Quais os projetos mais avançados de energia nuclear no Brasil

Fonte: Nexo Jornal

Pesquisadores do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), uma das mais prestigiadas instituições científicas do mundo, analisaram cerca de mil cenários para a descarbonização e concluíram que depender apenas de fontes como solar, eólica e baterias para alcançar uma matriz elétrica sem carbono pode tornar a transição mais cara e arriscada. 

O estudo mostrou que incluir fontes firmes e contínuas de energia limpa, como a nuclear, é essencial para reduzir custos e garantir estabilidade no fornecimento. Sistemas que combinam diferentes fontes têm custos de geração até 62% menores do que aqueles baseados apenas em renováveis intermitentes. Mesmo em cenários pessimistas, em que o custo da energia nuclear se mantém elevado, as usinas nucleares continuam sendo a opção mais econômica para assegurar a descarbonização em larga escala.

Enquanto o debate internacional avança e países como a França já geram cerca de 70% de sua eletricidade a partir dessa fonte, o Brasil ainda tem uma participação modesta, em torno de 2%. 

Neste texto, o Nexo mostra como o país tem buscado desenvolver soluções mais seguras e ambientalmente sustentáveis, apostando a curto prazo em tecnologias modulares e de menor porte, enquanto o sonho da fusão nuclear permanece mais distante, mas já no radar e em pesquisa.

Microrreator brasileiro

Pesquisadores da área concordam que os microrreatores nucleares têm hoje o maior protagonismo no cenário internacional, tendência que também se reflete no Brasil. “Atualmente, em termos de projeto consolidado e com financiamento garantido, quem está mais adiantado no país são os microrreatores. Mas isso não significa que o Brasil tenha abandonado o conceito dos pequenos reatores nucleares”, afirma Wilson Calvo, diretor de pesquisa e desenvolvimento da CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear).

Tanto os pequenos reatores quanto os microrreatores despontam como tecnologias emergentes no setor nuclear. A pesquisadora Maria de Lourdes Moreira, do IEN (Instituto de Engenharia Nuclear), uma das unidades técnico-científicas da CNEN, explica que, apesar dos nomes semelhantes, os conceitos são distintos.

Segundo Moreira, os pequenos reatores modulares (também conhecidos como SMRs, da sigla em inglês) são “projetados para geração elétrica e também para aplicações não energéticas, como dessalinização de água e produção de hidrogênio”. Já os microrreatores nucleares (ou MRNs, da sigla em inglês) são ultracompactos, transportáveis e autônomos, desenvolvidos para fornecer energia limpa e segura em locais isolados ou de difícil acesso, “onde nem as usinas convencionais nem os SMRs podem operar”.

A pesquisadora explica que um pequeno reator modular tem potência entre 30 e 300 MWe e é projetado para substituir ou complementar usinas de grande porte. Já um MRN tem potência bem menor, de cerca de 5 MWe, e é voltado a aplicações locais e descentralizadas. 

Ambos funcionam por meio da fissão nuclear, processo em que o núcleo de um átomo pesado, como o de urânio, se divide em partes menores ao ser atingido por um nêutron. Essa divisão libera grande quantidade de energia térmica e novos nêutrons, que atingem outros núcleos e sustentam uma reação em cadeia controlada

Entre os exemplos mais concretos desse movimento está o projeto aprovado em março de 2025 pela Finep (Financiadora de Estudos e Projetos) para demonstrar a viabilidade técnica e segurança de um microrreator nuclear nacional. Avaliado em R$ 50 milhões, o projeto é liderado pelas empresas Diamante Geração de Energia, Indústrias Nucleares do Brasil (INB) e Terminus Pesquisa e Desenvolvimento em Energia, com a participação de instituições de ciência e tecnologia como o IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares), IEN , Inatel (Instituto Nacional de Telecomunicações), Amazul e a Diretoria de Desenvolvimento Nuclear da Marinha. As universidades UFABC (Universidade Federal do ABC), UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina), UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais) e UFC (Universidade Federal do Ceará) também contribuem.

