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Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

Ciência e Tecnologia a serviço da vida

Quem Somos ...


Centro de Engenharia Nuclear do IPEN/CNEN-SP

O Centro de Engenharia Nuclear (CEN) responde ao Conselho Técnico Administrativo do IPEN (Superintendência e Diretorias). A organização do CEN é composta por uma Gerencia e três Gerências Adjuntas (Coordenação de Projetos, Pesquisa e Tecnologia e Operação do Reator IPEN/MB-01). O CEN conta ainda com duas assessorias (Apoio Administrativo e Gestão da Qualidade), 1 Conselho Consultivo (indicado pela gerência do CEN) e 1 Comitê de Segurança para o reator de pesquisa IPEN/MB-01. Há também o Conselho Deliberativo composto por 11 membros, eleitos entre os servidores do CEN, e a quem compete propor políticas à gerência no estabelecimento de ações administrativas que venham a impactar o Plano de Negócios a médio e longo prazo.

Macroprocessos

Pesquisa & Desenvolvimento: voltado à coordenação de projetos de pesquisa e desenvolvimento teórico e experimental; 
Serviços Tecnológicos: voltado à coordenação de atividades relacionadas às parcerias, convênios, projetos e serviços de clientes do CEN; 
Capacitação e Treinamento: voltado à formação técnica e profissional para área de nuclear e atividades ligadas ao ensino de graduação, pós-graduação e formação de recursos humanos.
As áreas de atuação são responsáveis pelas atividades técnicas e busca de excelência, procurando continuamente o desenvolvimento de pesquisas e serviços tecnológicos atualizados e confiáveis. As assessorias de Apoio à Gestão da Qualidade e Apoio Administrativo assessoram a gerência e atuam em articulação com todo o CEN. O Comitê de Segurança responde pela segurança física e pela segurança do reator de pesquisa IPEN/MB-01. 

Estrutura técnico-administrativa do Centro de Engenharia Nuclear

Para a realização de suas atividades o CEN dispõe de programas computacionais, infra-estrutura laboratorial, equipamentos especializados e instalações prediais apropriadas. Dentro desta infra-estrutura podem ser citados os laboratórios: Reator de pesquisa IPEN-MB/01 (Unidade Crítica), Laboratório de Calibração de Instrumentos, Laboratório de Termohidráulica, Laboratório de Caracterização de Combustível Irradiado, e Laboratório de Experimentação Nuclear. 

Pesquisa e Desenvolvimento

O CEN tem desenvolvido dentro de seu corpo técnico de pesquisadores, tecnologistas e engenheiros uma série de linhas de pesquisa com aplicação direta nos aspectos de projeto, análise de sistemas de engenharia nuclear e convencional, segurança de reatores de potência e de reatores inovativos, e no desenvolvimento de elementos combustíveis instrumentados.

A descrição detalhada de cada uma da atividades de P&D no CEN está acessível no link O que Fazemos - Áreas de Pesquisa

A relação de algumas linhas de pesquisa desenvolvidas, e que permite aos alunos do programa de pós-graduação do Ipen desenvolverem seus programas de mestrado e doutorado, são apresentados a seguir por área de especialidade:

Física de Reatores

- Desenvolvimento de dispositivos e instrumentação para testes físicos de partida de
reatores nucleares;
- Experimentos utilizando o reator de pesquisa de potência zero IPEN/MB-01 para
aplicação em projetos de reatores nucleares.

Termo-hidráulica e Análise de Acidentes

- Análise térmica e hidráulica de sistemas, ciclos e componentes;
- Mecânica dos fluidos computacional aplicada a instalações nucleares.
- Análise de acidentes em plantas nucleares

Mecânica Estrutural

- Análise estrutural e avaliação de integridade estrutural de componentes de reatores
nucleares.

