ANÁLISE ACIDENTE NUCLEAR

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
ENG003062 - FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA NUCLEAR 
 
00231072 – Ana Carolina Kircher Lima Marcon 
 
15 de dezembro de 2016 
 
Análise e Estudo do Acidente Nuclear em Three 
Miles Island: As Falhas Humanas e o 
Comprometimento do Sistema 
 
Resumo: 
 
Partindo de um erro de fechamento de válvula, diversos erros humanos terminaram por 
causar o acidente em Three Miles Island no fim de março de 1979. O presente texto visa analisar a 
forma como esse desencadeamento sucedeu, suas causas e consequências diretas e a forma como, 
juntos, culminaram no acidente na usina. Além disso, uma busca nos relatos do incidente visa 
elucidar a forma como a má administração da empresa, sua falta de cuidados técnicos e descuido 
com alertas importantes para a imprensa, afetaram a imagem da instituição e de toda a geração 
nuclear desde então. Three Miles Island foi o maior acidente nuclear antes de Chernobyl e 
Fukushima, classificado como escala 5 de 7, e o estudo de seus erros serviu para uma reformulação 
geral nos termos de segurança nuclear para todas as usinas funcionais do mundo. 
 
Palavras-chave: acidente nuclear, reator nuclear, falhas humanas em acidentes nucleares 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O acidente em Three Miles Island, Pensilvânia, ocorreu na madrugada de março de 1979. A 
partir da abertura de uma válvula, que deveria estar fechada, e do escapamento de líquido de 
refrigeração do reator. O operador responsável pela sala de comando, não ciente da condição da 
válvula, iniciou uma série de operações de segurança, que resultou em um desencadeamento de 
reações químicas e físicas fora da compreensão dos operadores. 
 
Uma falha particular, uma fonte de luz indicadora ocultada terminou por induzir um operador 
manual a anular o sistema de refrigeração emergencial, acreditando que houvesse excesso de água 
refrigerada no reator, e disso teria resultado as liberações de pressão e de vapor. Devido a esse 
equívoco, todas as providências de freagem de reação obtiveram insucesso, partindo do princípio de 
que a válvula inicial estava fechada desde o princípio. O resultado do somatório de equívocos foi o 
acidente nuclear classificado como 5 na escala INES, decorrido por conta de erros humanos. 
 
 
2. FUNCIONAMENTO DE UM REATOR PWR 
 
Um reator de água pressurizada, conhecido por reator PWR, é um dos três tipos de reatores 
nucleares, e o mais utilizado no ocidente. Seu funcionamento parte de a premissa do líquido de 
refrigeração primário ser bombardeado sob altas pressões para dentro do núcleo do reator, onde 
termina por ser aquecido pela energia liberada em fissões nucleares. A água aquecida flui através do 
circuito primário para um sistema gerador de vapor, onde sua energia térmica é transferida para o 
sistema secundário através de permutadores de calor, que por sua vez provocam um fluxo de vapor 
no sistema secundário de refrigeração que gira um conjunto de turbinas que geram grandes 
quantidades de eletricidade. 
 
 
 
Figura 1. Esquematização de um reator PWR. 
 
A diferença básica entre uma usina nuclear e a térmica convencional está, basicamente, quanto à 
fonte de calor. Enquanto em uma térmica convencional queima-se óleo, carvão ou gás na caldeira, 
em uma usina nuclear o potencial energético do urânio é que é extraído, afim de aquecer a água que 
circula no interior do reator. Usinas nucleares possuem três circuitos de água: primário, secundário 
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e de refrigeração, todos independentes entre si – a água que circula em um permanece isolada dos 
demais, não entrando em contato com os outros circuitos. 
 
2.1 O PROCESSO INTEGRADO 
 
Nessa seção, que pertence ao circuito primário, a água é aquecida pela energia liberada na fissão 
de átomos de urânio. O calor é transferido para a água contida no gerador de vapor – pertencente ao 
circuito secundário. O vapor produzido, então, é utilizado para movimentar a turbina. O eixo da 
turbina está acoplado ao gerador elétrico, o que faz resultar energia elétrica. 
 
