IEC 62003: os ensaios de compatibilidade eletromagnética em equipamentos em usinas nucleares

Essa norma internacional, publicada em 2020 pela International Electrotechnical Commission (IEC), estabelece os requisitos para os ensaios de compatibilidade eletromagnética de instrumentação, controle e equipamentos elétricos fornecidos para uso em sistemas importantes para a segurança em usinas nucleares e outras instalações nucleares.

A IEC 62003:2020 – Nuclear power plants – Instrumentation, control and electrical power systems – Requirements for electromagnetic compatibility testing estabelece os requisitos para os ensaios de compatibilidade eletromagnética de instrumentação, controle e equipamentos elétricos fornecidos para uso em sistemas importantes para a segurança em usinas nucleares e outras instalações nucleares. O documento lista as normas IEC aplicáveis, principalmente a série IEC 61000, que definem os métodos gerais de ensaio e fornece os parâmetros e critérios específicos da aplicação necessários para garantir que os requisitos de segurança nuclear sejam atendidos.

Esta segunda edição cancela e substitui a primeira edição publicada em 2009. Esta edição inclui várias alterações técnicas significativas em relação à edição anterior. Por exemplo, o título foi modificado, o escopo foi expandido para abranger as considerações de compatibilidade eletromagnética magnética (electromagnetic magnetic compatibility – EMC) para equipamentos elétricos e passou a fornecer orientação para abordar o uso da tecnologia sem fio.

O texto buscou aprimorar a descrição do ambiente eletromagnético para fornecer esclarecimentos ao selecionar níveis de ensaios personalizados ou para isenções de ensaio, incluiu as informações de exemplo a serem contidas em um plano de ensaio de EMC e passou a fornecer as orientações para a caracterização do ambiente eletromagnético no ponto de instalação dentro de uma instalação nuclear.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO…………………… 4

INTRODUÇÃO ……………… 6

1 Escopo……………………… 8

2 Referências normativas…………. 8

3 Termos e definições…………….. 10

4 Termos abreviados………. …….. 11

5 Requisitos do ensaio de EMC……… 12

6 Ambiente eletromagnético………… 13

7 Ensaio de imunidade…….. ……….. 15

7.1 Geral…………………. …………… 15

7.2 Aplicabilidade……………… …….. 15

7.3 Incerteza da medição…………….. 15

7.4 Requisitos do ensaio………………. 16

7.5 Considerações sobre ensaios de imunidade para tecnologia sem fio……………. 19

8 Ensaio de emissões……………….. ……… 20

9 Considerações sobre o ensaio………. …… 21

10 Documentação do relatório de ensaio……………. 22

Anexo A (normativo) Critérios de qualidade funcional de I&C nuclear e ESE elétrica para imunidade…………….. 23

Anexo B (informativo) Características de qualidade que definem a classificação de severidade do ambiente eletromagnético nos locais onde I&C nuclear e energia elétrica do equipamento de força deve ser instalado……………. 24

Anexo C (informativo) Explicação dos graus de severidade dos ensaios para EMC…………………. 27

C.1 Geral…………….. …………….. 27

C.2 Imunidade a descargas eletrostáticas de acordo com a IEC 61000-4-2…………….. 27

C.3 Imunidade ao campo eletromagnético de radiofrequência de acordo com a IEC 61000-4-3 (ou IEC 61000-4-20) …….27

C.4 Imunidade a transientes elétricos rápido/rajadas de acordo com a IEC 61000-4-4……………. 28

C.5 Imunidade a surtos de distúrbios de grande energia, de acordo com a IEC 61000-4-5 ……… 28

C.6 Imunidade a distúrbios induzidos por campos de radiofrequência de acordo com a IEC 61000-4-6……………… 28

C.7 Imunidade ao campo magnético da frequência de potência de acordo com a IEC 61000-4-8…………. 28

C.8 Imunidade ao pulso do campo magnético de acordo com a IEC 61000-4-9…………………… 29

C.9 Imunidade a um campo magnético oscilatório amortecido de acordo com a IEC 61000-4-10………………… …… 29

C.10 Imunidade a quedas de tensão e interrupções curtas de tensão de acordo com a IEC 61000-4-11, IEC 61000-4-29 e IEC 61000-4-34………… 29

C.11 Imunidade a um pico de onda de anel de acordo com a IEC 61000-4-12………………. 29

C.12 Imunidade à distorção de harmônicos e inter-harmônicos, incluindo a sinalização da rede elétrica na porta de alimentação CA de acordo com a IEC 61000-4-13…….. 30

C.13 Imunidade a flutuações da tensão da fonte de alimentação de acordo com a IEC 61000-4-14…………………. 30

C.14 Imunidade a distúrbios conduzidos no modo comum na faixa de frequências de 0 Hz a 150 kHz, de acordo com a IEC 61000-4-16…………… 30

C.15 Imunidade a ondulações nas portas de energia de entrada CC de acordo com a IEC 61000-4-17……….. 30

C.16 Imunidade a distúrbios oscilatórios amortecidos de acordo com a IEC 61000-4-18……….. 31

C.17 Imunidade à variação da frequência de potência de acordo com a IEC 61000-4-28……….. 31

Anexo D (informativo) Diretrizes para os ensaios e avaliação do ambiente do sistema eletromagnético em uma usina nuclear…………………….. 32

Anexo E (informativo) Diretrizes para ensaios e avaliação de conformidade com os requisitos para emissões e imunidade da operação de I&C nuclear e eletricidade do equipamento………………. 33

Anexo F (informativo) Exemplo de forma de plano de ensaio para I&C nuclear e elétrica e para os ensaios de equipamentos para emissões e imunidade…………………… 34

Anexo G (informativo) Exemplo de forma de relatório de ensaio para I&C nuclear e elétrica dos ensaios de equipamentos para emissões e imunidade……………….. 35

Anexo H (informativo) Ensaio EMC da eletrônica de potência e dos acionamentos de velocidade ajustável……… 36

Bibliografia…………. ………………….. 38

Figura 1 – Exemplos de portas………………. 11

Figura 2 – Exemplo da situação de uma central elétrica…. 14

Tabela 1 – Descrição dos ensaios de imunidade e emissões CEM aplicáveis para I&C nuclear e dos equipamentos elétricos importantes para a segurança……………….. 13

Tabela 2 – Especificações de imunidade – Porta do gabinete………………… 16

Tabela 3 – Especificações de imunidade – Portas de sinal e controle………… ……… 17

Tabela 4 – Especificações da imunidade – Portas de entrada e saída ca de baixa tensão……………. 18

Tabela 5 – Especificações de imunidade – Portas de entrada e saída de baixa tensão CC……………. 19

Tabela 6 – Limites para emissões irradiadas de I&C nuclear e equipamento elétrico ………… 20

Tabela 7 – Limites para emissões conduzidas de I&C nuclear e equipamento elétrico……….. 21

Tabela A.1 – Critérios de qualidade funcional de I&C nuclear e ESE elétrico para imunidade……… 23

Tabela B.1 – Características de qualidade que definem a classificação eletromagnética e severidade do meio ambiente nos locais onde I&C nuclear e equipamentos elétricos devem ser instalados………………….. 24

Tabela H.1 – IEC 61800-3, limites de emissões conduzidos para a categoria C3 e sistema de distribuição no segundo ambiente (industrial típico) …………………………….. 36

Tabela H.2 – Limites de emissões irradiadas pela IEC 61800-3 para distribuição de energia da categoria C3 no sistema no segundo ambiente (industrial típico) ………………. 37

Esta norma internacional foi preparada e baseada, em grande medida, na aplicação atual da série IEC 61000 para qualificação de equipamentos comerciais para compatibilidade eletromagnética (EMC). Pretende-se que esta norma seja usada por operadores de usinas nucleares (concessionárias), avaliadores de sistemas e licenciadores.

A situação da norma atual na estrutura da série padrão SC 45A IEC 62003 é o documento SC 45A de terceiro nível que trata da questão da qualificação para compatibilidade eletromagnética (EMC) aplicável a Instrumentação e Controle (I&C) e sistemas elétricos importantes para segurança em instalações nucleares. Para mais detalhes sobre a estrutura da série padrão SC 45A, veja o texto abaixo desta introdução.

