Angra 1: Sistema de IA da Coppe calcula vida útil dos equipamentos da usina nuclear, essencial para a renovação de sua licença por mais 20 anos

O programa de extensão da vida útil da Usina Nuclear de Angra 1 ganhou reforço inovador com o novo sistema de inteligência artificial desenvolvido por pesquisadores do Laboratório de Monitoramento e Processos (LMP), do Programa de Engenharia Nuclear (PEN) da Coppe.  A tecnologia é a nova versão do Sistema de Vida Qualificada (SVQ).

Responsável pela operação de Angra 1, a Eletronuclear mantém uma parceria com a Coppe desde 1983. São diversos projetos de pesquisa e inovação responsáveis pelo desenvolvimento de sistemas que aprimoram a segurança e a eficiência da usina.

Um dos primeiros frutos dessa parceria foi o desenvolvimento do Sistema Integrado de Computadores de Angra 1 (SICA), responsável pela monitoração de segurança em operação até os dias de hoje. Dentre outros projetos, pesquisadores da Coppe também desenvolveram o Sistema de Gerenciamento de Otimização de Recarga Nuclear (SIGOR), responsável pela otimização do processo de recarga do reator.

Confira a seguir a entrevista com os professores do PEN, Roberto Schirru e Andressa Nicolau, coordenador e gerente do projeto, respectivamente. Eles discutem a importância deste sistema para a prorrogação da licença operacional da usina, que está prevista para expirar em dezembro deste ano.

O que é o SVQ e como ele começou?

Roberto Schirru: O Sistema de Vida Qualificada (SVQ), é uma ferramenta de inteligência artificial que desenvolvemos na Coppe, baseada em redes neurais artificiais. Ele tem a capacidade de calcular a vida útil de cada equipamento em uma usina, mesmo sem a presença de sensores em todos os pontos.

Andressa Nicolau: O projeto começou em 2020, analisando dados de sensores de temperatura instalados em 2015 em equipamentos mais críticos, por exigências de normas regulamentadoras. A nova versão do sistema abrange todos os outros equipamentos, mesmo aqueles que não têm sensores instalados.

Quais são os principais fatores que determinam a vida útil dos equipamentos da usina, e como eles impactam a decisão de substituir ou manter um equipamento em operação?

Roberto Schirru: Alguns equipamentos conseguem operar por mais 20 anos, outros precisam ser trocados. O tempo de vida de cada equipamento depende de quanto tempo ele foi realmente utilizado e das temperaturas e das radiações as quais eles foram submetidos. Todo equipamento é certificado para operar tanto tempo a uma determinada temperatura. Quanto maior a temperatura a que foi submetido, menor é sua vida útil.

Quais foram os principais desafios enfrentados durante o desenvolvimento do sistema?

Roberto Schirru: Um dos maiores desafios foi determinar a temperatura exata a que cada equipamento foi submetido durante toda a vida da usina, desde 1985, especialmente antes de 2015, quando não havia sensores de temperatura instalados em todos os equipamentos críticos para a segurança. Tivemos que criar modelos que fossem capazes de preencher essas lacunas de dados.

Andressa Nicolau: Outro desafio foi garantir que o sistema pudesse se ajustar automaticamente, caso houvesse uma divergência entre a previsão e os dados reais, algo que conseguimos superar com o retreinamento automático do sistema.

Qual é a maior vantagem que o SVQ traz para a operação da usina?

Andressa Nicolau: Assim como o sistema é capaz de fazer inferência sobre o passado e identificar as temperaturas às quais cada equipamento foi submetido desde 1985, ele também tem a capacidade de fazer inferência sobre o futuro. Ele prevê as temperaturas futuras. Fizemos as validações dessas previsões com os dados gerados entre 2015 e 2020. O índice de acerto dessas previsões confirma sua precisão. Este novo sistema retreina o algoritmo, se houver diferença entre a previsão feita e as condições reais que a usina vai apresentando com o passar do tempo. Assim, ele reaprende a fazer uma previsão melhor, com a capacidade de se adaptar rapidamente às condições reais da usina, garantindo que as previsões sejam sempre as mais precisas possíveis.

Roberto Schirru: A precisão no monitoramento de Angra 1 aumenta significativamente sua confiabilidade em comparação com outras usinas nucleares ao redor do mundo. O sistema permite que a Eletronuclear tenha uma compreensão detalhada das condições operacionais em toda a usina, mesmo em locais sem sensores instalados. Isso não só ajuda na manutenção preditiva, mas também garante que a usina opere dentro dos parâmetros de segurança estabelecidos.

Como o SVQ contribui para o Programa de Extensão da Vida Útil de Angra 1?

Andressa Nicolau: O SVQ é uma ferramenta crucial para a renovação da licença que expira no final deste ano de 2024. Os cálculos da vida útil dos equipamentos fazem parte dos procedimentos exigidos pelas normas regulamentadoras como garantia de segurança para a obtenção da prorrogação da licença pela Eletronuclear por mais 20 anos.

Roberto Schirru: Isso permitirá que a Eletronuclear saiba quais componentes precisam ser substituídos e quais ainda podem operar de maneira segura e por quanto tempo.