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Pesquisador da Poli-USP aprimora sistema de análise de vasos de pressão de reatores nucleares

Projeto foi premiado pela entidade American Society of Mechanical Engineers (ASME), que realizou congresso no último mês

Vitor Scarabeli Barbosa, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Naval e Oceânica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP), propôs em seu projeto de pesquisa uma nova configuração dos chamados corpos de prova, usados para testes e análises que avaliam a degradação dos vasos de pressão dos reatores das usinas nucleares, procedimento imprescindível para a análise da vida útil do equipamento e para a segurança dos sistemas. Seu trabalho foi um dos finalistas da competição acadêmica "Rudy Scavuzzo Student Paper Symposium and 25th Annual PVPD Student Paper Competition", organizada pela American Society of Mechanical Engineers (ASME).

A competição ocorreu durante o congresso “2017 Pressure Vessels and Piping (PVP) Conference”, realizado em Waikoloa, no estado americano do Havaí, entre os dias 16 e 20 de julho de 2017. Único brasileiro e sul-americano da competição, ele ainda recebeu uma menção honrosa com o projeto “Fracture Toughness Testing of a Low Alloy Structural Steel Using Non-Standard Bend Specimens and an Exploratory Application to Determine the Reference Temperature, T0”, e ficou entre os oito melhores colocados ao lado de participantes de países como os Estados Unidos, Canadá, Bélgica e China.

Sobre o trabalho - Sabe-se que mais da metade das usinas nucleares de todo o mundo estão chegando ao fim de suas vidas úteis. Esse tipo de dado só é de conhecimento público porque especialistas fazem, continuamente, testes e análises nos vasos de pressão dos reatores desses sistemas, parte imprescindível da produção da energia, uma vez que lá são feitas as reações nucleares.  

Para os testes, inserem-se pequenas peças de aço, denominadas corpos de prova, no interior dos reatores dos vasos de pressão. Essas peças, padronizadas por normas, ficam depositadas nos vasos  em um período de tempo razoável, e são submetidas ao ambiente em que estão, eventualmente sendo bombardeadas pelos nêutrons gerados nas reações nucleares. O trabalho da medição da degradação do material desses corpos pelo efeito da irradiação neutrônica pode prever então o tempo de vida útil remanescente de um vaso de pressão e, consequentemente, de toda a usina.

Em seu doutorado premiado, Scarabeli prevê uma nova configuração não padronizada para os corpos de prova que, segundo ele, atende aos resultados desejados. Utilizando uma nova metodologia desenvolvida pelo orientador, ele propôs mudanças na geometria e tamanho dos corpos de prova encapsulados nos reatores, e comprovou sua tese por meio de experimentações.

Segundo o pesquisador, essas medições são muito importantes para evitar acidentes ambientais como o que ocorreu em Fukushima, no Japão. “Analisar a resistência dos vasos de pressão é importante para evitar que eles trinquem em casos de choques térmicos pressurizados”, defende. Os choques ocorrem quando, em emergências, é utilizada a água dos oceanos para esfriar os reatores.

Ele se disse animado com os resultados obtidos e com a conquista no evento internacional, e garante que tem previsões otimistas para o trabalho. “Esse procedimento pode até ser incorporado posteriormente nas normas atuais que dizem respeito aos corpos de prova”.

Reconhecimento e interação – O orientador da pesquisa e professor do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica (PNV) da Poli, Claudio Ruggieri, ressalta que a ASME é “uma das associações e entidades de engenharia mais importantes e atuantes, não somente dos Estados Unidos, mas do mundo, pois teve e tem um papel fundamental na consolidação de diversos procedimentos em termos de projeto, regulação e inspeção de equipamentos, incluindo vasos de pressão e tubulações para a indústria de óleo e gás e a nuclear”.

Para o docente, a participação neste evento é uma oportunidade excelente de interagir e imergir em um ambiente profissional e tecnológico proeminente. “Para um aluno de pós-graduação, é o reconhecimento incontestável da qualidade do seu trabalho e da sua dedicação, além de propiciar uma experiência científica internacional que certamente contribuirá sobremaneira não somente à sua formação acadêmica e profissional, mas também à sua formação pessoal e cidadã”, ressalta o docente. Para ele, o futuro da engenharia brasileira passa necessariamente pelo investimento e apoio a jovens dedicados e talentosos como Vítor.