesse ocorrer) após a outra. Como por exemplo o que ocorreu, do tsunami levar embora todos os geradores de emergência de uma só vez.

A última linha de defesa é deixar tudo dentro da terceira barreira de contenção [a parte mais externa do reator, hermeticamente fechada e que contém a primeira barreira (um tubo de Zircaloy que envolve o combustível nuclear) e a segunda barreira (uma “panela de pressão”, que contém a primeira barreira e o vapor d’água que a envolve). A terceira barreira é construída exclusivamente para, se as duas outras falharem, conter tudo no caso de um “core meltdown” (derretimento do núcleo) e permitir que tudo resfrie naturalmente e com segurança].

Quando os geradores se foram, os operadores do reator alternaram para baterias de emergência, projetadas como “backup do backup”, para fornecer energia para resfriar o núcleo por até 8 horas. E foi o que elas fizeram. Mas até o fim destas horas, outra fonte de energia tinha que ser conectada à usina. Não havia rede elétrica externa por causa do terremoto e os geradores foram destruídos pelo tsunami, então chegaram caminhões com outros geradores a diesel.

Neste ponto as coisas começaram a dar seriamente errado. Os plugues dos geradores dos caminhões não serviram nos conectores da usina. Então, quando as baterias acabaram, o calor residual do reator não podia mais ser retirado.

Os operadores começaram a seguir os procedimentos de emergência para eventos de “perda de resfriamento”. Este é um passo na sequência das “Defesas de Profundidade”. Nunca deveria faltar energia nos sistemas de resfriamento, mas como faltou, “recua-se” um nível nas linhas de defesa do reator. Isto parece chocante, mas é parte do treinamento do dia-a-dia de um operador de usina nuclear, que cobre todas as etapas até o evento mais crítico, que é o derretimento do núcleo. Neste momento é que começou-se a falar do derretimento, pois se não é possível restaurar o resfriamento, a terceira barreira de contenção (a última linha de defesa) entraria em ação.

Mas a meta neste momento era manter o núcleo e assegurar que a primeira e segunda barreiras de contenção (os tubos de Zircaloy e a “panela de pressão”) ficassem intactos e operacionais pelo maior tempo possível, para dar tempo dos engenheiros consertarem os sistemas de resfriamento.

Para manter a integridade da “panela de pressão” (a segunda barreira) [ainda aquecendo lentamente por ausência de resfriamento], a pressão do vapor d’água precisa ser liberada de tempos em tempos. Como é importante poder fazer isto numa emergência, o reator tem onze válvulas de liberação de pressão. Os operadores abriam-nas de tempos em tempos para controlar a pressão.

Em algum momento destas aberturas, a explosão ocorreu, fora da terceira barreira de contenção (a última linha de defesa) mas dentro do prédio do reator. Os operadores decidiram não liberar a pressão no meio-ambiente, para que a [baixa] radioatividade do vapor decaísse. O problema é que, em altas temperaturas, as moléculas de água “dissociam-se” em hidrogênio e oxigênio – uma mistura explosiva. Foi uma explosão como esta (mas dentro da “panela de pressão”, mal projetada e mal controlada pelos operadores) que provocou a explosão de Chernobyl. Isto nunca foi um risco em Fukushima. O problema da formação de hidrogênio e oxigênio é um dos maiores desafios no projeto de uma usina, então o reator é construído e operado de forma que isto nunca possa ocorrer dentro da segunda barreira de contenção. Então ela ocorreu do lado de fora, onde isto não oferecia risco.

Então a pressão ainda se manteve sob controle. Mas se você fica aquecendo a panela de pressão, o nível de água vai caindo. O núcleo é coberto por vários metros de água para garantir algum tempo (horas ou dias) antes que o núcleo fique exposto. As partes do urânio não cobertas por água atingem a temperatura crítica de 2200 graus celsius após 45 minutos, e aí a primeira contenção (os tubos de Zircaloy) começam a falhar.

