O primeiro manual do gênero serve como um guia para segurança de projeto de navios nucleares civis.

Os coautores do "Manual de Segurança de Navios Nucleares" (da esquerda para a direita), Anthony Valiaveedu, Nat Edmonds e Jose Izurieta, posam na Hart Naval Gallery do MIT. Créditos: Foto: Tony Pulsone/MIT MechE
O transporte marítimo comercial é responsável por 3% de todas as emissões globais de gases de efeito estufa. À medida que o setor define metas climáticas e busca um futuro sem carbono, a energia nuclear — há muito utilizada como fonte para embarcações militares — apresenta uma solução atraente. Até o momento, no entanto, não há um documento público claro e unificado disponível para orientar a segurança do projeto de determinados componentes de navios nucleares civis. Um novo " Manual de Segurança de Navios Nucleares " do Consórcio Marítimo do MIT visa mudar isso e estabelecer o padrão para a propulsão nuclear marítima segura.
“Este manual é uma ferramenta essencial nos esforços para apoiar a adoção da energia nuclear na indústria marítima”, explica Themis Sapsis, Professor William I. Koch de Engenharia Mecânica no MIT, diretor do Centro de Engenharia Oceânica do MIT e codiretor do Consórcio Marítimo do MIT. “O objetivo é fornecer uma base sólida para a segurança inicial em áreas-chave que exigem pesquisa e desenvolvimento regulatório nuclear e marítimo nos próximos anos, a fim de preparar a propulsão nuclear na indústria marítima.”
Usando dados e padrões de pesquisa, combinados com experiências operacionais durante operações nucleares marítimas civis, o manual fornece insights exclusivos sobre possíveis problemas e soluções na eficácia do projeto de operações nucleares marítimas, um tópico de crescente importância no cenário nacional e internacional.
“Atualmente, as políticas nucleares e marítimas existentes estão desatualizadas e frequentemente vinculadas apenas a tecnologias específicas, como reatores de água pressurizada”, afirma José Izurieta, aluno de pós-graduação do Programa de Construção e Engenharia Naval (2N) do Departamento de Engenharia Mecânica (MechE) e um dos autores do manual. “Com o recente Acordo de Prosperidade Tecnológica entre o Reino Unido e os EUA agora incluindo aplicações nucleares marítimas civis, espero que o manual possa servir de base para a criação de uma estrutura regulatória clara e moderna para navios comerciais movidos a energia nuclear.”
O recente memorando de entendimento assinado pelos EUA e pelo Reino Unido apela à exploração de “novas aplicações de energia nuclear avançada, incluindo aplicações marítimas civis”, e para que as partes desempenhem “um papel de liderança informando o estabelecimento de padrões internacionais, o potencial estabelecimento de um corredor de transporte marítimo entre os territórios dos Participantes e o fortalecimento da resiliência energética das instalações de defesa dos Participantes”.
“O corredor de transporte nuclear EUA-Reino Unido oferece uma grande oportunidade de colaborar com os legisladores no estabelecimento da estrutura crítica que permitirá aos Estados Unidos investir em navios mercantes movidos a energia nuclear — uma conquista que restabelecerá os Estados Unidos no espaço da construção naval”, diz Fotini Christia, Professora Internacional de Ciências Sociais da Ford, diretora do Instituto de Dados, Sistemas e Sociedade (IDSS) e codiretora do Consórcio Marítimo do MIT.
“Com mais de 30 nações construindo ou planejando seus primeiros reatores, a aceitação global da energia nuclear não tem precedentes — e esse impulso é fundamental para alinhar as regras de segurança entre fronteiras para navios movidos a energia nuclear e os respectivos portos”, afirma Koroush Shirvan, professor de desenvolvimento de carreira em Estudos de Energia da Atlantic Richfield no MIT e diretor do Curso de Tecnologia de Reatores para Executivos de Serviços Públicos.
O manual, que é dividido em capítulos em áreas que envolvem decisões sobrepostas de projeto de segurança nuclear e marítima que serão enfrentadas pelos engenheiros, tem o cuidado de equilibrar orientações técnicas e práticas com considerações políticas.
O comandante Christopher MacLean, professor associado de prática em engenharia mecânica, construção naval e engenharia do MIT, diz que o manual beneficiará significativamente toda a comunidade marítima, especialmente arquitetos e engenheiros navais, ao fornecer diretrizes padronizadas para projeto e operação específicas para embarcações comerciais movidas a energia nuclear.
“Isso ajudará a aprimorar os protocolos de segurança, aprimorar as avaliações de risco e garantir a conformidade consistente com as regulamentações internacionais”, afirma MacLean. “Isso também ajudará a promover a colaboração entre engenheiros e reguladores. No geral, isso fortalecerá ainda mais a confiabilidade, a sustentabilidade e a confiança do público nos sistemas marítimos movidos a energia nuclear.”
Anthony Valiaveedu, autor principal do manual, e o coautor Nat Edmonds, são ambos alunos do Programa de Mestrado em Tecnologia e Política (TPP) do MIT, dentro do IDSS. A dupla também é coautora de um artigo publicado na Science Policy Review no início deste ano, que ofereceu orientações estruturadas sobre o desenvolvimento de políticas regulatórias nucleares.
“É importante que segurança e tecnologia andem de mãos dadas”, explica Valiaveedu. “O que fizemos foi fornecer um processo baseado em riscos para iniciar essas discussões com engenheiros e formuladores de políticas.”
“No final das contas, espero que essa estrutura possa ser usada para construir acordos bilaterais fortes entre nações que permitirão que a propulsão nuclear prospere”, diz o coautor Izurieta.