A recomendação e a limitação em relação à aplicação desta norma: é importante observar que esta norma não estabelece requisitos funcionais adicionais para sistemas de segurança, mas esclarece os critérios a serem aplicados para a qualificação de interferência eletromagnética e de radiofrequência (EMI/RFI) do mercado comercial. Os aspectos para os quais requisitos e recomendações especiais foram produzidos são: série IEC 61000 com qualificações específicas para aplicações nucleares em todo o mundo; interpretações regulatórias para requisitos no nível de qualificação necessário e tipos de ensaios recomendados para lidar com todos os estressores ambientais em potencial, relacionados a esse tipo de qualificação; IEC 61000-6-2, Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 6-2: Padrões genéricos – Imunidade para ambientes industriais, atende aos requisitos para todos os ambientes industriais, enquanto esse padrão trata especificamente de ambientes em instalações nucleares.

Esta norma visa se alinhar com as orientações contidas nas normas IEC 61000-6-5 e IEC 61000-6-7, sempre que possível. As considerações adicionais dessas normas podem ser usadas em conjunto com esta norma ao abordar a EMC de eletricidade e I&C equipamentos em instalações nucleares. A descrição da estrutura da série padrão IEC SC45A e relações com outros documentos IEC e outros documentos de organismos (IAEA, ISO) Os documentos de nível superior da série padrão IEC SC45A são IEC 61513 e IEC 63046.

A IEC 61513 fornece requisitos gerais para sistemas e equipamentos de I&C que são usados para executar funções importantes para a segurança nas plantas nucleares. A IEC 63046 fornece requisitos gerais para sistemas de energia elétrica de centrais nucleares; abrange sistemas de fornecimento de energia, incluindo os sistemas de fornecimento dos sistemas de I&C. As normas IEC 61513 e IEC 63046 devem ser consideradas em conjunto e no mesmo nível. As normas IEC 61513 e IEC 63046 estruturam a série padrão IEC SC45A e formam uma estrutura completa, estabelecendo requisitos gerais para instrumentação, controle e sistemas elétricos para usinas nucleares.

A IEC 61513 e a IEC 63046 se referem diretamente a outros padrões da IEC SC45A para tópicos gerais relacionados à categorização de funções e classificação de sistemas, qualificação, separação, defesa contra falha de causa comum, design da sala de controle, compatibilidade eletromagnética, segurança cibernética, aspectos de software e hardware para programação. sistemas digitais, coordenação de requisitos de segurança e gestão do envelhecimento. As normas referenciadas diretamente neste segundo nível devem ser consideradas em conjunto com a IEC 61513 e a IEC 63046 como um conjunto consistente de documentos.

Em um terceiro nível, as normas IEC SC45A não referenciadas diretamente pela IEC 61513 ou IEC 63046 são as normas relacionadas a equipamentos, métodos técnicos ou atividades específicas. Geralmente esses documentos, que fazem referência a documentos de segundo nível para tópicos gerais, podem ser usados por si próprios. Um quarto nível, estendendo a série IEC SC45, corresponde aos relatórios técnicos que não são normativos.

A série de normas IEC SC45A implementa e detalha consistentemente os princípios de segurança e proteção e os aspectos básicos fornecidos nas normas de segurança da IAEA relevantes e nos documentos relevantes da série de segurança nuclear da IAEA (NSS). Em particular, isso inclui os requisitos da AIEA SSR-2/1, estabelecendo requisitos de segurança relacionados ao

projeto de usinas nucleares, o guia de segurança da IAEA SSG-30, que trata da classificação de segurança de estruturas, sistemas e componentes em centrais nucleares, o guia de segurança da AIEA SSG-39, que trata do projeto de sistemas de instrumentação e controle para centrais nucleares, o Guia de segurança da IAEA SSG-34, que trata do projeto de sistemas de energia elétrica para centrais nucleares e o guia de implementação NSS17 para segurança de computadores em instalações nucleares. A terminologia e definições de segurança usadas pelas normas SC45A são consistentes com as usadas pela IAEA.

A IEC 61513 e a IEC 63046 adotaram um formato de apresentação semelhante à publicação básica de segurança IEC 61508, com uma estrutura de ciclo de vida geral e uma estrutura de ciclo de vida do sistema. Em relação à segurança nuclear, as normas IEC 61513 e IEC 63046 fornecem a interpretação dos requisitos gerais das normas IEC 61508-1, IEC 61508-2 e IEC 61508-4, para o setor de aplicações nucleares.

Nesta estrutura, as IEC 60880, IEC 62138 e IEC 62566 correspondem à IEC 61508-3 para o setor de aplicações nucleares. As normas IEC 61513 e IEC 63046 referem-se à ISO, bem como à IAEA GS-R parte 2 e IAEA GS-G-3.1 e IAEA GS-G-3.5 para tópicos relacionados à garantia de qualidade (QA). No nível 2, em relação à segurança nuclear, a IEC 62645 é o documento de entrada para os padrões de segurança IEC/SC45A. Baseia-se nos princípios válidos de alto nível e nos principais conceitos das normas genéricas de segurança, em particular ISO/IEC 27001 e ISO/IEC 27002; adapta-os e os completa para se ajustarem ao contexto nuclear e coordenar com a série IEC 62443. No nível 2, a IEC 60964 é o documento de entrada para os padrões das salas de controle IEC/SC45A e a IEC 62342 é o documento de entrada para as normas de gestão de envelhecimento.

As auditorias e a certificação de sistemas de gestão de energia (SGE)

Os sistemas de gestão de energia capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia. A NBR ISO 50003 de 06/2016 – Sistemas de gestão de energia – Requisitos para organismos de auditoria e certificação de sistemas de gestão de energia especifica os requisitos de competência, consistência e imparcialidade em auditorias e certificação de sistemas de gestão de energia (SGE) para organismos que prestam estes serviços.

Para garantir a eficácia da auditoria de SGE, esta norma aborda o processo de auditoria, os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação para sistemas de gestão de energia, a duração das auditorias e amostragem para multi-instalações. Destina-se a ser utilizada em conjunto com NBR ISO/IEC 17021:2011. Os requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011 também se aplicam a esta norma.

Esta norma destina-se a ser usada em conjunto com a NBR ISO/IEC 17021:2011. No momento da publicação desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 está sob revisão e será cancelada e substituída pela ISO/IEC 17021-1. Para efeitos desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 e a ISO/IEC 17021-1 são consideradas equivalentes. Após a publicação da ISO/IEC 17021-1, todas as referências nesta NBR ISO/IEC 17021:2011 serão consideradas como referências à ISO/IEC 17021-1.

Além dos requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011, esta norma especifica requisitos que dizem respeito à área técnica específica de SGE que são necessários para assegurar a efetividade da auditoria e certificação. Particularmente, esta norma internacional aborda os requisitos adicionais necessários para o processo de planejamento de auditoria, a auditoria de certificação inicial, a condução da auditoria no local, competência do auditor, duração das auditorias do SGE e amostragens multilocal.

A Seção 4 descreve as características da auditoria do SGE, a Seção 5 descreve os requisitos do processo de auditoria do SGE e a Seção 6 descreve os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação do SGE. Os Anexos A, B e C fornecem informações adicionais para complementar a NBR ISO/IEC 17021:2011.

Esta norma trata de auditorias de SGE para fins de certificação, mas não trata de diagnósticos energéticos, cujo propósito é estabelecer uma análise sistemática de consumo e uso de energia os quais são definidos na NBR ISO 50002. Os SGE capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia.

Esta norma especifica requisitos adicionais àqueles especificados na NBR ISO/IEC 17021:2011 para uma eficaz auditoria de avaliação da conformidade do SGE. A organização deve definir o escopo e fronteiras do SGE; entretanto, o organismo de certificação deve confirmar a adequação do escopo e fronteiras em cada auditoria.

O escopo da certificação deve definir as fronteiras do SGE incluindo atividades, instalações, processos e decisões relacionados ao SGE. O escopo pode ser toda a organização com multilocais, uma instalação dentro da organização, ou um subconjunto ou subconjuntos dentro de uma instalação, como uma edificação, instalação ou processo.

Quando definir as fronteiras, uma organização não pode excluir as fontes de energia. Na determinação do tempo da auditoria, o organismo de certificação deve incluir os seguintes fatores: fontes de energia; usos significativos de energia; consumo de energia; e o número do pessoal efetivo no SGE.

A duração da auditoria inclui o tempo no local da organização, planejamento da auditoria, revisão de documentos e produção de relatórios de auditoria. As tabelas de duração da auditoria no Anexo A devem ser utilizadas para determinar a duração da auditoria.