E isto começou a ocorrer. O resfriamento não foi restaurado a tempo e houve danos (limitados, mas ainda assim danos) no revestimento de algumas varetas de urânio. O grande problema (o urânio) ainda estava sob controle, mas alguns subprodutos da sua reação atômica (césio radioativo) começaram a se misturar com o vapor, ainda que em pequenas quantidades.

Este foi o sinal para um “plano B”.

A água usada no resfriamento é desmineralizada e muito limpa, porque assim ela praticamente não absorve radiação. Água suja ou com sal absorve radiação em suas partículas. Isto não afeta o núcleo – pois não importa com o que ele é resfriado – mas dificulta o trabalho dos engenheiros, que passam a ter que lidar com água “ativada” (ou seja, levemente radioativa). Como o plano A (manter o núcleo resfriado) falhou, os operadores começaram a usar água do mar para resfriar o núcleo. Como a reação em cadeia do núcleo parou há muito tempo, há muito pouco calor residual sendo produzido. Como há muita água, o núcleo não produz mais calor suficiente para gerar pressão significativa. Além disso, ácido bórico foi adicionado na água do mar. Ácido bórico é uma “vareta de controle” líquida, pois o boro captura os nêutrons e acelera o resfriamento do núcleo.

O “pior cenário” que foi evitado foi o do derretimento do núcleo. E se ele tivesse ocorrido, a terceira barreira de contenção seria totalmente selada para que o derretimento não liberasse material radioativo. Haveria uma espera para todo o material radioativo decair dentro do reator. Os sistemas de resfriamento seriam religados para resfriar o núcleo derretido até uma temperatura aceitável. Então a parte de dentro dele seria limpa, o núcleo derretido seria coletado e embalado, pedaço por pedaço, em contêineres de transporte e enviado para usinas de processamento. Dependendo do dano, a usina seria reparada ou desmantelada.

Então como ficamos? A usina está segura agora, e ficará segura. Os sistemas de segurança de todas as usinas japonesas vão ser aperfeiçoados para aguentar um terremoto de categoria 9 (ou pior). O pior problema será a falta prolongada de energia no Japão.


A pena, o martelo e a Lua

Há muito tempo, quando eu estava fazendo cursinho para a prova do CEFET – nem era vestibular, era para o segundo grau técnico – tive uma aula de física que jamais vou esquecer.

A turma era imensa, devia ter mais de cem pessoas na sala, e de repente o professor manda todo mundo entregar as apostilas a ele. “Vou corrigir seus exercícios”, ele disse. Ninguém entendeu nada e, após uns cinco minutos de rebuliço passando apostila pra tudo que é canto, lá estava ele com todas elas em cima da mesa.

Então ele formou duas pilhas de apostilas: uma pequena e uma enorme, muito mais pesada. Depois, sem a menor cerimônia, ergueu ambas as pilhas no ar, a mais ou menos um metro da mesa, e soltou. POU!

A turma subitamente ficou em silêncio. O professor perguntou, aos gritos: “Quantas batidas vocês ouviram? Uma ou duas? Uma só, não foi? Então as duas pilhas caíram ao mesmo tempo, não foi?”. A turma continuou calada. “Mas essa pilha daqui é muito mais leve que a outra, não é? Era pra ter caído depois, não era?”, ele continuou. Todo mundo concordou com a cabeça. Então ele se debruçou sobre as apostilas e disse:

– Isso é pra vocês NUNCA MAIS errarem isso numa prova. Independentemente do peso dos corpos, eles SEMPRE caem com a mesma aceleração: a aceleração da gravidade.

É óbvio que depois ele explicou que tem que ser no vácuo e tal, mas eu realmente nunca mais me esqueci daquilo.

