Em vez de construir cúpulas de betão e torres de arrefecimento, a Deep Fission quer perfurar um poço profundo, cheio de água, e baixar um reator compacto para mais de uma milha de profundidade. A empresa defende que esta profundidade extrema - com a sua pressão esmagadora e rocha sólida - pode alterar a forma como a energia nuclear é construída, protegida e financiada.
Um reator nuclear baixado no solo como uma ferramenta de petróleo
O desenho, chamado Gravity, inverte a imagem habitual de uma central nuclear. Não há um complexo extenso, nem uma enorme cúpula, quase não há estruturas visíveis.
O núcleo do reator ficaria a 1 600 metros de profundidade num furo vertical estreito, rodeado por rocha e imerso em água. A essa profundidade, a pressão hidrostática atinge cerca de 160 atmosferas, ou aproximadamente 16 megapascais, simplesmente devido ao peso da coluna de água.
O projeto aposta em duas vantagens naturais: pressão constante e elevada da coluna de água e um espesso escudo mineral proporcionado pela rocha envolvente.
O calor do reator subterrâneo transformaria água em vapor, que depois subiria num circuito fechado até turbinas à superfície. A central acima do solo poderia caber numa área relativamente pequena, semelhante a um edifício industrial ou a uma subestação.
Porque é que 1 600 metros de profundidade alteram a equação da segurança
Os reatores convencionais dependem de contenções maciças em aço e betão para conter pressão e material radioativo em caso de acidente. O Gravity tenta transferir parte desse trabalho para a própria geologia.
Em profundidade, a rocha assume o papel de estrutura de contenção natural. Qualquer libertação de energia ou pressão tem primeiro de empurrar contra centenas de metros de camadas minerais densas. Isso acrescenta resistência física e tempo.
Quanto mais profundo o reator, mais difícil se torna que um acidente grave afete o ambiente à superfície, a menos que ocorra uma falha geológica altamente improvável.
Há também a questão de ameaças externas. Um reator enterrado fica protegido de tempestades, impactos de aeronaves e da maioria das formas de ataque físico. O único acesso principal é o próprio furo, que pode ser monitorizado e, em princípio, selado.
Segurança passiva por conceção
A Deep Fission enfatiza a ideia de características de segurança “passivas”. O reator permanece subterrâneo, imóvel, recorrendo à gravidade e à circulação natural em vez de sistemas mecânicos complexos sempre que possível.
Se o sistema disparar um desligamento ou precisar de parar, os operadores não têm de evacuar uma instalação do tamanho de uma cidade. Podem interromper a produção à superfície enquanto o módulo subterrâneo arrefece dentro de rocha e água, que não são afetadas por apagões ou tempestades.
Isto não elimina o risco. Desloca-o quanto ao local e à forma: menos risco de eventos externos, maior necessidade de compreender o comportamento a longo prazo da rocha, da água e dos materiais sob calor e pressão combinados.
Aproveitar ferramentas e prazos da indústria do petróleo e do gás
Uma razão pela qual o conceito atrai atenção é o seu calendário agressivo. A Deep Fission afirma que uma unidade Gravity padrão poderia passar da perfuração à operação em cerca de meio ano.
- Cerca de quatro semanas para perfuração profunda
- Aproximadamente dez semanas para instalação do reator
- Cerca de dois meses para testes e comissionamento
Esses números dependem de tecnologia emprestada a outras indústrias. As sondas de perfuração profunda do petróleo e do gás já conseguem atingir vários quilómetros abaixo do solo. Projetos geotérmicos gerem circuitos de água a alta pressão e alta temperatura. O Gravity combina essas capacidades com conhecimento nuclear padrão.
O reator em si usa urânio pouco enriquecido e um desenho de água pressurizada, familiar para reguladores e engenheiros em todo o mundo. A novidade está menos na física do núcleo e mais no local onde esse núcleo se encontra.
O argumento do custo: menos betão, mais perfuração
As centrais nucleares tradicionais imobilizam milhares de milhões em capital ao longo de uma década antes de produzirem um único quilowatt-hora. A Deep Fission diz que o Gravity poderia reduzir os custos de construção em até 80%, sobretudo por evitar estruturas vastas à superfície e por padronizar módulos.
A empresa aponta para um preço de eletricidade entre 50 e 70 euros por megawatt-hora, uma faixa que concorre com novas instalações solares e eólicas quando se contabilizam armazenamento e reforços de rede.
Unidades menores e repetíveis perfuradas no solo assemelham-se a um produto industrial, não a um megaprojeto único.
Ainda assim, muitas suposições de custo dependem de escala: múltiplas unidades idênticas, cadeias de fornecimento de perfuração maduras e licenciamento simplificado. Sem isso, as primeiras unidades podem sair muito menos baratas.
Quem quer energia de um reator enterrado?
A Deep Fission, apoiada por dezenas de milhões de dólares em financiamento inicial e por um programa-piloto do Departamento de Energia dos EUA, afirma ter uma carteira de interesse equivalente a 12,5 gigawatts de capacidade.