O método de cálculo da duração da auditoria está descrito no Anexo A. Nos casos onde os processos vigentes e a estrutura organizacional forem tais que uma redução na duração da auditoria possa ser justificada, o organismo de certificação deve fornecer uma justificativa razoável para a decisão e assegurar que ela esteja registrada.

A duração da auditoria pode ser reduzida se a organização tiver um SGE integrado com outro sistema de gestão certificado. O ajuste no tempo devido a outro sistema de gestão certificado não pode exceder 20 % de redução.

Os homens/dia da auditoria são baseados em 8h por dia. Ajustes podem ser solicitados baseados em requisitos locais, regionais ou exigência legais nacionais.

O número do pessoal efetivo no SGE e o critério de complexidade, como definido no Anexo A são utilizados como base para o cálculo da duração de auditoria. O organismo de certificação deve definir e documentar um processo para determinar o número do pessoal efetivo do SGE para o escopo de certificação e para cada auditoria no programa de auditoria.

O processo para determinar o número do pessoal efetivo no SGE deve assegurar a inclusão de pessoas que contribuem ativamente para atender os requisitos do SGE. Quando regulamentações exigirem a identificação de pessoas para operação e manutenção das atividades de SGE, estas pessoas devem ser parte do pessoal efetivo do SGE.

Quando conduzir a auditoria, o auditor deve coletar e verificar a evidência de auditoria relativa ao desempenho energético que inclui no mínimo: planejamento energético (todas as seções); controle operacional; e monitoramento de medição e análise. Ao identificar não conformidades da NBR ISO 50001, a definição para não conformidade maior para o SGE (ver 3.6) será utilizada pelo auditor.

Um relatório de auditoria deve incluir: escopo e fronteiras do SGE que estão sendo auditado; e declaração da obtenção da melhoria contínua do SGE e melhoria no desempenho energético com evidências de auditoria para amparar as constatações. A auditoria fase 1 deve incluir o seguinte: confirmação do escopo e fronteiras do SGE para certificação; análise gráfica ou uma descrição narrativa das instalações, equipamentos, sistemas e processos para o escopo e fronteiras identificados; confirmação do número do pessoal efetivo do SGE, fontes de energia, uso significativo de energia e consumo anual de energia, para confirmar a duração da auditoria; revisão de resultados documentados do processo de planejamento energético; análise da relação de oportunidade de melhorias de desempenho energético identificadas assim como os objetivos, metas e planos de ação relacionados.

Durante a auditoria fase 2, o organismo de certificação deve reunir as evidências necessárias de auditoria para definir se está demonstrada ou não a melhoria do desempenho energético, antes de tomar a decisão de certificação. A confirmação da melhoria do desempenho energético é necessária para a concessão da certificação inicial. Exemplos de como a organização pode demonstrar a melhoria do desempenho energético estão apresentados no Anexo C.

Durante as auditorias de manutenção, o organismo de certificação deve analisar as necessárias evidências da auditoria para determinar se foi demonstrada ou não uma melhoria contínua do desempenho energético. Durante a auditoria de recertificação, o organismo de certificação deve analisar as evidências da auditoria necessárias para determinar se uma melhoria contínua do desempenho energético está demonstrada antes de ser tomada a decisão de recertificação.

A auditoria de recertificação também deve levar em conta qualquer alteração significativa nas instalações, equipamentos, sistemas ou processos. A confirmação de melhoria contínua de desempenho energético é necessária para que a recertificação seja concedida. A melhoria do desempenho energético pode ser influenciada por alterações nas instalações, equipamentos, sistemas ou processo, mudanças no tipo de negócio, ou outras condições que resultem em mudança ou uma necessária mudança na linha de base.

Todo o pessoal envolvido em atividade de auditoria de SGE e atividades de certificação deve possuir um nível de competência que inclui as competências genéricas descritas em NBR ISO/IEC 17021:2011 assim como os conhecimentos gerais em SGE descritos na Tabela 1, onde “X” significa que o organismo de certificação deve definir o critério.

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A equipe de auditoria deve ser nomeada e composta por auditores e especialistas técnicos, como necessário, para cumprir os requisitos de competência técnica, bem como os requisitos de competência gerais compatíveis com o escopo da certificação. A Tabela 3 descreve as competências técnicas para um SGE, onde “X” significa que o organismo de certificação define os critérios.

Enfim, a determinação da complexidade do SGE deve ser baseada em três considerações: o consumo anual de energia, o número de fontes de energia e o número de usos significativos de energia. A complexidade é um valor calculado com base em um fator ponderado que aborda todas estas três considerações.

Para cada consideração, dois itens de informação são necessários para calcular a complexidade: o peso ou multiplicador; e o fator de complexidade, que se baseia em um intervalo. A Tabela A.1 fornece para cada consideração o peso e as faixas associadas para os fatores de complexidade necessários para calcular a complexidade.

Como base para a amostragem, os procedimentos do organismo de certificação devem assegurar que a revisão do contrato inicial inclua uma avaliação da complexidade e escala das atividades abrangidas pelo SGE e que os critérios em todas as cláusulas tenham sido cumpridos.

Algumas considerações sobre diferenças que possam afetar a amostragem podem incluir o seguinte: desempenho energético; usos significativos de energia; fontes de energia; monitoramento, medições e análises; consumo de energia; e mudanças no escopo. O organismo de certificação deve identificar as funções centrais (escritório central) da organização com a qual ele tem um acordo jurídico vinculado à prestação de atividades de certificação.

Aprendendo a medir o desempenho energético com a norma técnica

A implantação de um sistema de gestão da energia requer o comprometimento da alta direção da organização, mas, também, dos diversos níveis hierárquicos da empresa. Ao primeiro grupo caberá definir os objetivos e metas a serem alcançados em termos de desempenho energético e fornecer uma visão corporativa que permita a implantação bem-sucedida do sistema de gestão.

Os demais níveis participam da operacionalização da política energética, da identificação das necessidades diárias e da proposição de melhorias nos processos, atuando como mola mestra do funcionamento de todo o programa A principal questão quanto ao sucesso da implantação do sistema está na compreensão, por todos, de que esta iniciativa resultará, em última análise, em ganhos financeiros para a empresa, pois aumenta a sua competitividade ao reduzir custos produtivos desnecessários. Outros ganhos, relacionados à sustentabilidade econômica e ambiental do negócio, também serão obtidos, sem falar na redução de investimentos na ampliação incessante da infraestrutura necessária à distribuição de determinados insumos energéticos, tais como eletricidade e gás natural, entre vários outros.

A NBR ISO 50001 especifica os requisitos de um sistema de gestão da energia (SGE) para uma organização desenvolver e implementar uma política energética, estabelecer objetivos, metas e planos de ação que considerem requisitos legais e informações relativas ao uso significativo de energia. Um SGE habilita uma organização a atender sua política energética, tomar as devidas ações de melhoria de seu desempenho energético e demonstrar conformidade aos requisitos desta norma.

Pode-se ajustar a aplicação desta norma a requisitos específicos de uma organização – incluindo complexidade do sistema, grau de documentação e recursos – e abrange as atividades sob o controle da organização. Ela se baseia na estrutura de melhoria contínua do Plan-Do-Check-Act e incorpora a gestão da energia nas práticas organizacionais diárias, melhoria da competitividade e redução de emissões de gases de efeito estufa e outros impactos ambientais relacionados.

É aplicável independentemente dos tipos de energia utilizados. Pode ser utilizada para certificação, registro ou autodeclaração do SGE de uma organização. Ela não estabelece requisitos absolutos para o desempenho energético além daqueles estabelecidos na política energética da organização e de sua obrigação de conformidade a requisitos legais aplicáveis ou outros requisitos. Assim, duas organizações realizando operações semelhantes, mas com desempenhos energéticos distintos, podem ambas estar em conformidade com seus requisitos.

Especificamente em seu item 4.3 Política energética: deve declarar o comprometimento da organização para atingir a melhoria do desempenho energético. A alta direção deve definir a política energética e garantir que esta: seja apropriada à natureza e escala do uso e consumo de energia da organização; inclua um comprometimento para melhoria contínua de desempenho energético; inclua um comprometimento para garantir a disponibilidade de informações e de recursos necessários para atingir objetivos e metas; inclua um comprometimento para cumprir com os requisitos legais aplicáveis e outros requisitos aos quais a organização subscreve em relação à eficiência, uso e consumo de energia; forneça uma estrutura para estabelecer e revisar objetivos e metas energéticas; apoie a aquisição de produtos energeticamente eficientes, assim como de serviços e projetos para melhoria do desempenho energético; seja documentada e comunicada em todos os níveis da organização; e seja regularmente revisada e atualizada se necessário.

