Pesquisa da fusão nuclear entra em nova fase na Alemanha
Brigitte Osterath av
28 de agosto de 2017
Reator experimental Wendelstein 7-X dá mais um passo rumo a tecnologia que pode revolucionar o setor energético. Em breve ele deve produzir plasma a 70 milhões de graus centígrados.
Recipiente de plasma do Wendelstein 7-X visto por dentroFoto: picture-alliance/dpa/S. Sauer
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O reator experimental de fusão nuclear Wendelstein 7-X, localizado no norte da Alemanha, ficou parado por 18 meses para ser reestruturado por cientistas. Agora ele dispõe de um escudo térmico, um sistema de aquecimento mais potente e novos instrumentos de medição.
No início de setembro, os experimentos recomeçarão – com "força total", segundo as palavras de Thomas Klinger, diretor do Instituto Max Planck de Física de Plasma (IPP), na cidade de Greifswald, que abriga o reator.
A fusão nuclear visa unir núcleos de hidrogênio, transformando o elemento em hélio e gerando, assim, gigantesca quantidade de energia. O programa Wendelstein 7-X e o IPP se dedicam a testar a viabilidade de um tipo específico de reator de fusão, o stellarator.
Nos próximos meses os pesquisadores pretendem criar, nesse reator, plasmas com capacidade de gerar oito megawatts de calor – o dobro do alcançado até então. O plasma deverá manter-se estável por dez segundos e chegar a 70 milhões de graus centígrados.
A essa temperatura é possível ocorrerem fusões nucelares, caso haja combustível disponível para tal. No entanto, isso não está planejado nem para agora nem no futuro: o Wendelstein 7-X permanecerá um experimento, sem produzir corrente elétrica. O plasma será criado exclusivamente através de aquecimento por microondas.
Longo caminho até a produção de energia
Setenta milhões de graus centígrados é, de fato, incrivelmente quente. Para que o recipiente de plasma resista a essa temperatura por dez segundos, sua parede interna curva é revestida com um escudo térmico, formado por cerca de 8.500 placas de grafite.
O aparato também conta com um diversor, feito de placas especiais de grafite de alto impacto, para captar energia e partículas subatômicas nas margens do anel de plasma. Nesses locais, os gases que saem do reator ainda alcançam temperaturas de cerca de 3 mil graus centígrados. É um enorme desafio para os engenheiros encontrar materiais que se mantenham duráveis nesse funcionamento permanente a temperaturas tão altas.
Foto processada a cores do primeiro plasma gerado pelo Wendelstein 7-X, em dezembro de 2015Foto: picture-alliance/dpa
Cerca de 100 pesquisadores estrangeiros – dos Estados Unidos, Espanha, Hungria, Reino Unido e Japão, entre outros países – já se apresentaram para participar da próxima série de experimentos.
Depois dela, segundo o Instituto Max Planck, está planejada uma nova reestruturação: os azulejos de grafite serão substituídos por elementos de carbono reforçados por fibras carbônicas, adicionalmente resfriados com água. Desse modo, dentro de três anos os cientistas esperam poder elevar em mais dois megawatts a capacidade térmica, e gerar plasma que se mantenha estável por até 30 minutos.
O reator experimental de Greifswald produziu em dezembro de 2015 seu primeiro plasma, de hélio, a 1 milhão de graus centígrados. No fim de novembro do ano seguinte, os pesquisadores divulgaram o completo sucesso do primeiro ciclo de atividade, o qual gerou linhas de campo magnético altamente precisas. Os plasmas de hidrogênio produzidos pelo reator duraram cerca de seis segundos.
Assim, os especialistas em fusão nuclear fazem progresso lento, porém constante. No entanto, ainda é longo o caminho até um reator de fusão funcional, capaz de abastecer a humanidade com energia comparável à do Sol.
Dez fontes inusitadas de energia
As reservas de combustíveis fósseis são limitadas e milhões de toneladas de dejetos vão para o lixo a cada dia. Seja com urina, escamas de peixe e até azeitonas, confira dez formas criativas de gerar energia sustentável.