Em três anos, o projeto pretende levar o microrreator do estágio TRL-3 de desenvolvimento , no qual a tecnologia tem sua viabilidade demonstrada por meio de estudos analíticos, para o TRL-6, que é a demonstração da tecnologia em ambiente relevante, simulando o ambiente real de operação. 

Com a validação da modelagem, será possível projetar um microrreator de cerca de 5 MWe instalado em um contêiner de 40 pés, capaz de operar por mais de dez anos sem reabastecimento. A tecnologia é voltada a pequenas cidades, data centers, indústrias e regiões isoladas, como alternativa mais limpa ao uso de geradores a diesel.   

“É o primeiro projeto, de fato, com esse volume de recursos, voltado ao desenvolvimento de um microrreator nuclear no Brasil. Mas ainda há um desafio importante: o país não possui uma cadeia de suprimentos bem estruturada para componentes essenciais que serão usados nesses reatores. Isso cria riscos, especialmente se houver dependência de importações, o que pode comprometer a competitividade”, explica Adolfo Braid, coordenador do projeto e diretor da Terminus.

De acordo com Braid, alcançar a soberania tecnológica é um passo essencial para o futuro do setor. O país, segundo ele, já reúne os três pilares necessários: capacidade científica e tecnológica para projetar, estrutura industrial para fabricar e competência técnica para operar os reatores. No campo do licenciamento e da segurança, a equipe pretende envolver a ANSN (Autoridade Nacional de Segurança Nuclear) desde o início do projeto. 

“A norma classifica o microrreator como uma instalação nuclear. Ele precisa atender a todos os requisitos de segurança”, explica. “Para isso, serão usados critérios de projetos da indústria nuclear, tais como o safe by design [segurança desde o projeto] e defesa em profundidade [uso de redundâncias e múltiplas camadas de proteção]”. A documentação de segurança será elaborada em parceria com a Amazul, que desenvolve tecnologias de defesa. A Unidade Crítica - Reator de Potência Zero, um modelo reduzido que servirá como bancada de testes nucleares, está prevista para ser instalada no IEN, no Rio de Janeiro.

Quanto ao mercado, o objetivo é lançar um produto seguro, eficiente e com preço competitivo. “Nosso foco é oferecer uma tecnologia confiável, que combine desempenho e viabilidade econômica”, afirma Braid. O uso inicial será local, com possibilidade de integração em microrredes com fontes renováveis, atendendo comunidades, indústrias ou regiões isoladas. 

“O microrreator enquadra-se como uma fonte de energia distribuída, sendo preferencialmente destinado a gerar energia para consumo na própria localidade, podendo, quando possível, injetar excedentes na rede elétrica”, diz o diretor da Terminus. Já as exportações, caso ocorram, dependerão de decisão governamental.

Desafios e perspectivas

Moreira, do IEN, chama atenção para um ponto que costuma ficar fora do debate: escala. Para ela, o custo de um microrreator só começa a valer a pena quando se pensa em produção seriada. Moreira indica que ainda há desafios importantes nesse sentido. 

“O principal desafio está no combustível. Muitos projetos dependem do Haleu [High-Assay Low-Enriched Uranium], um tipo de urânio mais enriquecido, que hoje é caro e produzido por poucos países. Além disso, as normas de licenciamento atuais ainda não estão totalmente adaptadas a esses reatores menores e transportáveis”, ressalta a pesquisadora.

Do ponto de vista técnico, há pesquisa intensa sobre a confiabilidade dos sistemas de refrigeração passiva, que utilizam “heat pipes”, nome dado a tubos metálicos selados que transportam o calor do núcleo sem bombas nem partes móveis. 

“Eles funcionam como verdadeiras veias térmicas, conduzindo o calor até o sistema de conversão de energia. Os projetos estão sendo desenhados para resfriar naturalmente o reator, sem depender de eletricidade externa”, explica Moreira. Esse processo é eficiente, mas ainda exige testes de longo prazo para assegurar estabilidade em diferentes condições de operação.

