cnEn Comissão Nacional de Energia Nuclear

Relatório de Atividades 2003-2006

IEN

•

len I NST/TUTO DE engenharia nuclear

, RELATORIO DE ATIVIDADES

2003-2006

RELATÓRIO ADMINISTRATIVO IEN 2003/2006

HISTÓRICO

o Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), organização de pesquisa, desenvolvimento e inovação, integra a Comissão N acional de E nergia Nuclear (CNE ), autarquia federal vinculada ao Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT). O IEN está subordinado diretamente à Diretoria de Pesquisa e Desenvolvimento (DPD) da CNEN. Situa-se na Cidade Universitária, Ilha do Fundão, no alto da Colina da Sapucaia, ocupando uma área de 146 mil m', atualmente com 18.503 m' de área construida.

O IEN foi criado em 1962 por meio de convênio entre a CN EN e a Universidade do Brasil (hoje UFRJ), com o objetivo de impulsionar, no Rio de Janeiro, a pesquisa e o desenvolvimento tecnológico na área nuclear. Conforme o texto do documento de criação do Instituto, seus primeiros desafios foram a construção, operação e uso do reator nuclear de pesquisa Argonauta, e a responsabilidade pela produção de radioisótopos para pesquisas e usos industriais, médicos, agrícolas e biológicos no estado. E m decorrência do aumento das demandas do setor nuclear e correlatos, outros laboratórios e instalações de pesquisa foram criados ao longo dos anos.

Desde sua fundação o IEN vem contribuindo para o domínio nacional de tecnologias na área nuclear. Atualmente, sua atuação está orientada para a geração e transferência de conhecimento e tecnologia para O setor produtivo - público e privado -, tendo a sociedade como beneficiária final. O slogan "Tecnologia nuclear e qualidade de vida", vencedor de concurso interno ocorrido em 2002, comunica a vocação do instituto.

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MISSÃO /ESTRUT URA ATUAL

É missão do Instituto contribuir para o bem-estar da sociedade e seu desenvolvimento sustentável por meio de inovações tecnológicas e formação de recursos humanos para os setores nuclear e correlatos . Sua força de trabalho atual é constituída por 271 servidores, 52 colaboradores e 64 terceirizados. E ntre os servidores, o grau de formação está distribuído como mostra a figura abaixo:

20%

l a Doutores C Mestres

C Especialistas Nfvel Sup [] Graduados

O Especialistas Seg Grau C Segundo Grau ----- ----- --------~

A partir de 2003 foi criado um novo modelo organizacional. Antes exclusivamente vertical, o organograma transformou-se em uma estrutura de integraçào horizontal, com a criação de quatro coordenadorias: de G estão Institucional, de Inovação Tecnológica, de E nsino e de Segurança e Proteçào Radiológica.

Organograma do IEN

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ÁREAS DE ATUAÇÃO

'Engenharia de reatores

Base da criação do IEN, a área de engenharia de reato res desenvolve pesquisas com aplicações em projeto, segurança, operação e manutenção de reatores nucleares. Os estudos envolvem mecânica computacional de sólidos e fluidos, inteligência artificial, simulações computacionais, experimentos em escala reduzida e técnicas ultra-sõnicas para medidas e caracterização de escoamentos bifásicos. O setor participa de programas internacionais de desenvolvimento de reatores nucleares avançados e inovadores.

Principais instala{ões e laboratórios:

- Laboratório de Computação Paralela - Laboratório de Inteligência A rtificial Aplicada - Laborató rio de T ermo-Hidráulica Experimental

Aplicações de técnicas nucleares

A radiação tem características que podem ser utilizadas em um grande número de técnicas, aplicáveis a diferentes atividades. No IEN destacam-se algumas linhas de desenvolvimento e aplicação de técnicas nucleares:

- técnicas de ensaios nào destrutivos como tomografia, neutrongrafia e análise por ativação, que utilizam o feixe de nêutrons de baixa energia provenientes do rea tor de pesquisa do IEN (Argonauta). O uso de nêutrons, especialmente na indústria e na área de segurança, pode ser a solução para a análise e visualização de objetos constituídos por metais pesados e outros materiais não detectáveis por técnicas convencio nais. - aplicação de traça dores radioativos, produzidos em reator ou cíclotron, para: o timização de processos industriais e usinas de tratamento de esgotos; detecção de pontos de fugas em dutos e tanques industriais; avaliação de sistemas de separação de água! óleo; estudos do meio ambiente.

