sexta-feira, 8 de abril de 2011

Energia nuclear: uma controvérsia centenária

Por Antônio Arapiraca*
Via Terra Magazine

A União Internacional de Química Pura e aplicada (IUPAC, sigla em inglês de International Union of Pure and Applied Chemistry) e a UNESCO declararam 2011 como o Ano internacional da Química. O objetivo dessa iniciativa é reconhecer a química como ciência indispensável à sociedade e sobretudo disseminar entre os jovens, as potencialidades desta ciência.

A data foi estrategicamente escolhida como forma de comemorar os 100 anos do prêmio Nobel de Química recebido por Marie Curie e também enfatizar o protagonismo feminino na ciência.

A honraria concedida à madame Curie em 1911 foi por ela ter descoberto os elementos químicos rádio e polônio. Ela se tornaria então a primeira mulher a receber o prêmio e até hoje é a única pessoa que recebeu um Nobel de Química e um de Física, já que em 1903 dividiu o prêmio Nobel de Física com Pierre Curie (seu marido, morto num acidente automobilístico em 1906) e Antonie Henri Becquerel pelas suas descobertas no campo da radioatividade.

Foi Becquerel que em 1896 descobriu que sais de urânio emitiam espontaneamente um tipo de radiação com alto poder de penetração parecida com os raios-X (descobertos por Wilhelm Conrad Röntgen em 1895). Estava aberta aí a primeira controvérsia: os átomos emitiam espontaneamente essa radiação, ou eram excitados a fazer isso por algum ente externo? Marie e Pierre Curie conseguiram perceber que essas emissões eram uma característica intrínseca dos átomos. Além disso, eles perceberam que alguns elementos eram mais radioativos que outros.

Radiação que salva vidas

Em linhas gerais, a radioatividade consiste no fato de que alguns átomos de elementos químicos como urânio, rádio e tório têm núcleos instáveis devido a um excesso de energia dos mesmos. Para atingir uma situação de maior estabilidade, esses núcleos emitem constantemente partículas alfa, partículas beta e raios gama. Esses decaimentos radioativos são causados por mudanças nas configurações nucleares de modo a produzir uma situação de menor energia. Esses minerais que emitem radiação são conhecidos como isótopos radioativos. Existe muita polêmica sobre a sua utilização, mas o fato é que o uso deles vem ajudando a humanidade há quase 100 anos das mais variadas formas possíveis.

Na indústria uma técnica chamada gamagrafia é utilizada para controle de qualidade. A técnica consiste em fazer radiografias de componentes metálicos e verifica se há defeitos ou rachaduras no corpo das peças. É ferramenta crucial para verificar se há fadigas em asas e turbinas de aviões. Os métodos tradicionais de esterilização de materiais hospitalares usam altas temperaturas e isso inviabilizaria a esterilização de seringas, luvas cirúrgicas, gazes e material descartável em geral. Assim, as empresas farmacêuticas utilizam fontes radioativas de grande porte para esterilizar sem destruir os mesmos.

Até mesmo na agricultura temos a utilização de radioisótopos, chamados traçadores radioativos, para os mais diversos fins. É possível controlar pragas fazendo os insetos ingerirem doses ínfimas desses traçadores e mapear onde estão as populações dos mesmos. A "marcação" de insetos com radioisótopos também é muito útil para a identificação de qual predador se alimenta de determinado inseto indesejável. Neste caso o predador é usado em vez de inseticidas nocivos à saúde. Também é muito comum a utilização de radiação gama para esterilizar os respectivos machos de determinadas espécies evitando assim a proliferação. Isso sem contar que se pode aplicar irradiação para a conservação de produtos agrícolas, como batata, cebola, alho e feijão. Após irradiados esses alimentos podem ser armazenados por até um ano sem apodrecer.

Uma importante aplicação é feita na área médica. Tanto na radiologia, na radioterapia como na medicina nuclear, o uso de radioatividade no trato de diversas enfermidades permite salvar milhões de vidas no mundo inteiro todos os dias. Em 1926 a própria madame Curie visitou o Brasil para conhecer o Instituto do Câncer de Belo Horizonte. Instituição fundada em 1922 na capital mineira e primeiro centro destinado à luta contra o câncer no Brasil. O episódio da visita de Curie ao Brasil é narrado em artigo dos médicos radiologistas Sandro Fenelon e Sidney de Souza Almeida publicado em 2001 na Revista Radiologia Brasileira. Essa visita é considerada um marco para a medicina brasileira. Como podemos ver a manipulação do átomo pelo homem não é sempre tão maléfica como alguns acreditam.