Já a NBR ISO 50006 de 03/2016 – Sistemas de gestão de energia — Medição do desempenho energético utilizando linhas de base energética (LBE) e indicadores de desempenho energético (IDE) — Princípios gerais e orientações fornece orientações para organizações de como estabelecer, utilizar e manter indicadores de desempenho energéticos (IDE) e linhas de base energética (LBE) como parte do processo de medição de desempenho energético. As orientações nesta norma são aplicáveis a qualquer organização, independentemente do seu tamanho, tipo, localização ou nível de maturidade na área de gestão de energia.

Fornece às organizações orientações práticas sobre como atender aos requisitos da NBR ISO 50001 relacionados ao estabelecimento, uso e manutenção dos indicadores de desempenho energético (IDE) e linhas de base energética (LBE) para a medição e alterações no desempenho energético. O IDE e a LBE são dois elementos-chave inter-relacionados da NBR ISO 50001 que permitem a medição, e, logo, a gestão do desempenho energético em uma organização.

O desempenho energético é um conceito amplo relacionado ao uso e consumo de energia e eficiência energética. Para gerenciar efetivamente o desempenho energético de suas instalações, sistemas, processos e equipamentos, as organizações precisam saber como a energia é utilizada e quanto é consumida ao longo do tempo.

Um IDE é um valor ou medida que quantifica resultados relacionados à eficiência energética, uso e consumo de energia em instalações, sistemas, processos e equipamentos. As organizações utilizam IDE como medida de seus desempenhos energéticos.

A LBE é uma referência que caracteriza e quantifica o desempenho energético de uma organização durante um período de tempo específico. A LBE permite que uma organização avalie alterações do desempenho energético entre dois períodos selecionados. A LBE também é utilizada para cálculos de economia de energia, como uma referência antes e depois da implementação de ações de melhoria do desempenho energético.

As organizações definem metas para o desempenho energético como parte do processo de planejamento energético em seus sistemas de gestão de energia (SGE). A organização precisa considerar as metas específicas de desempenho energético, enquanto identifica e estabelece o IDE e a LBE. A relação entre o desempenho energético, IDE, LBE e metas energéticas é ilustrada na Figura 1.

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Esta norma inclui quadros de ajuda desenvolvidos para fornecer ao usuário ideias, exemplos e estratégias para medição do desempenho energético utilizando o IDE e a LBE. Os conceitos e métodos nessa norma podem também ser utilizados por organizações que não possuem um SGE.

Por exemplo, o IDE e a LBE podem também ser utilizados em nível de instalação, sistema, processo ou equipamento, ou para a avaliação de ações individuais de melhoria de desempenho energético. O contínuo comprometimento e o engajamento da alta direção são essenciais para a efetiva implementação, manutenção e melhoria do SGE, de forma a alcançar os benefícios da melhoria do desempenho energético. A alta direção demonstra seu comprometimento por meio de ações de liderança e um envolvimento ativo no SGE, garantindo contínua alocação de recursos, incluindo pessoal, para implementar e manter o SGE ao longo do tempo.

Para medir e quantificar efetivamente seu desempenho energético, uma organização estabelece o IDE e a LBE. Os IDE são utilizados para quantificar o desempenho energético de toda a organização ou de suas diferentes partes. As LBE são referências quantitativas utilizadas para comparar valores do IDE ao longo do tempo e para quantificar alterações no desempenho energético.

Os resultados do desempenho energético podem ser expressos em unidades de consumo (por exemplo, GJ, kWh), consumo específico de energia (CEE) (por exemplo, kWh/unidade), potência de pico (por exemplo, kW), alteração percentual em eficiência ou proporções adimensionais etc. A relação geral entre o desempenho energético, o IDE, a LBE e metas energéticas é apresentada na Figura 1.

O desempenho energético pode ser afetado por uma série de variáveis relevantes e fatores estáticos. Eles podem estar relacionados às condições variáveis de negócio, como demanda de mercado, vendas e rentabilidade.

Uma visão geral sobre o processo de desenvolvimento, utilização e atualização dos IDE e LBE é ilustrada na Figura 2 e descrita em detalhes nas Seções 4.2 a 4.6. Este processo auxilia a organização a melhorar continuamente a medição do seu desempenho energético.

A quantificação do consumo de energia é essencial para a medição do desempenho energético e das melhorias do desempenho energético. Quando múltiplas formas de energia forem utilizadas, é útil converter todas as formas para uma unidade de medição de energia comum. Convém tomar cuidado para que a conversão seja feita de forma que represente a energia total consumida em uma organização apropriadamente, incluindo perdas em processos de conversão de energia.

A identificação dos usos da energia, como sistemas energéticos (por exemplo, ar comprimido, vapor, água fria etc.), processos e equipamentos, auxilia a categorização do consumo de energia e a focar o desempenho energético nos usos que são importantes para uma organização.  A eficiência energética é uma métrica frequentemente utilizada para se medir desempenho energético e pode ser utilizada como um IDE.

A eficiência energética pode ser expressa de diferentes maneiras, como saída de energia/entrada deenergia (eficiência de conversão); energia requerida/energia consumida (onde a energia requerida pode ser obtida a partir de um modelo teórico ou alguma outra relação); saída de produção/entradade energia (por exemplo, as toneladas de produção por unidade de energia consumida).

Convém que os IDE forneçam informações relevantes sobre o desempenho energético para permitir que vários usuários dentro de uma organização compreendam o seu desempenho energético e adotem medidas para melhorá-lo. Os IDE podem ser aplicados em nível de instalação, sistema, processo ou equipamento para proporcionar vários níveis de foco. Convém que uma organização estabeleça uma meta energética e uma linha de base energética paracada IDE.

Dessa forma, convém que uma organização compare as alterações no desempenho energético entre o período de base e o período de reporte. A LBE é apenas utilizada para determinar os valores de IDE para o período de linha de base. O tipo de informação necessária para estabelecer uma linha de base energética é determinado pelo propósito específico do IDE.

As alterações no desempenho energético podem ser calculadas utilizando-se IDE e LBE para instalações, sistemas, processos ou equipamentos. A comparação do desempenho energético entre o período de base e o período de reporte envolve o cálculo da diferença entre o valor do IDE nos dois períodos.

A Figura 3 ilustra um caso simples em que a medição direta do consumo de energia é utilizada como IDE e o desempenho energético é comparado entre o período de base e o período de reporte. Nos casos em que a organização determinar que variáveis relevantes como clima, produção, horas de operação do edifício etc. afetam o desempenho energético, convém que o IDE e sua LBE correspondente sejam normalizados para que o desempenho energético seja comparado sob condições equivalentes.

Revisão energética

A revisão energética fornece informações sobre desempenho energético úteis para o desenvolvimento dos IDE e LBE. O Anexo A ilustra a relação entre a revisão energética e as informações necessárias para se identificar o IDE e estabelecer a LBE. O estabelecimento de IDE apropriados e LBE correspondentes requer o acesso a dados organizacionais de energia disponíveis, análise dos dados e processamento da informação de energia.

O escopo e fronteira do SGE compreendem a área ou as atividades dentro das quais uma organização gerencia o desempenho energético. Para medir o desempenho energético, convém que sejam definidas as fronteiras de medição adequadas para cada IDE. Estas são chamadas de fronteiras do IDE e podem se sobrepor. Os usuários do IDE e suas necessidades precisam ser identificadas antes (ver 4.3.2), e então a fronteira do IDE correspondente é definida.

Ao se definir uma fronteira do IDE, convém considerar:  responsabilidades organizacionais relacionadas à gestão de energia; a facilidade de isolamento da fronteira do IDE medindo-se energia e variáveis relevantes; a fronteira do SGE; o uso significativo de energia (USE) ou grupos de USE que a organização designar como prioridade para controle e melhoria; e os equipamentos, processos e subprocessos específicos que a organização quiser isolar e gerenciar. Os três níveis primários da fronteira do IDE são: individual, sistema e organizacional, conforme descrito na Tabela 1.

Uma vez que uma fronteira do IDE for definida, convém que a organização identifique o fluxo de energia através da fronteira. A organização pode utilizar um diagrama como aquele apresentado na Figura 4 para determinar a informação sobre energia necessária para estabelecer o IDE. Estes diagramas fence ou mapas de energia mostram visualmente o fluxo de energia dentro e através da fronteira do IDE.