4

L

- combinação das técnicas de análise por ativação com nêutrons e com partículas carregadas e da técnica de termoluminescência para caracterização, classificação e datação de materiais arqueológicos. - emprego de fontes de radiação gama na esterilização de livros, documentos e objetos de arte, para fms de conservação, e na localização de micro fissuras em estátuas de granito ou mármore.

Plil1âpais il1stalafães e laboratólios:

- Reator Argonauta e laboratórios associados

- Acelerador de partículas Cíclotron CV -28 e

laboratórios associados

- Laboratório de Traçadores Radioativos

- Laboratório de Radioesterilização

- Laboratório de Espectrometria Gama

Radiofármacos para medicina nuclear

Responsável por uma parcela da produção nacional de radio fármacos, o IEN fornece essas substâncias para hospitais e clínicas de medicina nuclear, principalmente dos estados do Rio de Janeiro, Espírito Santo e Rio Grande do Sul. Três tipos de radiofármacos são produzidos no Instituto com o uso dos aceleradores de partículas ciclotron CV -28 e RDS-lll, todos para aplicação em exames diagnósticos por Imagem:

- iodo-123 na forma de iodeto de sódio (Na '''I), para o diagnóstico de disfunções da tireóide

- meta-iodobenzilguanirlina marcada com iodo-123 (MIBG '''I), para diagnósticos em cardiologia e neurologia

- f1úor-desoxiglicose ('8FDG), um emissor de pósitrons que produz imagens de alta resolução para exames em cardiologia, oncologia, neurologia e neuropsiquiatria

P,il1âpais il1sta/afães e laborató,ios:

- Acelerador de partículas Cíclotron CV -28

- Acelerador de partículas Cíclotron RDS-lll

- Laboratórios de produção e de controle de qualidade

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Engenharia de salas de controle

A mais recente área de atuação do TEN é o estudo de aspectos de ergonomia e fatores humanos em salas de contro le de reato res e plantas industriais. E m seus laboratórios, é possível reproduzir e simular os processos de uma sala de controle de um reator nuclear PWR, bem como produzir a visualização de um projeto de instalação em um ambiente virtual tridimensional interativo.

Linhas de atividade: - Projeto e avaliação ergonômica de interfaces avançadas usando simuladores e realidade virtual - Análise da confiabilidade humana dos operadores de salas de contro le - Projetos de sistemas de auxílio ao operador - A nálise da interação entre os operadores e os diversos sistemas por eles operados - Análise do desempenho dos operadores em cenários de acidentes simulados - Treinamentos e simulações virtuais de manutenção e operação de usinas nucleares

Instrumentação nuclear

o IEN desenvolve instrumentação para mesas de controle de reatores de pesguisa e eguipamentos de pro teção radiológica e medicina nuclear. Alguns eguipamentos são produzidos pela indústria nacional, por contrato de transferência de tecnologia. O Instituto também atende solicitações para pro jetos específicos de sistemas de instrumentação nuclear.

Plillcipais illsta/ações e /aboratólios:

- Laboratório de Interfaces Homem-Sistema - Laboratório de Realidade Virtual Imersiva - Laboratório de D esenvolvimento de Instrumentação Nuclear

Os dois plimeiros laboratólios, assoáados aos Laboratólios de Complftação Paralela e de Jllteligêlláa A rtiftáa/, formam o Centro de Computação Científica e Aplicada do IEN

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Análises e processos químicos

Com quase quarenta anos de experiência em química de urânio e de outros materiais nucleares, o I EN desenvolve pesquisas inéditas relacionadas à separação de metais e obtenção de materiais com elevado grau de pureza, a partir de minérios extraídos em solo brasileiro.