Nos últimos dias, com o aniversário de 40 anos da chegada do homem à Lua, eu acabei descobrindo que os astronautas da Apollo 14 fizeram uma pequena experiência/homenagem à Galileu Galilei, mostrando aquilo que ele teorizou séculos atrás e que é completamente contra-intuitivo: se você estiver no vácuo (na superfície da Lua, por exemplo) carregando uma pena e um martelo, ao soltá-los, ambos caem no chão ao mesmo tempo.

Deviam passar esse vídeo em toda aula de física…

É de lei

Da lista de leis epónimas (aquelas batizadas com o nome de seus donos) da Wikipedia:

  • Lei de Muphry — Criada pelo editor australiano John Bangsund em 1992, diz que "se você escreve algo criticando a edição ou a revisão de um texto, haverá um erro no texto que você escreveu”. Achou estranho? Leia direito o nome da lei…
  • Primeira Lei da Tecnologia de Kranzberg – “A tecnologia não é nem boa nem má. Nem neutra”.
  • Lei de Hofstadter — “Sempre demora mais do que você imagina, mesmo se você levar em conta a Lei de Hofstadter”.
  • Falando em prazos, a Lei de Brooks diz que “adicionar mão-de-obra a um projeto de software que está atrasado faz com que ele atrase ainda mais”.
  • O Princípio Dilbert é um clássico. Diz que “os piores funcionários são sistematicamente movidos para o lugar onde eles podem causar menos prejuízo: a chefia”. Dizem que este princípio foi inspirado no Princípio de Peter, que diz que “numa hierarquia, todo funcionário tende a subir até o nível de sua incompetência”.
  • Ainda sobre trabalho: a Lei de Parkinson diz que “O trabalho se expande até ocupar todo o tempo disponível”. Já sobre os salários, seu autor, C. Northcote Parkinson, afirmou também que “Os gastos se expandem até igualarem as receitas”.
  • Lei de Godwin — Inspirada na internet, diz que “conforme qualquer discussão online se estende, a probabilidade de alguém fazer uma comparação envolvendo os nazistas ou Hitler se aproxima de 100%”.
  • Lei de Segal — “Um homem com um relógio sabe que horas são. Um homem com dois relógios nunca tem certeza da hora”.
  • A Lei de Stigler afirma que “nenhuma descoberta científica leva o nome de seu descobridor original”. Stephen Stigler, seu autor, diz que quem a descobriu foi o sociólogo Robert K. Merton.
  • Lei de Sutton — “Vá onde o dinheiro está”. Seu autor, Willie Sutton, era um ladrão de bancos. E mais: quando perguntaram a ele por que ele assaltava bancos, ele respondeu: “Porque é lá que o dinheiro está”.
  • Lei da Explanação de Wiltshire — “Definir é limitar”.

Campus Party já está sendo montado no pavilhão da Bienal

Campus Party - Stands sendo montados

Ontem à noite eu e Bethania levamos Pavlov para passear no Ibirapuera. Aproveitei para tirar umas fotos (de celular, ou seja, toscas) da montagem da infraestrutura pro Campus Party, que começa dia 11.

Pelo que vi, a parte de baixo do pavilhão da Bienal deve ser a parte “expo” do evento – a que terá stands de empresas mostrando suas novidades.

Stand do Campus Party
Stand da Microsoft sendo montado (veja os bonequinhos do MSN ali no meio)

Stand do Campus Party
Stand não identificado (esse vermelho aí seria de quem?)

Como eu ainda nem falei de Campus Party aqui no blog, acho que devo umas explicações: o evento – realizado na Espanha desde 1997 e que acontece pela primeira vez no Brasil este ano – já está sendo chamado de “nerdstock”, “enorme acampamento hippie-tecnológico” e até “coisa de nego atoa que não tem trabalho”. Mas na verdade é o evento do ano para quem curte internet e tecnologia: 3000 pessoas e seus PCs, acampados por sete dias no pavilhão da Bienal, com um link internet de 5GB à disposição e uma programação cheia de palestras, oficinas, eventos, competições e outras coisas legais.