Eles podem também incluir informações adicionais, como pontos de medição e fluxos de produtos, os quais são importantes para a análise energética e o estabelecimento de IDE. Convém que a organização meça o fluxo de energia dentro da fronteira do IDE, as alterações nos níveis do estoque de combustíveis e a quantidade de qualquer energia armazenada.

O IDE e a LBE para USE requerem fronteiras bem definidas para a quantificação dos fluxos de energia. Uma importante consideração para cada USE é a medição apropriada para medir o consumo de energia que atravessa a fronteira do USE, assim como a disponibilidade de dados sobre variáveis relevantes.

De acordo com a necessidade da organização e seu SGE, convém que as variáveis relevantes que podem impactar o desempenho energético sejam definidas e quantificadas em cada fronteira de IDE. É importante isolar aquelas variáveis que são significantes em termos de desempenho energético daquelas variáveis que possuem pequena ou nenhuma influência.

A análise de dados é normalmente necessária para determinar a significância de variáveis relevantes. Algumas variáveis são mais relevantes para o consumo de energia que outras.

Por exemplo, quando o uso de energia por unidade de produção estiver sendo medido, a contagem do número de produtos finais pode fornecer um resultado errôneo se houver produção de saídas intermediárias e se estas saídas intermediárias forem desperdícios, valor agregado ou reciclados. Uma vez que variáveis relevantes tenham sido isoladas, técnicas de modelagem adicionais podem ser usadas para determinar a natureza precisa da relação.

Enfim, um sistema de gestão de energia auxilia as indústrias a otimizar o uso de energia sistematicamente, economicamente e ecologicamente. A gestão de energia ajuda a melhorar a eficiência energética de processos, equipamentos e dispositivos, além de reduzir os custos, o consumo de energia e as emissões de CO2, entre outras vantagens.

Além disso, permite a redução custos com energia e vida útil de equipamentos; a redução da emissão de gases de efeito estufa; uma política para o uso mais eficiente de energia envolvendo até a alta administração; a integração com sistemas de gestão existentes; metas para redução; rateio de custos setorizados e transparência dos consumos de energia por departamentos; e a melhoria contínua do perfil de uso da energia.

Não se deve cansar de economizar energia, já que a norma ISO 50001 foi um ganha ganha para a Bridgestone

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Garry Lambert

Até o final de 2012, os sistemas de gestão de energia de mais de 1.000 organizações em 50 países foram certificados com a norma ISO 50001 em apenas 18 meses após a sua publicação. Muitos são grandes empresas globais que buscam alcançar a melhoria contínua no desempenho energético, incluindo uma maior eficiência energética e uso reduzido de energia e consumo.

Sede da Bridgestone Américas e Centro de Suporte, em Nashville, Tennessee, EUA

Uma das últimas empresas a obterem a certificação ISO 50001 foi a Bridgestone Americas Tire Operations (BATO), uma fábrica instalada em Wilson County, Carolina do Norte, EUA. A BATO faz parte da Bridgestone Corporation, que se tornou produtor mundial de pneus, com a aquisição da Firestone Tire & Rubber Company em 1988. A Bridgestone também exige que todas as suas instalações de fabricação devem obter a certificação ISO 14001 de gestão ambiental, e até agora 52 sites americanos já obtiveram.

A situação ganha ganha

“Nossa empresa tem o foco na redução do uso de recursos naturais e vem instituindo práticas de produção sustentável, de modo que conquistar essa certificação foi uma grande honra, e eu estou feliz em dizer que isso também foi um ótimo negócio para a nossa fábrica”, explica Gary Williamson, gerente da BATO. “A poupança de energia não é apenas boa para o meio ambiente, mas também é boa para todos, de modo que essa é verdadeiramente uma situação ganha ganha”.

Na fábrica de Wilson County podem ser citadas vários projetos recentes de economia de energia que ajudaram a contribuir para a certificação ISO 50001, incluindo mudar a fonte primária de combustível para gás natural em suas caldeiras, desligamento do equipamento quando não estiver em operação, reparar imediatamente quando houver vazamentos de vapor e de ar, isolamento de tubulação e execução de projetos de otimização de iluminação.

A Revista ISO Focus + perguntou a Letha Barnes, uma engenheira elétrica da Bridgestone e gerente de projeto da implementação e certificação ISO 50001 e desempenho energético, para comentar sobre o processo e os benefícios para a empresa de todo esse projeto.

ISO Foco +: Qual foi o seu envolvimento no processo de implementação/certificação?

Letha Barnes: Com a ajuda dos meus colegas, eu era responsável pelo desenvolvimento da linha de base de energia, identificando as fontes de energia, modificando e criando novos procedimentos e formulários, coleta de dados de energia, comunicação de informações com a planta, criar a agenda para a certificação e implementação de outros requisitos da norma.

Foco ISO +: Após a certificação ISO 50001, como você acha que essa implementação vai mudar ou influenciar a abordagem da Bridgestone para a gestão de energia?

Letha Barnes: Acreditamos que a implementação da ISO 50001 vai trazer uma nova consciência para a conservação de energia e gestão. Poderá permitir identificar novas oportunidades para reduzir o consumo de energia para projetar e comprar mais produtos e serviço energeticamente eficientes, e assim cada funcionário da BATO poderá contribuir para a gestão de energia. A norma exige a identificação de operações que têm um impacto significativo sobre a energia. Comunicação e treinamento sobre como a nossa energia impacta os empregos e isso irá reiterar a influência que temos sobre a gestão de energia e mantê-la fresca em nossas mentes.

ISO Foco +: Qual é o escopo da certificação – ele se estende para além da Bridgestone Américas?

Letha Barnes: O escopo de nossa certificação inclui toda a fábrica de Wilson County. Nós também comunicamos aos nossos fornecedores que as compras serão avaliadas por seu desempenho energético. Enquanto não há uma política para implementar sistemas de gestão de energia por toda a empresa, não há necessariamente uma diretiva que a ISO 50001 deve ser obtida em todas unidades.

Foco ISO +: Você achou o processo de implementação simples, e acha que poderá integrá-lo com os outros sistemas de gestão baseados nas normas ISO, como a ISO 9001 e ISO 14001?

Letha Barnes: Uma vez que entendemos os requisitos da norma, a implementação foi simples. Nós sentimos que poderíamos cumprir a norma. Nossa certificação ISO 14001 antes definitivamente ajudou com a implementação. Nós fomos capazes de modificar a documentação existente e as práticas para a ISO 50001.

ISO Foco +: Você precisou adaptar quaisquer requisitos da norma ou a sua interpretação foi feita de acordo com as práticas operacionais e políticas da Bridgestone?

Letha Barnes: A BATO está em operação há mais de 38 anos e ainda temos um pouco das coisas da planta original. Tínhamos de avaliar as nossas capacidades de medição para garantir que poderiam monitorar e medir nossas fontes de energia, conforme exigido pela norma. Para as áreas que tinham menos possibilidade de medição, fomos capazes de determinar o consumo de energia através de dados recolhidos.

Foco ISO +: O que as medidas de economia de energia e as iniciativas que você espera para colocar no lugar como resultado da certificação?

Letha Barnes: Estamos agora sendo mais pró-ativos em termos de se preocupar com a energia em projetos de engenharia e compras. Também estamos dando ênfase para a verificação dos equipamentos diariamente. Esperamos continuar com as auditorias de energia e projetos de redução de aplicação de energia. Desde a implementação da ISO 50001, os companheiros de equipe têm sidos mais conscientes de como eles podem afetar a energia, e mais pró-ativos com a apresentação de sugestões de redução de energia. Como exemplo, vamos instalar novos luminárias T5 (incluindo lâmpadas e lastros) com cerca de 217 W cada em comparação com as antigas luminárias de 465 W. Isso é uma economia de 248 W em um ano para uma luminária. Parte da atualização inclui mudar algumas lâmpadas T12 para lâmpadas T8. Até o final de 2012, devemos ter atualizado 1 600 luminárias. Estimamos economizar pelo menos 180 kW e 1 532 768 kWh em um ano. Nós também estamos planejando a modernização de um espaço adicional em 2013, e a meta para o ano é de atingir pelo menos a mesma quantidade de economia obtida em 2012.

