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Inovação & Sustentabilidade

Nova tecnologia promete desbloquear energia limpa quase ilimitada

a tecnologia de fusão sequestrada para perfurar os buracos mais profundos da história, desbloqueando energia geotérmica limpa

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Todos sabem que o núcleo da Terra é quente, mas talvez a escala dela ainda tenha o poder de surpreender. As temperaturas no centro de ferro do núcleo são estimadas em torno de 5.200 °C (9.392 °F), geradas pelo calor de elementos radioativos em decomposição combinados com o calor que ainda permanece da própria formação do planeta – um evento de violência cataclísmica quando uma nuvem giratória de gás e poeira foi esmagada em uma bola por sua própria gravidade.

Quale diz que tem um plano, e a tecnologia, para perfurar mais fundo do que nunca e desbloquear o vasto poder geotérmico da Terra para reiventar usinas de eletricidade acionada por fósseis com energia.

Onde há acesso ao calor, há energia geotérmica colhida. E há tanto calor abaixo da superfície da Terra, de acordo com Paul Woskov, engenheiro sênior de pesquisa de fusão do MIT, que tocar apenas 0,1% dela poderia suprir as necessidades de energia do mundo inteiro por mais de 20 milhões de anos.

O Desafio

A crosta terrestre varia em espessura entre cerca de 5-75 km (3-47 milhas), com as partes mais finas tendem a ser muito longe no oceano profundo.

O buraco mais profundo que a humanidade já conseguiu perfurar é o Kola Superdeep Borehole. Este projeto russo perto da fronteira norueguesa foi atingido em 1970, com o objetivo de perfurar a crosta até o manto, e um de seus furos atingiu uma profundidade vertical de 12.289 m (40.318 pés) em 1989, antes que a equipe decidisse que era inviável ir mais fundo, e ficou sem dinheiro.

A essa profundidade, os membros da equipe de Kola esperavam que a temperatura ficasse em torno de 100 °C (212 °F), mas na realidade eles descobriram que estava perto de 180 °C (356 °F). A rocha era menos densa e mais porosa do que o esperado, e esses fatores combinados com o calor elevado para criar condições de perfuração de pesadelo.

Estas temperaturas estavam quentes o suficiente para impedir o processo de perfuração, mas não quente o suficiente para fazer um bom negócio de energia geotérmica fora. Assim, embora esses projetos e outros tenham sido recursos científicos inestimáveis, novas tecnologias são necessárias para desbloquear o potencial geotérmico sob nossos pés.

A nova tecnologia

Onde as condições se tornam muito difíceis para as brocas físicas funcionarem, os pesquisadores têm testado as capacidades de feixes de energia direcionados para aquecer, derreter, fraturar e até vaporizar rochas do porão em um processo chamado spallation, antes mesmo que a cabeça da broca a toque. Você pode ver o efeito da spallation em rocha dura no GIF abaixo do robô chato “Swifty” de Petra, embora Petra não esteja revelando o que exatamente é usado para criar esse calor.

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Robô “Swifty” de Petra aquece e pulveriza a rocha mais dura da Terra, sem tocar

Feixes de energia de ondas milimétricas

A solução, ao que parece, pode vir do mundo da fusão nuclear. Para replicar as condições que esmagam átomos juntos no coração do Sol e, assim, liberar a forma mais segura e limpa de energia nuclear, os pesquisadores de fusão precisam gerar quantidades impressionantes de calor. Estamos falando na faixa de 150 milhões de graus sustentados, no caso do projeto ITER.

Girotrono, um equipamento originalmente desenvolvido na Rússia soviética em meados da década de 1960, que é o capaz de gerar Girotrons, geram ondas eletromagnéticas na parte de onda milimétrica do espectro, com comprimentos de onda mais curtos que micro-ondas, mas mais longos do que a luz visível ou infravermelhada.

O projeto Quaise

Em 2018, o Centro de Ciência e Fusão de Plasma do MIT lançou um negócio chamado Quaise, especificamente focado em geotérmicas ultra-profundas usando sistemas híbridos que combinam a perfuração rotativa tradicional com a tecnologia de ondas milimétricas alimentada por gyrotron, enquanto bombeia em argônio como um gás de purga para limpar e resfriar o furo enquanto dispara partículas de rocha de volta à superfície e fora do caminho.

A Quale planeja fazer buracos de até 20 km de profundidade, significativamente mais profundo que o Kola Superdeep Borehole – mas onde a equipe de Kola levou quase 20 anos para atingir seu limite, a Quale espera que seu processo aprimorado com girotron leve apenas 100 dias. E isso é assumir um girotron de 1 MW.

A plataforma híbrida de perfuração ultra-profunda da Quale combinará perfuração rotativa convencional com perfuração de energia direcionada a ondas mm movida a giroscópio, expurgada com gás argônio eletromagneticamente transparente
A plataforma híbrida de perfuração ultra-profunda da Quale combinará perfuração rotativa convencional com perfuração de energia direcionada a ondas mm alimentada por girotron, expurgada sob pressão com gás argônio eletromagneticamente
 

Nestas profundezas, a Quale espera encontrar temperaturas em torno de 500 °C (932 °F), que está bem além do ponto onde a energia geotérmica dá um salto maciço em eficiência.

A Quale está trabalhando em máquinas de demonstração implantáveis em larga escala, que, segundo ele, começarão a operar em 2024. Planeja ter seu primeiro “sistema geotérmico super quente e aprimorado” avaliado em 100 megawatts em operação até 2026.

Nelsir Luterek

Empresário, colunista, especialista em TI, mentor, CTO e consultor estratégico em inovação.

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