As novas tecnologias são transferidas para empresas de mineração e os produtos obtidos, com alto valor agregado, têm aplicação em diversos setores industriais avançados. O IEN domina processos de obtenção de urânio nuclearmente puro, de elementos de terras-raras (lantanideos) e de óxidos de tântalo, titânio e silicio, entre outros metais.

Tecnologia ambiental

Outra linha de desenvolvimento de processos químicos tem como objetivo fInal a preservação do meio ambiente. São tecnologias para separação e recuperação de metais de resíduos industriais e para tratamento e remoção de metais e poluentes orgânicos em efluentes industriais, de mineração, de poços de petróleo em alto-mar e em esgotos domésticos.

P,illcipais illsta/afões e /aborató,ios:

- Unidade-Pilo to de Extração por Solventes

Laboratórios de análises quúnicas (absorção atômica, raios X, ICP/ OES e UV-visível)

- Laboratório de Microextração com Ejetor

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Desenvolvimento e caracterização de materiais

'A demanda tecnológica por novos materiais, com maior resistência e melhor desempenho, inclui, além de metais nobres, os polímeros, compósitos e cerâmicas. O I EN atua em duas linhas de desenvolvimento de materiais: - membranas políméricas para nanoftltração, com ênfase na obtenção de membranas para remoção de sulfato da água do mar em dutos de poços de petróleo ojJshOlr - óxidos inorgânicos nanocristalinos, para utilização corno catalisadores.

O Instituto também desenvolve e fornece tecnologia de ensaios não destrutivos com ultra-som, para medidas de variações de tensão em materiais metâlicos . Implantada no IEN para avaliação de componentes de reatores nucleares, a técnica tem aplicação na análise da integridade estrutural de tubulações, dutos, vasos industriais e outras estruturas .

Plillcipais illstalafões e laboratórios:

- Laboratório de Ultra-Som

- Laboratório de Tecnologia de Membranas Políméricas

- Laboratório de Polímeros

- Laboratório de Fotodegradação e Síntese de Ó xidos Orgânicos

Rejeitos radioativos

O IEN é uma das unidades da CNEN responsáveis pelo recolhimento e transporte de rejeitos de baixa e média radioatividade gerados no país. No Instituto são acondicionados e armazenados, em um depósito intermediário, os rejeitos oriundos dos estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo.

Prillcipal imtalafão: Depósito de rejeitos

Ensino

Em 2003 foi criado o Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Nucleares, que oferece mestrado profissional em E ngenharia de Reatores. O curso prepara graduados em engenharia e ciências exatas para a indústria de geração nucleo-elétrica, para a pesquisa e desenvolvimento da tecnologia de reatores e para as atividades de licenciamento de reatores realizadas pela CNEN.

O IEN também colabora com cursos de graduação e de pós-graduação de instituíções como a Escola de E ngenharia e o Instituto de Física da UFRJ , o Instituto Militar de E ngenharia (IME) e a COPPE / UFRj, ministrando disciplinas e aulas práticas.

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/

Resultados/Indicadores

Os rumos do IEN são orientados por sua Visão 2010: "Ser um centro de excelência com substanciais contribuições em conhecimento, inovação e transferência de tecnologia para a sociedade". No Instiruto as estratégias são formuladas anualmente no âmbito do Conselho Estratégico, tomando como base as ações do P.P.A. e demandas induzidas e incentivadas pelo MCT e seus órgãos de fomento, com foco na Missão e na Visão. Essa formulação é traduzida em diretrizes e objetivos estratégicos, desdobrados nos processos instirucionais e no portfólio de projetos.

l'Oa.môLlo UI

P.ROJllTOI

SGD/CTA PLAl O DI CAPACffAÇÃO

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PUNOU! AÇÕES COIlllKTIVAS

o Plano Estratégico do IEN institui um conjun to de indicadores como mecanismos para avaliar ?s resultados institucionais. Os principais indicadores são apresentados a seguir:

.. , E • ~ • ..