A equipe de implementação da norma ISO 50001. Da esquerda para a direita: Gwen Brinson, coordenadora de implementação; Charles Boswell, representante dos sistemas de gestão de energia; Letha Barnes, gerente de projetos; auditor da Dekra (empresa fornecedora); auditor da Dekra; e Gary Williamson, gerente da fábrica.

Fonte: ISO Focus + – March 2013

Tradução: Hayrton Rodrigues do Prado Filho

Suspensa a licença ambiental para a construção de uma termelétrica em Canas (SP)

Coleção de Normas de Resíduos da Construção Civil

A sustentabilidade na construção civil é um tema de extrema importância, já que esse setor causa um grande impacto ambiental ao longo de toda a sua cadeia produtiva. Isso inclui ocupação de terras, extração de matérias primas, produção e transporte de materiais, construção de edifícios e geração e disposição de resíduos sólidos. Em relação à quantidade de materiais, estima que em um metro quadrado de construção de um edifício são gastos em torno de uma tonelada de materiais, demandando grandes quantidades de cimento, areia, brita, etc.

Como eu nasci na região, essa notícia me interessou bastante. A Defensoria Pública de SP em Taubaté e o Ministério Público do Estado obtiveram uma liminar na última sexta-feira (30/3) que suspende a licença ambiental emitida pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb) para a construção de uma termelétrica na cidade de Canas, interior paulista. A decisão é da 1ª Vara Cível de Lorena e foi proferida após uma ação civil pública proposta em conjunto pelas duas instituições. De acordo com a ação, a termelétrica lançaria grande quantidade de gases poluentes na atmosfera, em uma região já comprometida com outras relevantes fontes poluidoras. As cadeias montanhosas da região da Serra da Mantiqueira, ainda, geram dificuldades de dispersão atmosférica dos poluentes. A ação foi proposta pelos defensores Wagner Giron de La Torre e Thais de Assis Guimarães F. Aiello e pela Promotora de Justiça Renata Bertoni Vita. Segundo eles, não foram realizadas todas as audiências públicas exigidas pela legislação nas cidades afetadas pela construção da termelétrica. “Para assegurar o princípio democrático ou da participação, após a publicidade dos estudos constantes do Estudo de Impacto Ambiental EIA), devem ser realizadas audiências públicas para que a população afetada pelo empreendimento possa manifestar-se. Apesar de o empreendimento ser de grande porte, com previsão de causar grave impacto ambiental na região em que está prevista sua instalação, apenas foram realizadas audiências públicas nos municípios de Canas e Lorena. Não foi realizada audiência pública, por exemplo, no município de Cachoeira Paulista, que se localiza na área de influência direta do empreendimento”, afirmam.

A ação aponta, ainda, que o EIA apresentado “não considerou a natural dificuldade do Vale do Paraíba para a dispersão de poluentes atmosféricos devido a suas características topográficas e meteorológicas, não analisando adequadamente o efeito da existência de duas grandes cadeias de montanhas que encarceram a região e aprofundam a apontada dificuldade na dispersão atmosférica”. Os autores argumentam também que, pelo fato de o município de Canas não possuir um Plano Diretor, não há mecanismos hábeis para se realizar um Estudo de Impacto de Vizinhança, que deveria apontar impactos sociais decorrentes da obra. Em sua decisão liminar, o juiz Paulo Rogério Santos Pinheiro suspendeu os efeitos da licença ambiental prévia emitida pela Cetesb. “Os relatórios técnicos (…) evidenciam que os estudos prévios de impacto ambiental apresentados (…) não possuem o necessário detalhamento, o que impede a análise segura acerca da viabilidade ambiental do empreendimento”. Ele aponta que “os estudos de dispersão atmosférica” apresentados “consideram dados extraídos de outras cidades distantes do município em que se instalará a usina e que possuem características meteorológicas completamente distintas”. “O risco de dano potencial é manifesto, uma vez que, caso o empreendimento seja efetivamente implantado e, de fato, provoque graves impactos ambientais, os prejuízos ao meio ambiente serão enormes e irreparáveis”, afirmou.

No julgamento do processo nº 1173, da 1ª Vara da Comarca de Lorena, o juiz Paulo Rogêrio Santos Pinheiro escreveu o seguinte despacho: “Vistos. Trata-se de ação civil pública visando obstar os efeitos da licença ambiental prévia emitida pela CETESB, em processo de licenciamento de empreendimento de geração energia elétrica, consistente em urna usina termelétrica movida a gás natural. Em síntese, os autores argumentam que o Estudo de Impacto Ambiental e o Relatório de Impacto ao Meio Ambiente (EIA/RIMA) contêm falhas que impedem a análise sobre a viabilidade ambiental do projeto. Passo a apreciar o pedido de tutela antecipada. Em cognição sumária. os documentos colacionados à inicial evidenciam a plausibilidade do direito alegado na inicial. Os relatórios técnicos que acompanharam a inicial ás fis. 1.207/1.259 evidenciam que os estudos prévios de impacto ambiental apresentados pela AES TIETÊ não possuem o necessário detalhamento. o que impede a análise segura acerca da viabilidade ambiental do empreendimento. Com efeito, é plausível a afirmação de que o empreendimento provocará o lançamento de grande quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera, uma vez que se trata de uma usina termoelétrica (lis. 143). Ocorre que. segundo apontado pelos autores, o estudo de dispersão atmosférica não considerou a situação topográfica e meteorológica do Vale do Paraíba. Não se analisou a existência de grandes cadeias de montanhas na regido (Serra da Mantiqueira), o que reforça a dificuldade na dispersão atmosférica. Da mesma forma, não foram considerados fenômenos meteorológicos comuns na região e que parecem capazes de impedir a dispersão de poluentes, quais sejam. as calmarias atmosféricas e as inversões térmicas. Os estudos de dispersão atmosférica consideraram dados extraídos de outras cidades distantes do município em que se instalará a usina c que possuem características meteorológicas completamente distintas. O risco de dano potencial é manifesto, uma vez que, caso o empreendimento seja efetivamente implantado e, de fato. provoque graves impactos ambientais. os prejuízos ao meio ambiente serão enormes e irreparáveis. Diante do exposto, presentes fumus boni juris e periculum in mora, defiro a liminar para suspender os efeitos da licença ambiental prévia emitida pela CETESB de n° 2047. de 20/10/lI, sob pena de multa diária de R$ 10.000,00. em caso de descumprimento. Notifiquem-se os requeridos. com urgência No mais, citem-se, na forma da Lei. Ciência ao Ministério Público. Int. Lorena. 30 de março de 2012.”

Quais os impactos das usinas termelétricas?

Normalmente, essa é um tipo de instalação industrial usada para geração de energia elétrica a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não. Geralmente, é usado algum tipo de combustível fóssil como petróleo, gás natural ou carvão para ser queimado na camara de combustão. O vapor movimenta as pás de uma turbina, cada turbina é conectada a um gerador que gera eletrecidade. Como vários tipos de geração de energia, a termeletricidade também causa impactos ambientais. Contribuem para o aquecimento global através do efeito estufa e da chuva ácida. A queima de gás natural lança na atmosfera grandes quantidades de poluentes, além de ser um combustível fóssil que não se recupera. O Brasil lança por ano 4,5 milhões de toneladas de carbono na atmosfera, com o incremento na construção de usinas termelétricas esse indicador chegará a 16 milhões.

As termelétricas apresentam um alto custo de operação, em virtude do dinheiro utilizado na compra de combustíveis. Em geral, o funcionamento das centrais termelétricas é semelhante, independentemente do combustível utilizado. Ele é armazenado em parques ou depósitos adjacentes, de onde é enviado para a usina, onde será queimado na caldeira. Esta gera vapor a partir da água que circula por uma extensa rede de tubos que revestem suas paredes. A função do vapor é movimentar as pás de uma turbina, cujo rotor gira juntamente com o eixo de um gerador que produz a energia elétrica. Essa energia é transportada por linhas de alta tensão aos centros de consumo. O vapor é resfriado em um condensador e convertido outra vez em água, que volta aos tubos da caldeira, dando início a um novo ciclo. A água em circulação que esfria o condensador expulsa o calor extraído da atmosfera pelas torres de refrigeração, grandes estruturas que identificam essas centrais. Parte do calor extraído passa para um rio próximo ou para o mar. Para minimizar os efeitos contaminantes da combustão sobre as redondezas, a central dispõe de uma chaminé de grande altura (algumas chegam a 300 m) e de alguns precipitadores que retêm as cinzas e outros resíduos voláteis da combustão. As cinzas são recuperadas para aproveitamento em processos de metalurgia e no campo da construção, onde são misturadas com o cimento.

