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Centro de pesquisa brasileiro desenvolve protótipo de bateria nuclear


Imagine um telefone celular cuja bateria dure anos e não precise ser plugado na tomada para recarregar. Ou um drone capaz de voar indefinidamente sobre a Amazônia, registrando focos de desmatamento e de mineração ilegal. Situações como essas poderão se tornar realidade, em algum tempo, com o início da produção comercial de novos sistemas de armazenamento de energia que usam material radioativo para gerar eletricidade ininterruptamente, por dezenas ou centenas de anos.

Uma das inovações foi revelada no começo do ano pela startup chinesa Betavolt. A empresa desenvolveu uma bateria nuclear que poderá gerar energia por 50 anos sem necessidade de recarga. O dispositivo mede 15 milímetros (mm) de comprimento, por 15 mm de largura e 5 mm de espessura e opera a partir da conversão da energia liberada pelo decaimento de isótopos radioativos de níquel (Ni-63). Com 100 microwatts (µW) de potência e 3 volts (V) de tensão elétrica, o módulo é um projeto-piloto. A Betavolt planeja colocar no mercado em 2025 uma versão mais potente da bateria, com 1 watt (W). Ela tem função modular e, de acordo com a startup, poderá ser empregada em série para energizar drones ou celulares.

O Brasil tem estudos na área. Uma equipe do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), uma unidade técnico-científica da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), com sede em São Paulo, apresentou no fim de 2023 o primeiro protótipo de uma bateria nuclear termelétrica feito no país. O princípio de funcionamento do dispositivo, também conhecido como gerador termelétrico radioisotópico (RTG), é diferente do sistema da Betavolt: uma corrente elétrica é produzida a partir da conversão do calor gerado pela desintegração de um isótopo de amerício (Am-241). No módulo chinês, partículas beta (elétrons) transformam-se em corrente elétrica por meio de um sistema conversor específico.

O processo de decaimento ou desintegração radioativa ocorre quando o núcleo instável de um elemento químico se transforma no núcleo de outro elemento, que tem menos energia. O processo libera radiação eletromagnética e pode emitir partículas. Esse fenômeno é caracterizado pela meia-vida, que é o tempo necessário para que metade dos átomos do isótopo radioativo presente em uma amostra se desintegre.

"Durante nosso desenvolvimento, tivemos que dimensionar um módulo gerador termelétrico, responsável por converter a energia térmica em elétrica", explica o engenheiro químico e doutor em tecnologia nuclear Carlos Alberto Zeituni. Ele é o gerente do Centro de Tecnologia das Radiações (Ceter) do Ipen, uma das unidades envolvidas no projeto − a outra é o Centro de Engenharia Nuclear (Ceeng). 

A principal vantagem das baterias nucleares é a possibilidade de fornecer carga durante um longo período de tempo. "Uma bateria química convencional dura cinco anos, enquanto uma de lítio chega a 10 anos. As nucleares podem ter duração de 50, 100 anos ou mais, dependendo do material radioativo utilizado. A nossa, estimamos que vá durar mais de 200 anos", diz Zeituni.

O Ipen não mediu a potência do módulo, cuja tensão elétrica é de apenas 20 milivolts (mV). O próximo passo, segundo o centro, é construir uma versão com 100 miliwatts (mW) de potência, capaz de controlar uma estação meteorológica remota − a tensão dependerá do termelétrico empregado. A pesquisa, iniciada há dois anos, vem sendo financiada por uma empresa nacional interessada em comercializar a tecnologia. Por contrato, seu nome não pode ser revelado.

Para criar o módulo, os pesquisadores do Ipen utilizaram 11 fontes de amerício que eram originalmente empregadas em equipamentos de medição de espessura de chapas. Para eliminar o risco de vazamento do material radioativo, as fontes foram empilhadas e encapsuladas em um tubo de alumínio.

"O parâmetro inicial de todo o projeto nuclear tem que ser a segurança. A bateria só será comercializada quando houver garantia de que o risco de vazamento é nulo. Por isso, vamos usar um duplo ou triplo encapsulamento do material radioativo e realizaremos testes de impacto e de quebra", esclarece o engenheiro mecânico Eduardo Lustosa Cabral, pesquisador do Ceeng que participa do projeto.


Retirado e adaptado de: VASCONCELOS, Yuri. Centro de pesquisa brasileiro desenvolve protótipo de bateria nuclear. Revista Pesquisa FAPESP.

Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/centro-de-pesquisa-brasileiro-desenvo lve-prototipo-de-bateria-nuclear/ Acesso em: 01 abr., 2024.
A partir da leitura do texto, analise as afirmações a seguir:

I.Embora sejam uma grande promessa, as baterias nucleares causam preocupação a respeito de sua segurança.
II.A pesquisa que vem sendo desenvolvida no Brasil mostra resultados ainda não tão promissores quanto aquela desenvolvida na China.
III.O modelo brasileiro se baseia no decaimento de um isótopo de amerício.
IV.O modelo de bateria desenvolvido pela China deve durar em torno de 200 anos.



É correto o que se afirma em:
Alternativas

Gabarito comentado

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Tema central: Esta questão avalia interpretação de texto, exigindo análise criteriosa das informações apresentadas. É necessário identificar quais afirmações estão de acordo com o texto e reconhecer possíveis inferências indevidas ou dados não mencionados, baseando-se nos princípios de coerência e coesão textual, conceitos defendidos por autores como Ingedore Koch e Evanildo Bechara.

Justificativa da alternativa correta (D):

A alternativa D) I e III, apenas é a correta porque apenas as afirmações I e III apresentam informações completamente coerentes com o texto base.

Afirmação I: "Embora sejam uma grande promessa, as baterias nucleares causam preocupação a respeito de sua segurança."

O texto aponta claramente que existe preocupação com a segurança das baterias nucleares, pois reforça a necessidade de testes e encapsulamento para garantir que não haja risco de vazamento. Isso faz com que a afirmativa I seja verdadeira.

Afirmação III: "O modelo brasileiro se baseia no decaimento de um isótopo de amerício."

No texto, lê-se que o modelo do Ipen utiliza amerício (Am-241) como base para a geração de eletricidade via decaimento radioativo. Portanto, a afirmação III é correta.

Análise das alternativas incorretas:

II. "A pesquisa que vem sendo desenvolvida no Brasil mostra resultados ainda não tão promissores quanto aquela desenvolvida na China."

Incorreta: O texto não faz esse tipo de comparação direta entre Brasil e China quanto aos resultados. Trabalhar com comparações não explícitas é um erro comum em provas. Sempre busque elementos concretos no texto.

IV. "O modelo de bateria desenvolvido pela China deve durar em torno de 200 anos."

Incorreta: Segundo o texto, a bateria chinesa tem duração prevista de 50 anos, não 200. Atenção a números e prazos exatos: são armadilhas frequentes!

Estratégias e dicas:

Leia com atenção todo o enunciado; identifique palavras-chave e jamais assuma informações não expressas no texto. Comparações, prazos e conceitos técnicos costumam estar entre os principais pontos de pegadinha. Como recomenda Bechara, a interpretação fiel exige ligação lógica entre as partes (coerência).

Conclusão: A alternativa correta é D) I e III, apenas.

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