Foto: Wattway/COLAS/Joachim Bertrand
Urina e excrementos
Nossas necessidades fisiológicas podem ter utilidade, em vez de serem descartadas pela descarga. Pesquisadores investigam como usar urina e outros excrementos humanos para gerar eletricidade. Em locais inóspitos, por exemplo em campos de refugiados, isso resolveria problemas de saneamento. Apesar da associação negativa, nossos resíduos corporais algum dia talvez possam ser nossos aliados.
Foto: Imago
Cultivo de algas
A ideia ainda está engatinhando e precisa de pesquisas mais aprofundadas, mas cultivar microalgas pode ser uma solução para fabricar biocombustíveis de forma eficiente e sustentável. Elas são capazes de transformar luz solar e dióxido de carbono em etanol. Mas, mesmo sob condições ideais, a quantidade de energia gerada é ainda muito pequena.
Foto: picture-alliance/dpa/MAXPPP
Quando o vento é fraco
Uma película flexível e superleve que capta energia de ventos suaves. Sua inventora, a sul-africana Charlotte Slingsby, a batizou Moya. A cortina de plástico pode ser instalada em construções já existentes sem exigir reformas caras, nem áreas exclusivas e sem fazer mal a pássaros ou morcegos, como pode ocorrer com grandes turbinas de vento.
Foto: Charlotte Slingsby
Carvão de casca de coco
Lenha ainda é a principal fonte de energia em várias partes do mundo. Cascas de coco podem ser uma alternativa sustentável em países como o Quênia e Camboja, onde gerenciar os resíduos do fruto ainda é um grande problema. Em comparação com o carvão tradicional, ela queima por mais tempo, é mais barata e dispensa o corte de árvores.
Foto: Imago/fotoimedia
Escamas e espinhas de peixe
A indústria de transformação de peixe gera diariamente montanhas de resíduos. Embora as espinhas, escamas e as vísceras oleosas de toneladas de peixes não sejam úteis para o mercado, podem ser usadas para produzir biocombustível. Brasil, Honduras e Vietnã já fazem experiências com essa fonte de energia, mas dificuldades financeiras podem atrapalhar as pesquisas.
Foto: AP
Turbinas de vento camufladas
Imitar a natureza para gerar eletricidade foi a fórmula francesa que levou à árvore de vento. Jerome Michaud-Lariviere, responsável pelo conceito, inspirou-se nas folhas de árvores agitadas pela brisa. A estrutura criada por ele tem 72 miniturbinas no lugar das folhas e produz energia para abastecer 15 semáforos, carregar um carro elétrico ou iluminar uma residência pequena.
Foto: NewWind
Movimento do corpo
Imagine aproveitar cada passo que você dá para acender luzes ou carregar dispositivos eletrônicos. Este é o conceito por trás de superfícies inteligentes localizadas sob pistas de dança, campos de futebol e estações de metrô pelo mundo. A energia obtida pode ser usada nas proximidades. Taí uma boa desculpa para manter o corpo em ação!
Foto: Daan Roosegaarde
Azeitonas viram biocombustível
Parte fundamental da culinária mediterrânea, o azeite de oliva é feito da azeitona. A produção gera quatro vezes o peso do produto final em rejeitos. Uma vez esmagadas para que o óleo seja extraído, as sobras que iriam para o lixo ainda podem ser usadas para fazer biocombustível. O projeto Phenolive gera eletricidade e calor, aproveitando completamente o fruto.
Foto: Fotolia/hiphoto39
Resíduos da plantação de mostarda
A falta de recursos estimula as pessoas a serem criativas na busca de alternativas. Sobras de colheitas são um problema para descartar, mas podem dar origem a boas soluções. Incinerar caules e folhas de plantações de mostarda, por exemplo, rende eletricidade para milhares de casas na área rural e as cinzas ainda podem ser usadas como fertilizante.
Foto: DW
Rodovias e ciclovias solares
Nem asfalto, nem concreto. Painéis fotovoltaicos feitos de uma resina que comporta bicicletas a caminhões podem pavimentar a rua do futuro. Com lâmpadas LED para criar sinalização sem tinta e aquecimento para prevenir acúmulo de gelo, as rodovias que captam energia solar estão nos planos da França. Em cinco anos, o país pretende construir painéis solares fotovoltaicos ao longo de suas rodovias.