Calder Hall em Sellafield: a central nuclear que transformou West Cumbria

West Cumbria antes da era atômica

Antes da indústria nuclear, West Cumbria dependia fortemente de carvão e aço para gerar empregos. Ao longo de cerca de trezentos anos, setenta ou mais poços de carvão e minério de ferro foram abertos na região de Whitehaven. O custo humano foi alto: mais de quinhentos mineiros morreram, incluindo 136 em Whitehaven em 1910 e outros 104 em 1947.

A depressão dos anos 1930 agravou a situação. Havia pouquíssimo trabalho, por isso a abertura da fábrica de seda de Nikki Sekers em Hensingham foi recebida com entusiasmo. Edgards fabricou uniformes militares em Barrack Mill, Kangol abriu uma fábrica de boinas em Cleator em 1938 e, em 1941, Schon & Marzillier deixaram Londres para escapar dos bombardeios e instalaram em Whitehaven a empresa que se tornaria a Marchon. Em 1955, ela já era a maior empregadora da cidade.

Drigg, Sellafield e a infraestrutura da guerra

A guerra trouxe novas oportunidades industriais. Fábricas de munição da Royal Ordnance abriram em Drigg em 1940 e em Sellafield em 1942. Cerca de 3.500 trabalhadores de empreiteiras foram mobilizados para construir esta última. A produção de TNT começou em maio de 1943. O complexo possuía uma ferrovia de bitola de 30 polegadas, 82 edifícios de processo e blocos de laboratórios que mais tarde seriam comprados pela Marchon.

Em 1943, cientistas britânicos envolvidos com energia atômica foram transferidos para os Estados Unidos, longe das bases aéreas inimigas e onde havia mais mão de obra disponível para o projeto da bomba. Três anos depois de Hiroshima, o Congresso americano aprovou a Lei McMahon de 1946, restringindo o compartilhamento do conhecimento nuclear.

Da bomba à geração de eletricidade

Já se sabia que uma reação atômica em cadeia controlada liberaria enorme quantidade de calor. A Grã-Bretanha enfrentava dificuldades crescentes para obter carvão e, ao mesmo tempo, o governo considerava necessário manter uma força nuclear independente no contexto da Guerra Fria. Isso exigia capacidade própria de produzir plutônio.

A urgência era grande. Uma instalação desativada perto de Warrington, em Risley, foi escolhida como sede da equipe de projeto. Os engenheiros britânicos tinham pouca experiência prática com reatores e não haviam tido acesso à pilha atômica de Oak Ridge, no Tennessee. Inicialmente consideraram um reator resfriado a água, mas uma perda de refrigerante poderia causar um acidente sério. Procurava-se, portanto, um local remoto e com abundância de água pura.

Mais tarde percebeu-se que, se o revestimento de liga de magnésio em torno do combustível de urânio recebesse aletas, seria possível construir um reator resfriado a ar, inerentemente mais seguro em relação à perda de água.

Por que Sellafield virou Windscale

A busca concentrou-se no noroeste da Inglaterra e no oeste da Escócia. Havia antigas fábricas de munição em Bootle, Drigg e Sellafield. Bootle não estava disponível. Courtaulds havia comprado Sellafield para uma fábrica de rayon, então Drigg chegou a ser escolhido. Depois, Courtaulds concluiu que a região não tinha mão de obra suficiente e doou o local ao Ministério do Abastecimento.

O nome foi alterado para Windscale, evitando confusão com Springfields, perto de Preston, onde era produzido o combustível de urânio. Em 1981, a Nuclear Installations Inspectorate sugeriu separar administrativamente Windscale Works e Calder Hall Works; o conjunto voltou a ser conhecido como Sellafield.

Sellafield era mais adequado que Drigg porque já possuía escritórios, desvios ferroviários e edifícios de serviço. Empreiteiras entraram no terreno e as estruturas desnecessárias foram removidas até 1947.

As pilhas de Windscale

As pilhas de Windscale tinham núcleo de grafite e usavam barras de urânio natural seladas. O calor da fissão era retirado por grandes sopradores e enviado às chaminés através de leitos filtrantes no topo, responsáveis pela forma peculiar dessas estruturas.