Um dos avanços em pesquisas é o uso do combustível Triso (“Tristructural-Isotropic fuel”), formado por partículas de urânio encapsuladas por camadas protetoras que retêm os produtos da fissão mesmo em situações extremas, como temperaturas muito altas ou falhas totais de resfriamento. 

Ainda para garantir segurança, simulações avançadas vêm sendo utilizadas para prever falhas, avaliar vulnerabilidades cibernéticas e otimizar o transporte dos módulos. Segundo a pesquisadora, a cooperação entre reguladores, indústria e centros de pesquisa tem sido essencial para adaptar as normas de segurança à nova realidade dos microrreatores.

Paralelamente ao microrreator financiado pela Finep, o Centro de Engenharia Nuclear do IPEN, outra unidade técnica-científica da CNEN, desenvolve dois planos conceituais em parceria com a Petrobras, em um projeto coordenado pela pesquisadora Maria Alice Morato Ribeiro. O objetivo não é construir nem operar um reator, mas elaborar o projeto conceitual, definindo características técnicas, requisitos de testes e estimativas de custo.

Um dos estudos prevê um pequeno reator modular flutuante para uso em plataformas marítimas de petróleo. O outro, um microrreator submerso. As iniciativas integram o plano da Petrobras para neutralizar as emissões operacionais até 2050. No caso do microrreator submerso, por exemplo, a companhia pretende eletrificar compressores submarinos, eliminando quilômetros de cabos e reduzindo emissões de CO2 ao substituir turbinas movidas a gás.

Segundo Ribeiro, trata-se de um desenvolvimento sem precedentes. “Não há microrreatores prontos para venda que funcionem submersos”, afirma. Grandes petroleiras internacionais, como a Shell e empresas norueguesas, estudam soluções semelhantes. “Esse é o projeto nuclear mais ambicioso em que estamos envolvidos. Poucos grupos no mundo trabalham nisso. É uma visão de futuro, não para amanhã, mas para os próximos dez a 15 anos”.

Além das aplicações offshore, o projeto deve gerar efeitos de transbordamento tecnológico. Conceitos descartados para o mar poderão ser aproveitados em microrreatores terrestres e o combustível é planejado para produção nacional no Centro de Combustível Nuclear do IPEN, uma condição estratégica para garantir soberania de suprimento. “Esse aprendizado fica. Mesmo na fase conceitual, já formamos pessoas, criamos especificações e abrimos caminho para outros desenvolvimentos”, reforça.

Em um horizonte mais distante

Em julho de 2025, o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação instituiu a Rede Nacional de Fusão como um dos pilares de apoio do Programa Nuclear Brasileiro. A iniciativa tem como objetivo impulsionar o avanço científico e tecnológico da fusão nuclear controlada e segura no país, articulando grupos de pesquisa e fomentando a inovação em torno dessa potencial fonte de energia limpa. 

A CNEN atua como órgão central de coordenação dessa rede, que reúne instituições estratégicas como o IFUSP (Instituto de Física da Universidade de São Paulo) e o Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

Ao lado de Ricardo Galvão, atual presidente do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) e Gerson Otto Ludwig, do Inpe, Gustavo Canal, do IFUSP, é um dos autores do Programa Nacional de Fusão Nuclear, coordenado pela CNEN. 

Canal explica que a fusão nuclear é o contrário da fissão nuclear, o processo aplicado atualmente para produzir energia em usinas nucleares e outros reatores. 

Enquanto a fissão quebra um núcleo pesado, geralmente de urânio, a fusão junta dois átomos leves. Geralmente são dois tipos de hidrogênios: o deutério, que vem da água do mar, e o trítio, feito a partir de lítio. Quando eles se unem, liberam dez vezes mais energia do que a fissão. O resíduo desse processo é o hélio, o mesmo gás usado para encher balões. Hoje, essa energia viraria eletricidade do jeito convencional, esquentando água para mover turbinas. No futuro, pode haver formas de convertê-la direto em eletricidade.