Engenharia do Combustível Nuclear

- Testes de irradiação de combustíveis e materiais estruturais de reatores nucleares;
- Qualificação de combustível para reatores nucleares;
- Desenvolvimento de projeto mecânico de elementos combustíveis, componentes e
dispositivos do núcleo de reatores de pesquisa;
- Desenvolvimento de códigos computacionais para análise estrutural e desempenho
de elementos combustíveis em reatores de potência;

Análise Probabilística de Segurança e Integração de Sistemas

- Análise de segurança de reatores e instalações do ciclo nuclear.
- Análise probabilística e confiabilidade de sistemas e riscos de instalações

Controle, Monitoração e Diagnóstico

- Gestão de vida de componentes de reatores nucleares;
- Automação e instrumentação de sistemas nucleares;
- Análise de sistemas elétricos, equipamentos e componentes de reatores nucleares;
- Monitoração e diagnóstico de sistemas e equipamentos de plantas nucleares.

Produtos e Serviços Tecnológicos

Ao longo de décadas o CEN teve realizações em muitos campos. O portfólio de produtos e serviços reflete esta experiência. Estes produtos e serviços são organizados por áreas técnicas. O CEN busca atender as novas necessidades da área nuclear que se sofisticam e levam à ampliação do conjunto de serviços ofertados

A relação e descrição detalhada de cada um dos serviços do CEN está acessível no link O que Fazemos - Produtos e Serviços

A relação de alguns produtos e serviços que o CEN oferta para o mercado são apresentados a seguir por área de especialidade:

Física de Reatores

- Analise neutrônica de reatores:
- Analise e teste de blindagem para instalações nucleares e radiativas;
- Análise de criticalidade de equipamentos em instalações nucleares;
- Cálculo de queima de elementos combustíveis de reatores (burn-up);
- Acompanhamento e planejamento de configurações de núcleo de reator de pesquisa;
- Cálculo de reatividade de amostras experimentais;
- Caracterização neutrônica em canais de irradiação de reatores de pesquisa.
- Treinamento de operadores de reatores nucleares;
- Medidas de reatividade em núcleo de reatores;
- Técnicas de medidas não destrutivas aplicadas a salvaguardas de materiais nucleares.
- Curso Introdutório em Operação de Reatores Nucleares de Pesquisa para treinamento e
retreinamento de operadores de reatores;

Termo-hidráulica

- Análise termo-hidráulica de sistemas e componentes de reatores e instalações térmicas;
- Analise e execução de experimentos de pesquisa e desenvolvimento relacionados aos
processos térmicos, hidráulicos e com a química da água dos reatores e instalações
térmicas;
- Analise de concepção (memoriais descritivos e de cálculo, balanços de massa e energia de
componentes e sistemas térmicos e hidráulicos de reatores e instalações térmicas;
- Desenvolvimento de protótipos de componentes e sistemas térmicos e hidráulicos de
reatores e instalações térmicas;
- Especificação de sistemas para tratamento de água, especificação de técnicas de análise de
água, análise e verificação de manuais de procedimentos de sistemas de tratamento de
água e projeto de laboratórios para o controle de qualidade da água de circuitos de
refrigeração;
- Elaboração de estudos de meteorologia e dispersão atmosférica para licenciamento de
instalações de reatores, do ciclo do combustível nuclear e instalações convencionais;
- Elaboração de estudos de diagnóstico ambiental;
- Análise de acidentes em instalações nucleares;
- Desenvolvimento e aplicação de redes neurais artificiais para controle, monitoração e estudo
de comportamento de sistemas;

Mecânica Estrutural

- Analise de equipamentos mecânicos, tubulações e suportes utilizando códigos e normas
(como ASME BPV CODE);
- Desenvolvimento de modelos numéricos para análises especializadas de equipamentos
mecânicos, tubulações e suportes;
- Análises estruturais considerando efeitos transitórios e dinâmicos;
- Análises estruturais considerando não linearidades geométricas e/ou de materiais
- Análises térmicas e termomecânicas;
- Análises com campos acoplados;
- Especificações técnicas de equipamentos mecânicos, tubulações e suportes;
- Avaliação de fadiga em componentes mecânicos;
- Inspeção de componentes, tubulações e suportes;
- Avaliação da vida residual e de extensão de vida de componentes mecânicos;
- Avaliação de integridade estrutural de componentes mecânicos trincados;
- Qualificação sísmica de estruturas e componentes;
- Aplicação da Mecânica da Fratura Probabilística na avaliação de integridade de
componentes mecânicos como tubos de gerador de vapor;