A água do circuito primário é aquecida até, em média, 300ºC. A pressão é mantida em torno de 
157 kgf/cm² - sendo um kgf = 1 atm. O objetivo é mantê-la em estado líquido. Fazendo um rápido 
comparativo, sabe-se que o valor de 1kgf/cm² equivale à pressão de uma coluna de 10 m de água. 
Por proporção direta, a pressão equivalente do sistema em questão é aproximadamente a de uma 
coluna de 1,5 km. Ou seja, a pressão é imensa. 
 
O vapor é condensado através da troca de calor com a água de refrigeração. Essa água, uma vez 
condensada, é bombeada de volta ao gerador de vapor, que dá início a um novo ciclo. 
 
3. CAUSAS DO ACIDENTE 
 
A Usina Nuclear de Three Mile Island possui dois reatores PWR, conforme especificado, de 
água pressurizada. Possui tecnologia Babcock (geradores de vapor por tubos direitos). O acidente 
em questão ocorreu em sua Unidade 2, sem afetar a primeira – que se mantem operante e 
produzindo energia atualmente, após uma série de revisões. 
 
Para a classificação do acidente, recorre-se ao International Atomic Energy Agency, IAEA. A 
partir de suas especificações, pode-se classificar o acidente na usina dos Estados Unidos como 
decorrente de falhas humanas. 
 
3.1 O DESASTRE 
 
Conforme exposto no início do texto, o desastre de Three Miles Island foi decorrente de uma 
sucessão de erros, e não de um problema isolado. Somados e contribuindo um para a ocorrência do 
outro, desencadearam a fusão de mais da metade do reator da Unidade 2, sendo esses danos 
irreparáveis. O que desencadeou a série de erros foi a interrupção do sistema de fornecimento 
normal de água dos geradores de vapor, às 4h do dia 28 de março de 1979. 
 
O sistema de segurança instalado previa o acionamento emergencial de hastes de controle para o 
coração do reator e comissionamento de bombas para ajudar no abastecimento dos geradores de 
vapor. O primeiro erro ocorreu de modo que a água não poderia alcançar os geradores, pois as 
válvulas estavam fechadas. Elas foram reabertas manualmente minutos mais tarde, mas o tempo 
entre a percepção da situação e o reparo causou um resfriamento insuficiente na água do circuito 
primário, além de aumentar a sua pressão. Isso levou à abertura da válvula de descarga do 
pressurizador – cuja função é remover o excesso de vapor para dentro de um reservatório, e, assim, 
reduzir a pressão no circuito primário. 
 
Quando o resfriamento pelos geradores de vapor foi restaurado e a pressão do sistema primário 
começou a cair abaixo do limiar da abertura da válvula de descarga pressurizadora, uma segunda 
falha ocorreu: a válvula de alívio pressurizador recebeu sinal para fechar, mas permaneceu presa e 
aberta. Isso causou o aparecimento de uma brecha na parte superior do pressurizador. 
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 Os operadores, que procuram o indicador de posição da válvula de descarga do pressurizador, 
viram o sinal como “Válvula fechada”: informação que não procedia, sendo esse o ponto central do 
acidente. A causa direta foi o indicador ser transmitido para a sala de controle era falsa, não a sua 
posição real. A falha de treinamento apareceu, também, nesse momento. Os operadores dessa seção 
não estavam instruídos para lidar com aberturas localizadas na parte superior do pressurizador. 
 
A partir dessas informações, a primeira conclusão obtida do desastre tange quanto ao preparo 
dos operadores. A falta de treinamento e de procedimentos adequados impossibilitou os agentes de 
cobrirem as combinações de eventos correspondentes à acumulação de material ou falhashumanas 
simultâneas e sucessivas. 
 
Com a rápida ascensão do nível de água no pressurizador, e acreditando que a válvula de alívio 
estava fechada, operadores interrompidos manualmente (em menos de 5 minutos do início dos 
acontecimentos) foram acionados, causando injeção do abastecimento de água de segurança – que 
terminou sendo ligado automaticamente devido à violação. A imagem da situação projetada pelos 
operadores era falsa, faltando-lhes informações diretas sobre o estado do coração do reator. Esse 
também será um importante fato do acidente. Dada a drenagem do circuito primário, a geração de 
calor no centro do reator fez a água ferver. Sem o abastecimento de água no circuito primário, o 
nível de água no reservatório caiu e o combustível começou a não estar submerso. O resfriamento 
de combustível tornou-se menos eficaz, fazendo sua temperatura subir consideravelmente. 
Enquanto tudo isso sucedia, ainda havia liberação de material tóxico no combustível primário e no 
fluido pelo fluido de contenção. Pouco mais de 2 h depois, o alarme de contenção de alta 
radioatividade foi acionado. 
 