Campus Party - Área de credenciamento  20080205_6
Pessoal colocando lona no chão de onde deverá ser a área de credenciamento – descobri por causa do papelzinho (dir.) pregado em um fio de telefone, pendurado bem em cima do lugar.

As vagas já esgotaram, mas minha inscrição, que estava em lista de espera, já foi feita. Estarei lá quase todos os dias (sexta e sábado eu viajo a trabalho para Santa Catarina), então podem esperar “live blogging” tanto no meu Twitter quanto aqui.

Se eu fosse um S.O.

Eu seria o Palm OS!

You are Palm OS. Punctual, straightforward and very useful.  Your mother wants you to do more with your life like your cousin Wince, but you're happy with who you are.
Which OS are You?

Traduzindo: "Focado, direto-ao-ponto e bastante útil. Sua mãe quer que você faça mais da sua vida, como seu primo Wince, mas você está feliz consigo mesmo". É, foi legal.

O duro foi que esse papo de "palm" me fez lembrar do "face palm", um dos GIFs animados mais engraçados que já vi. Perfeito pra postar em fóruns, logo depois de algum comentário decepcionante.

20071218

Usando o Excel como controle de tempo em treinamentos

Quando narrei aqui a odisséia do dia do meu aniversário eu mencionei a super-planilha que montei como cronograma/controle de tempo do curso. Aquela, que, como eu disse…

20071011

…se atualizava automaticamente, em tempo real, mostrando o ponto onde o curso estava (de verde) e onde deveria estar (em vermelho), e também o atraso estimado, em minutos, em um outro canto da tela. O legal é que a coluna "progresso" vai colorindo automaticamente, para mostrar o quanto cada item do cronograma deveria estar concluído. Assim, na hora do curso, você sabe visualmente quanto tempo tem para terminar de ensinar cada assunto.

Testei a planilha na prática, no treinamento que dei hoje. Funcionou muito bem – terminei o dia à frente do cronograma, por sinal.

Para baixar a planilha, é só clicar aqui (53 KB). Ela usa macros, então para que ela funcione você precisa habilitar macros no seu Excel. Coloque o nível de segurança "médio" em Ferramentas/Opções, aba "Segurança", botão "Segurança de Macro". Para poder usar a planilha e projetar um PowerPoint ao mesmo tempo, use outra dica minha: Como usar outros programas em um notebook sem interromper a projeção em um datashow.

Muita gente também quis saber como a planilha funcionava, então lá vai. Clique no "Mais >>" aí embaixo… (cuidado! conteúdo nerd!)

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Grandes questões do universo

Kottke levantou uma questão realmente intrigante:

Suponha que você virou papai e é cinéfilo. Quando seu(sua) filho(a) tiver a idade apropriada para começar a ver filmes, em que ordem você passaria para ele/ela os seis filmes da série Star Wars? Pela ordem original de lançamento (Star Wars, Império contra-ataca, Retorno de Jedi, Ameaça Fantasma, Clones, Sith) ou pela cronologia dos filmes (Ameaça Fantasma, Clones, Sith, Star Wars, Império contra-ataca, Retorno de Jedi)?

Pra mim a resposta é óbvia: pela ordem original de lançamento. Primeiro meu filho vai ver os clássicos, depois os mais porcaria. E você, o que acha?

mm = oh(ah(oh()));

(Cuidado: este post pode soar ofensivo para algumas pessoas… e requer conhecimentos de programação)

O pessoal do Fazed lançou o Unburdened, um site de confissões anônimas, inspirado num tópico estilo "confessionário" do fórum deles.

Neste novo site foi visto o primeiro caso mundial de masturbação recursiva:

"Um cara pra quem eu quero dar tirou uma foto dele mesmo. Mas não é uma foto normal. É uma foto dele se masturbando e vendo uma foto dos meus seios na tela do computador. Eu fiquei incrivelmente lisonjeada, e estou pensando em tirar uma foto minha me masturbando enquanto vejo a foto dele se masturbando com a foto dos meus seios"