Engenharia do Combustível

- Analise mecânica e especificação técnica do elemento combustível e outros elementos de
reatores de potência e de reatores de pesquisa;
- Análise de desempenho do elemento combustível para diversas condições operacionais do
reator;
- Análise de tensões do elemento combustível;
- Experimentos pré-irradiação para qualificação de métodos de análise e/ou componentes e
conjuntos do elemento combustível;
- Experimentos de irradiação de mini placas combustíveis no reator IEA-R1;
- Métodos de análise não-destrutiva de elementos combustíveis irradiados em piscina de
estocagem;
- Estudos teóricos de danos da radiação em materiais estruturais;
- Análise sistêmica de causa-raiz de falha de combustíveis;
- Análise teórica e experimental de desempenho de combustíveis falhados operando no reator
ou na piscina de estocagem;
- Qualificação sob irradiação dos combustíveis do reator IEA-R1;
- Engenharia de irradiadores utilizados no núcleo do reator IEA-R1;
- Inspeções visuais de elementos combustíveis de reatores nucleares;
- Análise de opções de armazenamento temporário de combustíveis queimados de reatores
de pesquisa;

Análise Probabilística de Segurança e Integração de Sistemas

- Desenvolvimento de projetos de sistemas, utilizando metodologia estruturada "plant
engineering”;
- Análise de consistência e revisões de projetos, fundamentando-se na comparação com os
critérios de projeto e de aceitação;
- Elaboração de documentos específicos: especificações técnicas, memoriais de cálculo de
equipamentos e instrumentos, fluxogramas de engenharia, diagramas lógicos e funcionais,
unifilares, isométricos e plantas de locação de equipamentos;
- Análise dos parâmetros funcionais do projeto de equipamentos mecânicos estacionários e
rotativos, instrumentos e equipamentos elétricos;
- Automação de plantas de processos;
- Analise de sistemas e qualificação de equipamentos elétricos;
- Desenvolvimento de fornecedores e inspeções de fabricação e "procurement” de itens
específicos, equipamentos elétrico-mecânicos e instrumentos;
- Elaboração de rotinas e assessoramento de inspeções em serviço;
- Desenvolvimento de rotinas e instruções de comissionamento, acompanhamento de testes
de partida e levantamento de pendências de montagem e operação (punch list);
- Elaboração de manuais de operação e descrições operacionais de sistemas;
- Desenvolvimento de análises de modos de falhas e efeitos de sistemas importantes para a
segurança;
- Desenvolvimento de análises de confiabilidade de sistemas;
- Desenvolvimento de análises probabilísticas de segurança – APS de instalações;
- Elaboração de Programas de Melhoria da Cultura de Segurança: Avaliação e Planejamento;
- Avaliação da Confiabilidade Humana em Instalações Nucleares e Industriais;
- Identificação de perigos em instalações industriais por meio das seguintes técnicas de
análise: HazOp (Hazard and Operability), modos de falha, efeitos e criticalidade (AMFEC),
árvores de falhas (AAF), análise preliminar de perigo e técnica what – if;
- Análises de consequências de acidentes em sistemas e instalações: incêndios, explosões e
liberações tóxicas
- Análise de confiabilidade de plantas de cogeração;

Instrumentação, Monitoração e Diagnóstico

- Medida de tempo de resposta de sensores e atuadores de processo;
- Desenvolvimento de instrumentos especiais para pesquisa;
- Desenvolvimento de sistemas de instrumentação e controle;