Uma vez acionado o alerta, a situação não pode mais ser ignorada. Era claro que havia uma 
violação grave no circuito primário. A sucessão de fatos se deu com o fechamento da válvula de 
isolamento da linha, que parou a descarga; porém, essa ação também suspendeu qualquer ligação 
com o coração do reator, que continuou aquecendo gradativamente. Partiu-se, então, para o trabalho 
na bomba primária, que enviou água resfriada pelo gerador de vapor para o combustível 
superaquecido. A pressão no circuito primário, após isso, aumentou perigosamente a vaporização de 
água ao alcançar o combustível. Houve ainda uma reabertura momentânea da válvula do 
pressurizador de isolamento de descarga para limitar o pico de pressão no circuito. 
 
Ocorreu que novos alarmes de radioatividade foram acionados, alguns fora do prédio do reator. 
A água que flui para a contenção foi, de fato, recuperada por bombas de arranque de depósito. Isso 
retornou água contaminada em tanques de armazenamento em um edifício auxiliar. Esses tanques, 
se chegassem a transbordar, criariam uma fonte de vapor radioativo que poderia fugir da fábrica. 
 
Houve, então, uma percepção de que havia quase se esgotado a água no circuito primário, que 
foi corrigido com o retorno do seu abastecimento com a injeção de segurança, à baixíssima taxa. 
Isso resultou um novo choque de água fria sobre o combustível, mas o coração do reator foi 
novamente resfriado, quatro horas após o primeiro evento. 
 
Passadas 10h, houve uma explosão onde continha 320kg de hidrogênio. Isso provocou um pico 
de pressão de aproximadamente 2 bar no edifício do reator, mas sem causar danos particulares ao 
sistema. 
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Figura 2. Ilustração do acidente. 
 
 
 
3.2 O ESTADO DO REATOR 
 
O projeto de Three Mile Island levava em conta informações defasadas de acidentes anteriores, 
sem haver precedentes para o estado final do reator encontrado após o resfriamento do sistema. 6 
anos após o ocorrido, quando finalmente se pode adentrar as instalações afetadas, uma câmera 
introduzida mostrou que havia derretido parte do combustível nuclear. 
 
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Figura 2. Ilustração demonstrando a degradação parcial do combustível. 
 
 
3.3 CLASSIFICAÇÃO POR FALHA HUMANA E REPERCUSSÃO DO ACIDENTE 
 
Apesar de o acidente, efetivamente, ter sido decorrente de uma falha de avaliação acerca de uma 
bomba do sistema secundário, desde o projeto do defeito do refrigerador já podia-se observar a 
falha humana. Esse erro consiste em um não fechamento da válvula após a detecção de uma queda 
de pressão. 
 
Além disso, outra falha grave que contribuiu para o desfecho desastroso foi a defasagem no 
treinamento dos operadores. Apesar dos alertas e preparos prévios, eles não se encontravam aptos 
para lidar com uma situação de tamanha coincidência de acontecimentos. Falhas de concepção de 
projetos de luzes emergenciais também foram observadas. Conforme demonstrado, uma sucessão 
de erros humanos resultou no acidente nuclear de escala 5 em Three Mile Island. E isso terminou 
por levar a toda uma reformulação de procedimentos operacionais. 
 
Segundo relatórios, uma bolha de gás de alto teor radioativo se instalou na parte superior do 
reator, terminando por impedir o acesso de água refrigerada. Dias após o acidente essa situação 
pode ser contornada e a bolha reduzida de 50 m³ para 1 m³. Críticas às medidas de segurança 
apareciam e ganhavam força, enquanto a responsabilidade do operador e regulador americano era 
fortemente questionada. Acidentes nucleares não costumam ter ampla divulgação, mas uma vez que 
se observe uma magnitude como a de Three Mile Island, a repercussão acaba por ser inevitável. Foi 
o mais significativo acidente na história norte americana, sendo o maior já registrado antes de 
Chernobyl e Fukushima. Partindo para sua defesa, a empresa administradora apontou exagero nos 
comentários acerca do acidente. O perigo de explosão terminou sendo afastado conforme os 
combustíveis eram resfriados ao longo do tempo. 
 