Como o calor produzido é intenso, devido as altas correntes geradas, é importante o resfriamento dos geradores. O hidrogênio é melhor veículo de resfriamento que o ar; como tem apenas um quatorze avos da densidade deste, requer menos energia para circular. Recentemente, foi adotado o método de resfriamento líquido, por meio de óleo ou água. Os líquidos nesse processamento são muito superiores aos gases, e a água é 50 vezes melhor que o ar. A potência mecânica obtida pela passagem do vapor através da turbina – fazendo com que esta gire – e no gerador – que também gira acoplado mecanicamente à turbina – é que transforma a potência mecânica em potência elétrica. A energia assim gerada é levada através de cabos ou barras condutoras, dos terminais do gerador até o transformador elevador, onde tem sua tensão elevada para adequada condução, através de linhas de transmissão, até os centros de consumo. Através de transformadores abaixadores, a energia tem sua tensão levada a níveis adequados para utilização pelos consumidores. Existe, ainda que em fase de pesquisa, outro tipo de geração de termelétricas que procura melhorar o rendimento na combustão do carvão e diminuir o impacto sobre o meio ambiente: são as centrais de combustão de leito fluidificado. Nessas centrais, queima-se carvão sobre um leito de partículas inertes (por exemplo, de pedra calcária), através do qual se faz circular uma corrente de ar que melhora a combustão. Uma central nuclear também pode ser considerada uma central termelétrica, onde o combustível é um material radioativo que, em sua fissão, gera a energia necessária para seu funcionamento.

A sua principal vantagem é que elas podem ser construídas onde são mais necessárias, economizando assim o custo das linhas de transmissão. E essas usinas podem ser encontradas na Europa e em alguns estados do Brasil. O gás natural pode ser usado como matéria prima para gerar calor, eletricidade e força motriz, nas indústrias siderúrgica, química, petroquímica e de fertilizantes, com a vantagem de ser menos poluente que os combustíveis derivados do petróleo e o carvão. Entretanto, o alto preço do combustível é um fator desfavorável. Dependendo do combustível, há os impactos ambientais, como poluição do ar, aquecimento das águas, o impacto da construção de estradas para levar o combustível até a usina, etc. As usinas térmicas não são propriamente eficientes: sua produção global é cerca de 38%, isto é, apenas aproximadamente 38% da energia térmica colocada na usina pelo combustível torna-se aproveitável como energia elétrica.

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Hiroshima, Nagasaki, tsunami, Fukushima e Ishikawa

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O Japão, recuperado das bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki (que alguns historiadores consideram ter sido completamente desnecessárias) depois da 2ª. Guerra Mundial, vive novo pesadelo nuclear: a central de Fukushima com seus cinco reatores, depois de atingidas pelo terremoto no nível 9 na escala Richter e pelo tsunami que se seguiu, são objeto de preocupação. A tragédia japonesa poderia ou não ser evitada? Só se retirássemos toda a população nipônica definitivamente da falha geológica onde está o país, o que teria que ser feito também com San Francisco na Califórnia, a Nova Zelândia e com todas as cidades do chamado Cinturão de Fogo no Oceano Pacífico.

Será que mestre Ishikawa (e seus 5 ou 6 Ms) poderia nos ajudar mais uma vez para minorar (ou mitigar, como dizem os ambientalistas) as conseqüências do desastre natural? Comecemos pelo M de Management. Ao que consta de notícias de jornais, a operadora Tokyo Electric Company (TEPCO) escondeu das autoridades japonesas diversos incidentes que deveriam ter sido reportados. Mau sinal: onde estão os princípios éticos da governança da empresa, que nem sequer cumpre os preceitos legais? Gestão do conhecimento também passou ao largo, pois o histórico de operação desta e de outras centrais aconselhavam redobrar uma série de medidas de segurança. Isso também ocorreu do lado do órgão fiscalizador, pois a prorrogação da licença de operação de uma central com 40 anos não considerou os últimos avanços da tecnologia nuclear

Passando ao M de Métodos, ao que tudo indica o processo de projeto não considerou um terremoto escala 9, mas apenas 7, o que não é aceitável face à localização da central. Já a intensidade do tsunami, que tornou os geradores diesel de emergência inoperantes, foi realmente imprevisível. Por outro lado, o fato de as tomadas de energia elétrica de geradores móveis não serem compatíveis com as da central evidencia mais um descuido de projeto. Essa foi uma das razões que tornaram difícil o resfriamento do núcleo dos reatores. Ponto para o M da Mão de obra. O empenho do pessoal das usinas, arriscando-se e sendo efetivamente atingido por radiação em nível acima do permitido, tem sido elogiado com destaque. Não foi publicado nenhum detalhe sobre o treinamento e a qualificação e certificação dos técnicos de operação e manutenção, que se supõe adequados. O M de Máquinas/ equipamentos requereria um aprofundamento técnico acima do possível de se condensar em poucas linhas. Os reatores a água fervente (BWR) projetados pela GE, deve-se supor, consideraram todos os requisitos de segurança aplicáveis, tais como redundância de sistemas, vaso de contenção etc.

E o Brasil? Com 11 anos vividos na área nuclear e tendo avaliado faz poucos anos a gestão de Angra 1, tenho plena confiança nas duas usinas, Angra I e Angra 2 da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto. A prioridade que é dada à segurança é impressionante. O papel fiscalizador da CNEN, o intercâmbio contínuo de experiências entre os países que operam usinas nucleares através do WANO – World Association of Nuclear Operators, o suporte técnico propiciado pela IAEA – International Atomic Energy Agency e pelo INPO – Institute of Nuclear Power Operators inclui auditorias cruzadas, quando profissionais brasileiros avaliam centrais de outros países e especialistas estrangeiros de larga experiência inspecionam nossas usinas.

B.V.Dagnino é membro Fundador da Academia Brasileira da Qualidade (ABQ), fellow, membro fundador e Chartered Quality Professional (CQI, Londres), fellow American Society for Quality (ASQ) e diretor técnico da Qualifactory Consultoria.

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Os riscos da radioatividade

NBR NM 323: os requisitos para um sistema de análise de perigos e pontos críticos de controle (APPCC)
O Sistema APPCC, tal como se aplica na elaboração de alimentos, é um sistema pró-ativo de gestão da segurança dos alimentos que implica controlar pontos críticos de controle em sua manipulação, para reduzir o risco de desvios que poderiam afetar a dita inocuidade. Este sistema pode ser usado em todos os níveis de manipulação de alimentos, e é um elemento importante de gestão global da qualidade.

Depois do tsunami no Japão, a notícia que mais abalou o mundo foi o acidente nuclear de Fukushima, em março de 2011, na costa japonesa, que contaminou água, peixes e organismos microscópicos até 600 quilômetros mar adentro em três meses. Recentemente, um vazamento de água radioativa registrado em um circuito de resfriamento da central nuclear de Penly, na região oeste da França, foi contido e foi descartado qualque impacto negativo para o meio ambiente. De acordo com a Electricité de France (EDF), o retorno à normalidade no circuito de resfriamento permitiu suspender o plano de mobilização dos funcionários. A empresa diz que a água radioativa foi “recolhida em depósitos previstos para tal efeito, sem nenhuma consequência para o meio ambiente”. O incidente aconteceu depois de dois princípios de incêndio no edifício do reator, controlados no início da tarde de quinta-feira pelos bombeiros, depois da ativação do alarme que provocou a paralisação automática de um dos reatores. Mas, afinal, quais os riscos da radioatividade? Segundo a Comissão Nacional de Energia Nuclear (Cnen), o esquecimento de uma rocha de urânio sobre um filme fotográfico virgem levou à descoberta de um fenômeno interessante: o filme foi velado (marcado) por “alguma coisa” que saía da rocha, na época denominada raios ou radiações. Outros elementos pesados, com massas próximas à do urânio, como o rádio e o polônio, também tinham a mesma propriedade. O fenômeno foi denominado radioatividade e os elementos que apresentavam essa propriedade foram chamados de elementos radioativos.