Composição dos recursos financeiros IEN

100%

80%

60%

40%

20%

0%

2003 2004 2005 2006 Período

[11 Recurso da mantenedora C Recurso de fome~o I

índice de orientações concluídas

w ~ 0,25 t: 0,20 +-------------

~ = 0,15 ~ '8. O, 10 ~--------------­

-E 0,05 1-----­.~ 0.00 I--"' .... '"-~-o 2003 2004

Período

2005 2006

TNSE: técnico de nível superior especializado

No acumulado de pedidos de patentes

20 -.----------------------------, :g ." 15 1---­'6 ! • .., o z

5

o 2003 2004 2005 2006

Período

10

Estratificação dos gastos IEN

100%

õi 80%

.;! 60% c • ~ 40% • ..

20%

0% 2003 2004 2005 2006

~timento em infra-estrutura • Investimento em P&D ]

índice de publicações em periódicos internacionais indexados

::l 0, 14 ,~~~---~----~-------, ~ 0,13 .. .. " .. 0>0 0,12

z :: .2 0,11 ;:; 5.. 0,10

2003 2004 2005

Período

índice de trabalhos em congressos nacionais

w 0,18 UI 0, 16 z

0, 14 t: • 0,12 o ~ 0,10 õi .c 0 ,08 ~ 0,06 • 0,04 " o 0,02 z

0,00

2003 2004 2005

Período

2006

2006

índice de trabalhos em congressos internacionais

w 0,50 UI z 0,40 t: .. o 0,30 ~ õi .c

0,20 ~ • 0,10 " o Z

0,00

2003 2004 2005 2006

Periodo

II

U

UI CP UI o " CP

" o z

Oi .. <>: .. "C <fi I!! .. :; 'E E w

1336,00

1334,00

1332,00

1330,00

1328,00

1326,00 -

1324,00

Total de rejeitos armazenados

2004 2005

Periodo

2006

Doses produzidas para atendimento aos clientes de radiofármacos (Nal, MIBG e

FDG)

20000 15000 10000

5000 o

2003 2004 2005 2006

Período

Faturamento referente a produção de radiofármacos

1.000 800 600 400 200

2003 2004 2005 2006

Período

Realizações relevantes

Segurança: - Conclusão do novo Depósito de Rejeitos Radioativos do JE N, que aumenta em cinco vezes a capacidade para armazenamento; - Conclusão do isolamento físico do perímetro externo do Instituto e do sistema de iluminação das áreas externas, melhorando as condições de segurança física; - Consolidação da solução técnica para a destinação final do estoque de sódio metálico do IEN.

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Produção de radiofármacos:

Alcance de 98% de confiabilidade na produção de FDG, após aquisição e instalação de um novo módulo de síntese, garantindo o fornecimento demandado por hospitais do Rio de Janeiro, Espírito Santo e ocasionalmente, São Paulo; - Investimento na duplicação da capacidade de produção de FDG, com a aquisição de outra unidade­alvo para o RDS-lll; - Manutenção de alto indice de confiabilidade na produção de iodo-123, com o atendimento a 99% das doses solicitadas.

Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação:

Consolidação do Centro de Computação Científica e Aplicada, com a inauguração de mais dois laboratórios: Laboratório de Inteligência Artificial Aplicada (LJAA) e Laboratório de Realidade Virtual I mersiva - (LABRV) Retomada das obras de construção dos Laboratórios de Dosimetria e Especrrometria, ampliando a capacidade de resposta do I EN às demandas radiológicas; Conclusão do primeiro ciclo da Pós-Graduação do IEN, com as defesas das pnmeuas dissertações de mestrado em Engenharia de Reatores; Licenciamento para o setor privado de patentes de equipamentos de medicina nuclear e radioproteção desenvolvidos pelo Instituto. O IEN foi pioneiro, no âmbito do MCT, no licenciatnento de tecnologia com transferência de royalties para os inventores.

