Radiação: o que drones e robôs viram onde pessoas não podem ir

A radiação — especialmente os raios gama, penetrantes — cria cargas dentro dos semicondutores, assim como danifica células vivas. O dano vem de dois tipos: a degradação gradual conforme a dose acumulada aumenta (dose ionizante total) e inversões de bits ou falhas instantâneas quando uma partícula atinge o componente (efeitos de evento único). Os drones dependem de eletrônica comercial para continuarem pequenos e leves, e essas peças são vulneráveis à radiação.

O maior local é o descomissionamento da Central Nuclear de Fukushima Daiichi, da TEPCO. Após o acidente de 2011, as primeiras máquinas a entrar nos edifícios dos reatores foram robôs terrestres controlados remotamente. Desde então, os vasos de contenção primária vêm sendo explorados passo a passo com robôs rastejantes, sondas telescópicas e veículos subaquáticos, revelando depósitos que se acredita serem detritos de combustível. Mais recentemente, pequenos drones voaram dentro de um vaso de contenção (em fevereiro de 2024, dois pequenos drones fotografaram a área externa ao pedestal na Unidade 1). Em novembro de 2024, uma quantidade muito pequena de detritos de combustível foi retirada da Unidade 2 em caráter experimental.

Você também a encontra em inspeções de instalações nucleares em operação ou desativadas, em aceleradores e centros de pesquisa, em ensaios radiográficos, nos quais soldas de tubulação são fotografadas com fontes de radiação, e em tubulações, tanques de armazenamento e plantas de processo da produção de petróleo e gás — e em algumas minas — onde material radioativo de ocorrência natural (NORM) se acumula como incrustação. Ao ar livre, helicópteros não tripulados e outras aeronaves não tripuladas há muito são usados para medir taxas de dose no ar em grandes áreas após o acidente (por exemplo, a JAEA levantou a área num raio de 5 km da central com helicóptero não tripulado em 2016).

• Comece por uma estimativa de dose: a partir da taxa de dose e do tempo de permanência, estime a dose acumulada que a eletrônica consegue suportar. Em geral, a câmera falha primeiro.
• Aceite o “uso único” como opção: uma aeronave contaminada pode nunca ser autorizada a sair. Decida desde o início a recuperação, a descontaminação, o armazenamento e o descarte.
• Planeje a entrada por aberturas pequenas: entra-se nos vasos de contenção por penetrações existentes ou pequenos orifícios. Ensaie o tamanho da aeronave, as proteções e o manejo do cabo em uma maquete antes do trabalho real.
• Trate em conjunto a perda de GNSS, a escuridão e a perda de enlace: os edifícios bloqueiam satélites e rádio e são completamente escuros. Decida iluminação, repetidores, cabos e o comportamento em caso de perda de enlace.
• Registre dose e tempo junto com as imagens: assim você poderá saber depois se as imagens degradadas refletem uma mudança no objeto ou a degradação do sensor.

No Japão, as instalações nucleares são reguladas pela Autoridade de Regulação Nuclear sob a Lei de Regulação de Reatores, e a exposição dos trabalhadores é gerida pela Portaria de Prevenção de Riscos de Radiação Ionizante e regras relacionadas. O limite de dose para trabalhadores expostos à radiação é de 100 mSv em cinco anos e 50 mSv em qualquer ano isolado. Os drones reduzem a exposição humana, mas a exposição dos pilotos e da equipe de recuperação ainda precisa constar no plano. Os equipamentos levados a uma área controlada são verificados quanto a contaminação antes de poderem sair.

O voo sobre e ao redor de instalações nucleares costuma ser restrito, por serem instalações críticas designadas, e os voos ao ar livre também se enquadram nas regras de voo da aviação. Relacionado: sem GNSS, escuridão, espaços confinados, regulamentos no mundo.

• Trabalho prolongado sob dose alta: câmeras e placas perdem vida útil a cada unidade de dose absorvida. Aeronaves que permanecem horas no local continuam sendo um desafio.
• Manipular objetos pesados em voo: tarefas como a remoção de destroços estão fora do alcance de máquinas voadoras. Os drones continuam sendo ferramentas de “olhar e medir”.
• Descontaminar aeronaves contaminadas: uma aeronave que não pode ser recuperada vira um obstáculo para o trabalho seguinte.
• Associar a dose com precisão à posição: em edifícios escuros e sem satélites, a própria precisão posicional do mapa de dose é um desafio.

Câmeras e placas pequenas tolerantes à radiação tornaram-se acessíveis, e cada entrada em um edifício atualiza um mapa de dose e um modelo 3D. Na véspera de os trabalhadores entrarem, um drone sempre mede “a dose de hoje” e marca a rota. A retirada dos detritos, porém, ainda é feita por braços pesados e robôs terrestres; as máquinas voadoras continuam trabalhando como os olhos de pessoas e robôs. O descomissionamento dura décadas, e esse registro acumulado torna-se o ativo mais valioso. Essa é a visão dos editores.