A experiência de operação mostrou que aquele calor desperdiçado poderia ser aproveitado para produzir vapor e mover turbinas. A ideia de uma estação nuclear geradora de eletricidade começou a tomar forma.

Calder Hall: três anos entre a primeira escavação e a inauguração

Em 1953 foi aberta a primeira frente de obra no lado sul do rio Calder, que corta o complexo de Sellafield. Apenas três anos depois, em outubro de 1956, a rainha ligou a estação. O projeto original previa um único reator de dupla finalidade, para eletricidade e plutônio, mas logo passou a dois. Em junho de 1955, durante a construção, decidiu-se ampliar para quatro.

A potência térmica de projeto era de quatro unidades de 180 MW, posteriormente elevada a 270 MW por melhorias operacionais. No auge da construção havia cerca de 1.500 trabalhadores de empreiteiras no local, submetidos a padrões muito rigorosos de soldagem, precisão e limpeza.

O planejamento precisava coordenar pessoas e equipamentos com cuidado. Operações eram ensaiadas com modelos em escala para evitar que guindastes e talhas interferissem no trabalho. Muitos componentes foram parcialmente pré-fabricados e transportados em seções até uma oficina especial no próprio local.

Os trocadores de calor, por exemplo, pesavam ao todo cerca de 200 toneladas e foram fabricados em Renfrew, mas tiveram de chegar divididos em dez partes por causa das estradas estreitas e das limitações de peso das pontes. Antes da montagem do núcleo, o interior do vaso de pressão foi limpo com extremo rigor. Cada um dos 58.000 tijolos de grafite foi aspirado, numerado e colocado em posição. Cada reator pesava cerca de 33.500 toneladas e repousava sobre uma laje de concreto armado com 3,3 metros de espessura.

Como os reatores eram controlados

Com as barras de controle totalmente inseridas, cerca de 10.000 elementos de combustível eram colocados no núcleo. As barras eram então retiradas de forma gradual e parcial. Quando a reação de fissão começava, a potência podia ser regulada com movimentos muito pequenos de apenas duas barras.

Essas barras eram mantidas no lugar por eletroímãs. Em caso de perda de energia ou outra ocorrência, cairiam por gravidade no núcleo e desligariam o reator imediatamente. A queda de uma única barra já seria suficiente para interromper a reação. Havia ainda um sistema de reserva: esferas de aço contendo boro ficavam armazenadas em funis acima do reator e podiam ser liberadas para cair no núcleo. A inspeção nuclear exigia demonstrações periódicas desse mecanismo.

Plutônio e eletricidade

Quando Calder Hall operava como reator de dupla finalidade, os elementos de combustível permaneciam menos tempo no núcleo para favorecer a produção de plutônio-239, isótopo usado em armas. Mais tarde, quando a produção de eletricidade foi maximizada, as barras podiam permanecer anos no reator, aumentando a proporção de isótopos superiores de plutônio, inadequados à fabricação de bombas.

Projetado para uma vida útil estimada em vinte anos, o Reator 1 superou amplamente essa expectativa. Seu desligamento definitivo ocorreu às 21h05 de 31 de março de 2003, encerrando uma operação que começou como resposta urgente às necessidades energéticas e estratégicas do pós-guerra.

Escala física e disciplina de construção

A construção de Calder Hall combinou velocidade com uma disciplina industrial pouco comum. Componentes que poderiam ser fabricados longe do local eram enviados em seções e montados numa oficina preparada dentro do complexo. A logística precisava respeitar estradas estreitas, pontes com limite de peso e a necessidade de evitar contaminação ou sujeira dentro dos vasos de pressão.

Esse cuidado com limpeza e identificação não era detalhe burocrático: cada tijolo de grafite tinha posição definida no núcleo e cada operação de içamento precisava ser ensaiada para não interferir com outras frentes de trabalho. O resultado foi uma estação concebida num contexto de urgência estratégica, mas executada com padrões de engenharia que permitiram a alguns reatores operar durante décadas além da vida útil inicialmente imaginada.