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Dificuldades e oportunidades

Pessoas

o número insuficiente de vagas em concursos públicos nos últimos anos, conjugado com a evasão por aposentadoria e dificuldade de fixação dos novos contratados, vem gerando um cenário desfavorável para o atendimento das necessidades de recursos humanos do Instituto. Outro fator agravante é a idade média dos servidores ativos, com perspectiva de aposentadoria de 68% do quadro de servidores nos próximos dez anos. Por tratar-se de áreas de competência que requerem conhecimento especializado, esse período de apenas dez anos pode ser insuficiente para a formação de profissionais com perfis adequados às demandas do setor nuclear.

No mapeamento de competências necessánas foram identificadas as seguintes demandas por profissionais no IEN:

Carllo Quant.

ANALISTA E M C&T 14 ASSISTENTE EM C&T 18 PESQUISADOR 20 TECNICO 18 TECNOLOGISTA 20

TOTAL 90

As possibilidades para o atendimento dessas demandas passam por: concurso público, contratação com base nas oportunidades criadas pela Lei das Inovações tecnológicas e aUlnento do número de profissionais bolsistas.

Produção de radiofármacos

As principais dificuldades relativas a essa atividade advêm das restrições legais do serviço público para administrar uma linha de produção com elevada especificidade, que seria melhor executada por uma estatal ou empresa privada. A criação da E mpresa Brasileira de Radiofármacos é identificada como uma alternativa viável.

Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação

Além do cenário relativo a pessoas, outros aspectos desfavoráveis sao a composIção orçamentária, que impõe um remanejamento de recursos de P&D&I para manter o Instituto em funcionamento, e a falta de um cronograma de liberação desses recursos. Houve ainda uma redução dos recursos orçamentários per capita nos últimos dois anos .

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Recursos da manlenedora per capita

18000 r-~~--~~~~~~~--~~------------~ 16000 \---- ---14000 12000

;;; 10000 ~ 8000

6000 4000 2000

o 2003 2004 2005 2006

Período

Há wna necessidade premente de recuperação e adequação das instalações prediais e de laboratórios; de melhorar o dimensionamento e o aparelhamento dos sistemas de segurança e proteção fisica, informática e o ficinas; e de reequipar os laboratórios de P&D&I e de prestação de serviços. O IEN mantém urna sistemática de elaboração e atualização do Caderno de Obras. Essa prática tem sido uma facilitadora na priorização de obras, na preparação de projetos que são submetidos ao Fundo Setorial de Infra-Estrutura, na definição de editais e como subsídio para outros projetos de fomento das áreas finalísticas.

Inovação Tecnológica

Um dos desafios do IEN na área de Inovação Tecnológica é lidar com a cultura do corpo técnico da instituiçào, focando a inovação nào apenas como fruto de pesquisa e patenteamento de idéias, mas associada a wn objetivo econômico e/ ou social demandado pelos setores produtivo e governamen tal. Outro aspecto a considerar é a percepção não homogênea sobre as oportunidades criadas com a lei da inovação dentro da C EN como um todo. os últimos anos o IE vem se preparando para atuar no âmbito da política de inovação tecnológica segundo as diretrizes do Governo Federal. Foi estruturada wna coordenação para cuidar especificamente da área de propriedade intelectual e transferência de tecnologia. Com a promulgação da Lei 10.973 / 04 e sua regulamentação, ficou definida a inserção do IEN no novo contexto da PITCE - Política Industrial, Tecnológica e de Comércio Exterior. Juntamente com o Instituto Nacional de Tecnologia - INT e o Centro de Tecnologia Mineral -CETEM, foi estabelecida uma parceria na área de gestão de inovação tecnológica (INOVA-3), um projeto com recursos da FINEP. Foram implementados também projetos de pesquisa tecnológica em parceria com empresas privadas com foco na inovação.

Um ponto relevante para o Instituto foi a criação do Programa de Pós-Graduação, com reconhecimento da CAPES/ MEC. O curso de mestrado profissional em engenharia de reatores foi o pioneiro, abrindo espaço para atender outras demandas de formação de recursos humanos para a área nuclear. Já foram identificados como oportunidades de curto prazo cursos de especialização e/ ou mestrado em aplicação de técnicas nucleares e produção de radiofármacos.

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