Em 1º de novembro de 1979 o veredito de falha humana foi expelido pelo então presidente 
americano, Jimmy Carter. Análises feitas concluíram que os danos operacionais eram irreparáveis, 
7 
 
contrariando a vontade dos diretores de concertar o reator danificado. 70% do núcleo do reator foi 
destruído pelo calor, um dano muito maior do que o esperado pelos técnicos. 
 
3.4 PROVIDÊNCIAS APÓS O ACIDENTE 
 
Um dia depois do acidente, um grupo de ecologistas mediu a radioatividade em volta da usina. 
Sua intensidade era oito vezes maior que a letal. Uma área de até 16 quilômetros em volta de Three 
Mile Island estava contaminada. Apesar de ter sido declarado estado de emergência, nenhum dos 15 
mil habitantes que moravam numa área até dois quilômetros da área contaminada foi evacuado. O 
governador do estado da Pensilvânia, Dick Thornburgh, iniciou a retirada dos habitantes apenas 
dois dias depois do acidente. Ele aconselhou o chefe da NRC, Joseph Hendrie, a iniciar a evacuação 
“pelas mulheres grávidas e crianças em idade pré-escolar em um raio de 5 milhas ao redor das 
instalações”. Em poucos dias, 140.000 pessoas haviam deixado a área voluntariamente. 
3.5. ERROS NA GESTÃO DA CRISE 
 
A Met Ed cometeu, nesse episódio, o maior erro que uma empresa pode praticar numa crise 
grave. Omitiu e minimizou o risco de uma contaminação em empregados e na população. “Por 
displicência ou má-fé, a Met Ed repetiria o erro nos dias subsequentes – a empresa falhou em 
prestar aos funcionários do governo e ao público informação acurada sobre os riscos à segurança 
pública”, segundo Lawrence Susskind e Patrick Field, autores de Em crise com a opinião pública, 
livro em que fazem uma longa análise do “case”. 
 
Ou seja, o governo desconhecia a gravidade do caso e a população mal sabia o que estava 
acontecendo. Há 32 anos, não havia internet, redes sociais e os meios convencionais eram lentos 
para apurar e divulgar. “A confusão ocorrida nas primeiras horas pode ser atribuída a dados 
insuficientes, opiniões divergentes entre os membros da equipe da sala de controle, e à falta de 
objetividade na comunicação entre a empresa e o governo”, segundo os autores. 
 
Segundo informações divulgadas pela imprensa, na época do acidente, somente às 10h, 6h após 
seu início, a empresa publicou um comunicado evasivo, informando que “nada foi encontrado, e 
nada esperamos encontrar. ” Às 11h, o governador, disse numa entrevista coletiva: “Tudo está sob 
controle. Não há perigo algum à segurança ou à saúde do público”. 
 
Ao meio dia, em outro comunicado, a empresacontinuou minimizando a crise. “Não houve 
qualquer registro de níveis alarmantes da radiação e nada se espera detectar fora da usina”. Às 
13h15, o vice-presidente da empresa convocou coletiva de imprensa e, mesmo assim, omitiu 
diversos indicadores sobre o perigo que o acidente representava à população. Quase 15 horas após o 
início do incidente, nem o governo sabia direito o que estava acontecendo. 
 
Depois de mais evasivas dos diretores com as autoridades federais e estaduais, o governo perdeu 
a confiança na empresa. Esta ainda tentou se justificar em outra coletiva, mas o governo não a 
acompanhou. A população começou a entender que a história não havia sido bem contada e que a 
empresa estava escondendo a verdade. 
 
Repercutiu bastante um editorial publicado pelo New York Times, no dia 30 de março: “O 
derretimento da credibilidade”. Ele “acusava a indústria nuclear de minimizar os riscos da energia 
atômica e responsabilizava os agentes do incidente com a usina – indústria, órgãos governamentais 
e políticos – por comprometerem a própria reputação pela “profusão de declarações e explicações 
contraditórias”. 
 
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Em 31 de março, o governo retirou a Met Ed do comando da crise. Uma das grandes falhas na 
gestão de crises é exatamente a falta de comando ou uma gerência confusa. Assumiu o controle e a 
gestão da crise Harold Denton, diretor da NRC. Apesar de a empresa continuar insistindo que o pior 
já tinha passado, o novo gerente da crise assegurou o contrário, ao dizer “a crise não vai acabar até 
que o núcleo esteja completamente desativado”. 
 