Impacto na indústria
“Os projetistas navais precisavam de uma fonte de informação para aprimorar sua capacidade de compreender e projetar os componentes primários do reator, e o desenvolvimento do 'Manual de Segurança de Navios Nucleares' foi um bom passo para preencher essa lacuna de conhecimento”, afirma Christopher J. Wiernicki, presidente e CEO do American Bureau of Shipping (ABS). “Por esse motivo, trata-se de um documento importante para o setor.”
A ABS, a sociedade classificadora americana para a indústria marítima, desenvolve critérios e fornece certificação de segurança para todas as embarcações oceânicas. A ABS está entre os membros fundadores do Consórcio Marítimo do MIT. A Capital Clean Energy Carriers Corp., a HD Korea Shipbuilding and Offshore Engineering e a Delos Navigation Ltd. também são membros fundadores do consórcio. Os membros do grupo Innovation são Foresight-Group, Navios Maritime Partners LP, Singapore Maritime Institute e Dorian LPG.
“Ao considerarmos uma estrutura de emissões líquidas zero para o setor naval, a propulsão nuclear representa uma solução potencial. Uma investigação cuidadosa continua sendo a prioridade, com os padrões de segurança e regulatórios em primeiro plano”, afirma Jerry Kalogiratos, CEO da Capital Clean Energy Carriers Corp. “Como pioneiros, estamos explorando todas as opções. Este manual estabelece a base técnica para o desenvolvimento de embarcações comerciais movidas a energia nuclear.”
Sangmin Park, vice-presidente sênior da HD Korea Shipbuilding and Offshore Engineering, afirma: “O 'Manual de Segurança de Navios Nucleares' representa um marco inovador que une a excelência na construção naval à segurança nuclear. Ele impulsiona a colaboração global entre a indústria e a academia e abre caminho para o avanço seguro da era da energia nuclear marítima.”
Marítimo no MIT
O MIT é um centro líder em pesquisa e projeto de navios há mais de um século, e o trabalho realizado no Instituto hoje representa avanços significativos em mecânica dos fluidos e hidrodinâmica, acústica, mecânica offshore, robótica e sensores marinhos, além de sensoriamento e previsão oceânica. Os projetos do Consórcio Marítimo, incluindo o manual, refletem as prioridades nacionais voltadas à revitalização dos setores de construção naval e transporte marítimo comercial dos EUA.
O MIT Maritime Consortium, lançado em 2024, reúne líderes do MIT e da indústria marítima para explorar estratégias baseadas em dados para reduzir emissões nocivas, otimizar as operações das embarcações e apoiar prioridades econômicas.
“Um dos nossos esforços mais importantes é o desenvolvimento de tecnologias, políticas e regulamentações para tornar a propulsão nuclear para navios comerciais uma realidade”, afirma Sapsis. “No último ano, reunimos uma equipe interdisciplinar com professores e alunos de todo o Instituto. Um dos resultados desse esforço é este documento extremamente detalhado, que fornece orientações detalhadas sobre como esse esforço deve ser implementado com segurança.”
Os colaboradores do manual vêm de diversas disciplinas e departamentos, laboratórios e centros de pesquisa do MIT, incluindo o Centro de Engenharia Oceânica, o IDSS, o Programa Curso 2N do MechE, o Programa de Tecnologia e Política do MIT e o Departamento de Ciência e Engenharia Nuclear.
Os membros do corpo docente do MIT e consultores de pesquisa do projeto incluem Sapsis; Christia; Shirvan; MacLean; Jacopo Buongiorno, professor de Ciência e Engenharia Nuclear da Battelle Energy Alliance, diretor do Centro de Sistemas Avançados de Energia Nuclear e diretor de ciência e tecnologia do Laboratório de Reatores Nucleares; e o Capitão Andrew Gillespy, professor de prática e diretor do Programa de Construção e Engenharia Naval (2N).
“Comprovar a viabilidade da propulsão nuclear para navios civis exigirá o desenvolvimento de tecnologias, economia e regulamentação adequadas”, afirma Buongiorno. “Este manual é uma contribuição inicial significativa para o desenvolvimento de uma estrutura regulatória sólida.”
“Tivemos a sorte de contar com uma equipe de estudantes e professores experientes de tantas áreas”, diz Edmonds. “Antes mesmo de começar a elaborar o esboço do manual, realizamos pesquisas significativas em arquivos e história para entender as regulamentações existentes e a história geral dos navios nucleares. Alguns dos documentos mais relevantes que encontramos foram escritos antes de 1975, e muitos deles estavam armazenados nos foles do NS Savannah.”
O NS Savannah, construído no final da década de 1950 como um projeto de demonstração dos potenciais usos da energia nuclear em tempos de paz, foi o primeiro navio mercante movido a energia nuclear. O Savannah foi lançado em 21 de julho de 1959, dois anos após o primeiro navio civil movido a energia nuclear, o quebra-gelo soviético Lenin, e foi aposentado em 1971.
O contexto histórico deste projeto é importante, pois as tecnologias de reatores previstas para propulsão marítima hoje são bastante diferentes dos reatores tradicionais de água pressurizada utilizados pela Marinha dos EUA. Esses novos reatores estão sendo desenvolvidos não apenas no contexto marítimo, mas também para alimentar portos e data centers em terra; todos utilizam urânio pouco enriquecido e são resfriados passivamente. Para a indústria marítima, afirma Sapsis, "a tecnologia está aí, é segura e está pronta".
“ The Nuclear Ship Safety Handbook ” está disponível publicamente no site do MIT Maritime Consortium e nas Bibliotecas do MIT.