Aplicações controversas

Na década de 1930, muitas pesquisas eram feitas no sentido de entender a intimidade da matéria e os cientistas começaram a perceber que era muito difícil fissionar (ou quebrar em partes) um núcleo atômico, sugerindo que o mesmo deveria armazenar uma grande quantidade de energia. Um dos pioneiros nesses estudos foi o físico italiano, e prêmio Nobel de Física de 1938, Enrico Fermi, que realizou diversos experimentos bombardeando urânio com nêutrons e percebeu que esse processo era capaz de fissionar os núcleos de urânio em elementos menores além de liberar uma certa quantidade de energia. Em 1933 o físico húngaro Leó Szilárd, baseado no princípio da equivalência entre energia e massa (predito por Albert Einstein), concebeu a idéia da reação em cadeia em núcleos atômicos instáveis. A idéia é muito simples. Um núcleo atômico de material radioativo é bombardeado por nêutrons e se parte liberando uma quantidade de energia e mais nêutrons que vão colidindo com outros núcleos e produzindo o mesmo efeito, gerando assim uma cascata de fissões nucleares que liberam uma quantidade colossal de energia.

Com base nessas evidências e no contexto da segunda guerra mundial, os cientistas começaram a perceber que tinham em mãos uma possibilidade de arma nuclear extremamente poderosa. Em 1939 Szilárd conseguiu persuadir Einstein (um cientista de maior renome à época) a escrever uma carta ao presidente Franklin Roosevelt alertando sobre o perigo de os alemães estarem desenvolvendo uma arma deste tipo. Szilárd e Fermi já colaboravam cientificamente desde 1938 e em 2 de dezembro de 1942, em Chicago/EUA, conseguiram realizar a primeira reação em cadeia nuclear controlada. A esta altura o governo dos EUA já concentrava pesados esforços na construção da bomba atômica e em agosto de 1945 um dos maiores genocídios que a humanidade já presenciou foi levado a cabo com o lançamento das ogivas nucleares nas cidades japonesas de Nagasaki e Hiroshima.

Albert Einstein demonstrou publicamente por diversas vezes seu arrependimento por ter enviado a carta de 1939 a Roosevelt. Leó Szilárd desiludido com o uso da bomba abandonou as pesquisas nucleares dedicando-se à biofísica e tornou-se um advogado do desarmamento nuclear. Depois da segunda grande guerra seguiu-se o período da guerra fria e a escalada na fabricação de armamentos nucleares. Nessa época os reatores nucleares começaram a ser usados para atender à demanda crescente por eletricidade e em 1951 a antiga União das Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) inaugura na cidade russa de Obninsk a primeira usina termoelétrica nuclear civil.

O fantasma da catástrofe nuclear

Quase sempre, somente as bombas nucleares e os bizarros efeitos da exposição excessiva a radiações ionizantes são relembrados. As bombas lançadas em Hiroshima e Nagasaki (Japão, 1945), os acidentes nas usinas termonucleares de Three Mile Island (EUA, 1979) e Chernobyl (Ucrânia, 1986) em conjunto com o acidente com o Césio 137 (Brasil, 1987) povoam nosso imaginário e, com razão, temos o pânico aterrador de uma catástrofe nuclear.

Mas o fato é que ao mesmo tempo em que produziu tanta destruição a energia nuclear é também, há décadas, uma das mais eficientes aliadas da medicina e também uma das mais poderosas matrizes energéticas já descobertas pelo homem. Ela é utilizada em larga escala, sobretudo em países que não têm bacias hidrográficas ou reservas de carvão, como é o caso do Japão.

Se uma análise meramente estatística for feita, podemos perceber que a utilização de energia atômica para fins pacíficos vem respondendo bem às demandas com uma margem de erro extremamente reduzida e uma eficiência muito alta. O problema é que em uma única falha com esse tipo de tecnologia podemos ter consequências extremamente desastrosas.

A questão agora é saber se temos outras alternativas de produção de eletricidade disponíveis no curto e médio prazo. Mesmo com a dramática situação em curso nos reatores da usina de Fukushima Dai-ichi no Japão, demonizar a energia nuclear não me parece ser o melhor caminho, já que talvez ela seja um dos sustentáculos do nosso modo de vida moderno por muitas décadas até que novas possibilidades possam suprir, em escala global, a demanda cada vez mais crescente por recursos energéticos. E aí passaremos a enfrentar novos problemas que decorrem da utilização de qualquer tecnologia.

*Antônio Arapiraca é físico, professor do CEFET/MG e editor do fóton Blog

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