A visita do Presidente dos Estados Unidos da América, Jimmy Carter, cinco dias após o acidente 
à usina, serviu para acalmar a população: “Nossas preocupações prioritárias são a saúde e a 
segurança de todas as pessoas desta região...”, disse. O Presidente provavelmente conhecia um dos 
pontos principais numa crise dessa gravidade. Primeiro as pessoas, depois o meio ambiente e as 
instalações. 
 
3.6. REAÇÃO PÚBLICA 
 
A reação pública relativa ao evento foi provavelmente influenciada pela saída, 12 dias antes do 
acidente, de um filme chamado The China Syndrome, que descrevia um acidente num reator 
nuclear. Comunicações realizadas pela direção da empresa durante as fases iniciais do acidente 
foram confusas. O acidente foi seguido por uma cessação de construção de novas centrais nucleares 
nos Estados Unidos da América. 
 
Cristalizado anti-nuclear em matéria de segurança entre ativistas e o público em geral, o 
acidente resultou em novas regras para a indústria nuclear, e tem sido citado como um contribuinte 
para o declínio da construção de novos reatores, que já estava em andamento na década de 1970. 
 
Cabe, como uma luva, a declaração de Harold Denton, após o acidente de Three Mile Island, 
em 1979, num encontro da Agência de Energia Nuclear: “Eu acredito que nós, frequentemente, 
subestimamos a capacidade do público em compreender dada situação e, por isso, deliberadamente 
ou não, sonegamos informações, porque tememos a cultura da crise, quando não há nada a temer. 
Essa é exatamente a abordagem errada ao lidar com o público. Se nós queremos a confiança do 
público, temos de confiar nele”. (JJF) 
 
 
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Figura 3. Usina de Three Mile Island. 
 
 
4. CONCLUSÃO 
 
O acidente em Three Mile Island decorreu de uma sequência de falhas técnicas e humanas, 
algumas promovidas por treinamentos defasados e despreparo total para lidar com todas as 
consequências do ocorrido. O resultado, após o encadeamento de erros, foi um reator nuclear quase 
completamente destruído, tendo sido derretido pelo extremo calor dentro do núcleo. A falta de 
abastecimento correto de água foi o princípio de todos os problemas. 
 
A repercussão do acidente pôs em cheque a credibilidade das usinas nucleares, servindo para 
uma grande reformulação de normas se segurança desde então. Essas novas regras foram aplicadas 
em todas as instalações nucleares operantes, devido a magnitude do problema. Houve, também, 
uma revisão de treinamento para os operadores, de modo a deixá-los mais preparados para lidar 
com situações sem precedentes, tal como ocorreu nos Estados Unidos. O desastre, classificado 
como 5 em uma escala como máxima 7, foi o maior da história, antes de Chernobyl e Fukushima. 
 
Passados 32 anos, Three Mile Island é lembrada como um dos “cases” de crise mais mal 
administrada por uma empresa. Aconteceu numa época em que o mundo encarava a energia nuclear 
como uma séria ameaça, mas ninguém imaginava um acidente nas proporções de Chernobyl, na 
antiga União Soviética, como ocorreu anos depois. Apesar de não ter causado mortes, o acidente 
mostrou que há fragilidade em usinas com suas características e consequentemente, probabilidade 
de ocorrência de acidentes desastrosos, com vítimas fatais ou com problemas de saúde relacionados 
à radiação. 
 
 
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5. REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO 
 
Kemeny J. G., Babbitt B., Haggerty P. E., Lewis C. D., Marrett C. B., Mc Bride L., Mc Pherson Jr. 
H., Peterson R., Pigford T. H., Trunk A., 1979.The Need For Change – The legacy of TMI. Report 
of the President’s Commission on The Accident at Three Mile Island, Government Printing O_ce, 
Washington DC. Llory M., 1999. L’accident de la centrale nucl´eaire de Three Mile Island, 
´editions L’Harmattan, Paris. 
 
http://www.threemileisland.org/ 
http://www.ucsusa.org/nuclear-power/nuclear-power-accidents 
https://www.iaea.org 
http://www.dw.com/pt/1979-acidente-nuclear-em-three-mile-island 
http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/threemile- 
island