Questão 66 do ENEM 2014 — Ciências da Natureza

Para identificar em qual etapa surge a poluição térmica, precisamos relembrar o ciclo de geração de energia de uma usina nuclear, muito semelhante ao de qualquer termoelétrica. O princípio básico é aquecer água até virar vapor para movimentar turbinas.

Vamos percorrer as etapas do ciclo:

No reator, ocorre a fissão do material radioativo, liberando enorme quantidade de calor. Esse calor aquece a água líquida em um circuito fechado, gerando vapor d'água em alta pressão. O vapor é lançado sobre as pás das turbinas, fazendo-as girar. O movimento das turbinas aciona os geradores, convertendo energia mecânica em energia elétrica.

Até aqui, a água e o vapor circulam em sistema fechado, sem contato com o meio ambiente. Porém, para que o ciclo recomece com eficiência, o vapor que já passou pelas turbinas precisa ser resfriado e voltar ao estado líquido. Isso acontece no condensador.

Para realizar a condensação, a usina capta um grande volume de água fria de uma fonte externa natural, como um rio, lago ou mar. Essa água externa passa por tubulações dentro do condensador e funciona como líquido de arrefecimento, absorvendo o calor do vapor do circuito interno. Ao perder calor, o vapor se condensa e retorna ao ciclo.

O problema ambiental está no destino dessa água externa: depois de absorver o calor no condensador, ela sai com temperatura elevada e é devolvida ao corpo hídrico de origem. Esse descarte contínuo de água quente caracteriza a poluição térmica. Como diz o enunciado, o aumento da temperatura diminui a solubilidade de gases essenciais, como o oxigênio ($O_2$), pondo em risco a vida aquática.

Em termos termodinâmicos, essa é a etapa em que o sistema rejeita o calor $Q_L$ que não foi convertido em trabalho. Logo, a poluição térmica está associada à condensação do vapor-d'água no final do processo.