Canal argumenta que esse é um processo seguro, já que,  se algo sair do previsto, o plasma simplesmente apaga. E também é ambientalmente mais amigável que a fissão. No entanto, o professor reconhece um risco específico ligado ao trítio, uma forma radioativa do hidrogênio usada na fusão. 

Ele explica, contudo, que o trítio tem meia-vida de cerca de 12 anos – ou seja, nesse período metade do material perde a radioatividade. Em poucas décadas, quase toda a radioatividade decai, sem deixar rejeitos que durem milhares de anos como acontece na fissão. Ainda assim, isso exige contenção e monitoramento para evitar exposição.

O Programa Nacional de Fusão Nuclear quer tirar a fusão do papel no Brasil com uma estratégia a longo prazo. A proposta é construir em duas décadas uma máquina supercondutora nacional e, depois, erguer um protótipo de planta de potência a fusão. 

“É um projeto de vida, mas o Brasil não pode ficar de fora. A América Latina tem lítio e terras raras, insumos estratégicos para a fusão. Temos que saber explorar isso”, diz Canal.

O plano se apoia em três pilares. O primeiro é a criação do Laboratório de Fusão Nuclear, em Iperó (SP), no mesmo local do futuro Reator Multipropósito Brasileiro, que produzirá radioisótopos que serão usados para o tratamento de câncer. O projeto executivo desse reator já está pronto e prevê operar por cerca de oito anos um tokamak modernizado. 

O tokamak é um equipamento que confina o plasma com campos magnéticos. Ele é importante porque serve como bancada de prova da fusão, no qual se aprende a confinar e controlar o plasma e validar sistemas e materiais. O Brasil possui os únicos três tokamaks do Hemisfério Sul: um na USP, outro no Inpe e um terceiro na Ufes (Universidade Federal do Espírito Santo).

O segundo pilar é a formação de recursos humanos. A ideia é modernizar os três tokamaks do país e enviar estudantes para estágios em laboratórios de referência em outros países para que eles aprendam a lidar com novas tecnologias da área. 

O terceiro pilar mira um ambiente de mercado, estimulando empresas a fabricar bobinas supercondutoras de alta temperatura, componentes nucleares e soluções de armazenamento de energia baseadas em supercondutores.

A agenda científica será desafiadora. É preciso controlar as chamadas ELMs (“Edge Localized Modes”), erupções na borda do plasma que podem danificar a primeira parede do reator. 

Também é indispensável demonstrar controle magnético capaz de manter o plasma, um gás ionizado a cerca de 150 milhões °C, permanentemente afastado de qualquer superfície. 

Há, ainda, o desafio de capturar com eficiência os nêutrons, que carregam 80% da energia da fusão, e convertê-los em calor útil para gerar eletricidade. No ciclo de combustível, é necessário produzir e recuperar trítio em tempo real a partir do lítio e reinjetá-lo com segurança.

O financiamento para a pesquisa ainda é um gargalo. “Nós entregamos o Programa Nacional de Fusão em 2021 e, até agora, só conseguimos aprovar a Rede Nacional, sem verba. Se quisermos ver a fusão no Brasil, precisamos misturar ciência e política. Não no sentido partidário, mas no de conscientização”, diz Canal. 

O professor menciona que, no exterior, o cenário é o oposto. “O investimento privado em fusão já supera o público em uma proporção de cinco a dez vezes. Grandes players, como o Google e o Jeff Bezos, estão financiando pesquisas com a expectativa de, no futuro, se tornarem donos das usinas de fusão. O MIT [Massachusetts Institute of Technology], por exemplo, deve alcançar esse resultado em um horizonte de três a cinco anos”, ressalta.

Emanuel Galdino, bolsista Fapesp na modalidade Mídia Ciência