Comprovou-se que um núcleo muito energético, por ter excesso de partículas ou de carga, tende a estabilizar-se, emitindo algumas partículas. Um dos processos de estabilização de um núcleo com excesso de energia é o da emissão de um grupo de partículas positivas, constituídas por dois prótons e dois nêutrons, e da energia a elas associada. São as radiações alfa ou partículas alfa, núcleos de hélio (He), um gás chamado “nobre” por não reagir quimicamente com os demais elementos.Outra forma de estabilização, quando existe no núcleo um excesso de nêutrons em relação a prótons, é através da emissão de uma partícula negativa, um elétron, resultante da conversão de um nêutron em um próton. É a partícula beta negativa ou, simplesmente, partícula beta.

No caso de existir excesso de cargas positivas (prótons), é emitida uma partícula beta positiva, chamada pósitron, resultante da conversão de um próton em um nêutron. Portanto, a radiação beta é constituída de partículas emitidas por um núcleo, quando da transformação de nêutrons em prótons (partículas beta) ou de prótons em nêutrons (pósitrons).Geralmente, após a emissão de uma partícula alfa ou beta, o núcleo resultante desse processo, ainda com excesso de energia, procura estabilizar-se, emitindo esse excesso em forma de onda eletromagnética, da mesma natureza da luz, denominada radiação gama.

Dessa forma, as radiações nucleares podem ser de dois tipos: partículas, possuindo massa, carga elétrica e velocidade, esta dependente do valor de sua energia; e ondas eletromagnéticas, que não possuem massa e se propagam com a velocidade de 300.000 km/s, para qualquer valor de sua energia. São da mesma natureza da luz e das ondas de transmissão de rádio e TV. A identificação desses tipos de radiação foi feita utilizando-se uma porção de material radioativo, com o feixe de radiações passando por entre duas placas polarizadas com um forte campo elétrico.assim, Os núcleos instáveis de uma mesma espécie (mesmo elemento químico) e de massas diferentes, denominados radioisótopos, não realizam todas as mudanças ao mesmo tempo.

As emissões de radiação são feitas de modo imprevisto e não se pode adivinhar o momento em que um determinado núcleo irá emitir radiação. Entretanto, para a grande quantidade de átomos existente em uma amostra é razoável esperar-se um certo número de emissões ou transformações em cada segundo. Essa “taxa” de transformações é denominada atividade da amostra. A atividade de uma amostra com átomos radioativos (ou fonte radioativa) é medida em: Bq (Becquerel) = uma desintegração por segundo; e Ci (Curie) = 3,7 x 1010 Bq.

Na verdade, um núcleo com excesso de energia tende a estabilizar-se, emitindo partículas alfa ou beta. Em cada emissão de uma dessas partículas, há uma variação do número de prótons no núcleo, isto é, o elemento se transforma ou se transmuta em outro, de comportamento químico diferente. Essa transmutação também é conhecida como desintegração radioativa, designação não muito adequada, porque dá a idéia de desagregação total do átomo e não apenas da perda de sua integridade. Um termo mais apropriado é decaimento radioativo, que sugere a diminuição gradual de massa e atividade.Cada elemento radioativo, seja natural ou obtido artificialmente, se transmuta (se desintegra ou decai) a uma velocidade que lhe é característica. Para se acompanhar a duração (ou a “vida”) de um elemento radioativo foi preciso estabelecer uma forma de comparação. Por exemplo, quanto tempo leva para um elemento radioativo ter sua atividade reduzida à metade da atividade inicial ? Esse tempo foi denominado meia-vida do elemento.

Meia-vida, portanto, é o tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzida à metade da atividade inicial. Isso significa que, para cada meia-vida que passa, a atividade vai sendo reduzida à metade da anterior, até atingir um valor insignificante, que não permite mais distinguir suas radiações das do meio ambiente. Dependendo do valor inicial, em muitas fontes radioativas utilizadas em laboratórios de análise e pesquisa, após dez meias-vidas, atinge-se esse nível. Entretanto, não se pode confiar totalmente nessa “receita” e sim numa medida com um detector apropriado, pois, nas fontes usadas na indústria e na medicina, mesmo após dez meias-vidas, a atividade da fonte ainda é geralmente muito alta.

Na natureza existem elementos radioativos que realizam transmutações ou “desintegrações” sucessivas, até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo não possui, ainda, uma organização interna estável e, assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a configuração de equilíbrio. Em cada decaimento, os núcleos emitem radiações dos tipos alfa, beta e/ou gama e cada um deles é mais “organizado” que o núcleo anterior. Essas seqüências de núcleos são denominadas séries radioativas ou famílias radioativas naturais. No estudo da radioatividade, constatou-se que existem apenas três séries ou famílias radioativas naturais, conhecidas como do urânio, do actínio e do Tório. A do actínio, na realidade, inicia-se com o urânio-235 e tem esse nome, porque se pensava que ela começava pelo actínio-227. As três séries naturais terminam em isótopos estáveis do chumbo, respectivamente, chumbo-206, chumbo-207 e chumbo-208. Os principais elementos das séries acima mencionadas são apresentados no quadro abaixo.

Alguns elementos radioativos têm meia-vida muito longa, como, por exemplo, os elementos iniciais de cada série radioativa natural (urânio-235, urânio-238 e tório-232). Dessa forma, é possível explicar, porque há uma porcentagem tão baixa de urânio-235 em relação à de urânio-238. Como a meia-vida do urânio-235 é de 713 milhões de anos e a do urânio-238 é de 4,5 bilhões de anos, o urânio-235 decai muito mais rapidamente e, portanto, é muito mais “consumido” que o urânio-238. Com o desenvolvimento de reatores nucleares e máquinas aceleradoras de partículas, muitos radioisótopos puderam ser “fabricados” (produzidos), utilizando-se isótopos estáveis como matéria prima. Com isso, surgiram as séries radioativas artificiais, algumas de curta duração.

Em consequência, os materiais radioativos produzidos em instalações nucleares (reatores nucleares, usinas de beneficiamento de urânio e tório, unidades do ciclo do combustível nuclear), laboratórios e hospitais, nas formas sólida, líquida ou gasosa, que não têm utilidade, não podem ser simplesmente “jogados fora” ou “no lixo”, por causa das radiações que emitem. Esses materiais, que não são utilizados em virtude dos riscos que apresentam, são chamados de rejeitos radioativos. Na realidade, a expressão “lixo atômico” é um pleonasmo, porque qualquer lixo é formado por átomos e, portanto, é atômico. Ele passa a ter essa denominação popular, quando é radioativo.Os rejeitos radioativos precisam ser tratados, antes de serem liberados para o meio ambiente, se for o caso. Eles podem ser liberados quando o nível de radiação é igual ao do meio ambiente e quando não apresentam toxidez química. Os rejeitos sólidos, líquidos ou gasosos podem ser, ainda, classificados, quanto à atividade, em rejeitos de baixa, média e alta atividade.

Os de meia-vida curta são armazenados em locais apropriados (preparados), até sua atividade atingir um valor semelhante ao do meio ambiente, podendo, então, ser liberados. Esse critério de liberação leva em conta somente atividade do rejeito. É evidente que materiais de atividade ao nível ambiental mas que apresentam toxidez química para o ser humano ou que são prejudiciais ao ecossistema não podem ser liberados sem um tratamento químico adequado. Os sólidos de baixa atividade, como partes de maquinária contaminadas, luvas usadas, sapatilhas e aventais contaminados, são colocados em sacos plásticos e guardados em tambores ou caixas de aço, após classificação e respectiva identificação. Os produtos de fissão, resultantes do combustível nos reatores nucleares, sofrem tratamento especial em usinas de reprocessamento, onde são separados e comercializados, para uso nas diversas áreas de aplicação de radioisótopos. Os materiais radioativos restantes, que não têm justificativa técnica e/ou econômica para serem utilizados, sofrem tratamento químico especial e são vitrificados, guardados em sistemas de contenção e armazenados em depósitos de rejeitos Radioativos. Deve ser esclarecido a diferença entre contaminação radioativa e irradiação. Uma contaminação, radioativa ou não, caracteriza-se pela presença indesejável de um material em determinado local, onde não deveria estar.

Assim, a irradiação é a exposição de um objeto ou um corpo à radiação, o que pode ocorrer a alguma distância, sem necessidade de um contato íntimo. Irradiar, portanto, não significa contaminar. Contaminar com material radioativo, no entanto, implica em irradiar o local, onde esse material estiver. Por outro lado, a descontaminação consiste em retirar o contaminante (material indesejável) da região onde se localizou. A partir do momento da remoção do contaminante, não há mais irradiação. A irradiação por fontes de césio-137, cobalto-60 e similares não torna os objetos ou o corpo humano radioativos.

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