Locais potenciais incluem estados com grande consumo energético mas baixa densidade populacional, como o Texas, o Utah e o Kansas, onde a procura industrial é forte e existem grandes extensões de terreno disponíveis. Estas regiões também têm ampla experiência em perfuração e engenharia do subsolo.
A estratégia da empresa vai além de construir uma única central. Imagina licenciar a tecnologia a outros operadores ou vender unidades chave-na-mão, de forma semelhante a motores de avião ou centros de dados: modular, repetível e enviada aos clientes, em vez de desenhada do zero em cada caso.
Do enterramento de resíduos à produção de energia
A ideia de ir fundo surgiu originalmente de estudos sobre armazenamento de resíduos nucleares. Engenheiros procuravam formações subterrâneas capazes de isolar resíduos de alto nível durante milhares de anos. Esses desenhos exigiam rocha estável, pouco movimento de água e forte confinamento natural.
Ao analisarem esses estudos, os fundadores da Deep Fission notaram algo: o local ideal para guardar resíduos parecia muito semelhante a um local seguro para operar um reator pressurizado. Em vez de apenas esconder o problema no subsolo, raciocinaram, porque não gerar eletricidade lá também?
Como um reator subterrâneo difere de uma central à superfície
| Característica | Reator Gravity | Reator convencional |
|---|---|---|
| Profundidade de instalação | 1 600 metros subterrâneo | À superfície |
| Tempo típico de construção | Cerca de 6 meses (alegado) | 5 a 10 anos |
| Custo inicial estimado | Até 80% mais baixo | Vários milhares de milhões de euros ou dólares |
| Tipo de combustível | Urânio pouco enriquecido | Urânio pouco enriquecido |
| Pressão do circuito primário | Cerca de 160 atmosferas devido à profundidade | 150–160 atmosferas por bombas |
| Contenção | Camadas geológicas de rocha | Aço e betão concebidos para o efeito |
| Impacto no terreno e visual | Pegada à superfície muito pequena | Local grande e muito visível |
| Acesso para manutenção | Complexo, exige elevar o módulo | Acesso direto em edifícios |
As questões difíceis: manutenção, monitorização e regulação
Nem toda a comunidade nuclear está convencida. Críticos apontam que aquilo que se enterra terá, em algum momento, de ser recuperado. Reabastecimento, inspeções, substituição de sensores ou bombas - tudo se torna mais difícil a 1 600 metros de profundidade.
Na prática, o reabastecimento pode implicar içar todo o módulo do reator até à superfície, mais parecido com a manutenção de um submarino do que com a abertura de uma nave de central. Isso exige equipamento de elevação potente, procedimentos rigorosos e longas paragens.
A monitorização contínua também coloca desafios. Cabos, fibra ótica e instrumentação têm de resistir a alta pressão, calor e química da água durante décadas. Perder dados da zona do núcleo pode complicar a tomada de decisões durante eventos anómalos.
Os reguladores também terão de se adaptar. A maioria das regras de segurança, planos de emergência e modelos de risco assume que os reatores estão à superfície. Uma central enterrada pode enfrentar cadeias de acidente diferentes, como a interação entre materiais quentes e águas subterrâneas profundas, ou ondas de pressão confinadas na rocha.
O que acontece num cenário de pior caso?
Estudos de conceção analisam vários cenários de pesadelo: perda de refrigerante, barras de controlo presas ou falhas estruturais no subsolo. Uma possível vantagem do conceito profundo é que, mesmo num evento grave, grande parte do desenrolar pode ocorrer dentro da rocha, longe de pessoas e ecossistemas.
No entanto, surgem novas perguntas. Poderá material quente e radioativo migrar através de fraturas e reaparecer em águas subterrâneas muitos anos depois? Com que rapidez equipas de emergência podem intervir se algo correr mal em profundidade? Que tipo de métodos de enchimento (backfill) ou selagem conteriam o furo se os operadores decidirem abandonar uma unidade danificada?
Estas são questões há muito estudadas para repositórios de resíduos. Transferir esse trabalho para reatores em operação acrescenta complexidade, porque as temperaturas operacionais e as densidades de potência são mais elevadas.
Conceitos-chave que moldam o debate
Algumas noções técnicas ajudam a enquadrar a discussão em torno deste desenho.
- Pressão hidrostática: a pressão exercida por uma coluna de água, que aumenta com a profundidade. A 1 600 metros, aproxima-se de 160 vezes a pressão atmosférica à superfície, suficiente para estabilizar água em ebulição e limitar mudanças de fase violentas.
- Segurança passiva: características que dependem de forças naturais como gravidade, convecção e diferenças de pressão, em vez de sistemas ativos como bombas ou ações do operador. O Gravity pretende apoiar-se fortemente nestes efeitos.
- Confinamento geológico: utilização de camadas de rocha estáveis e de baixa permeabilidade como parte do sistema de segurança, um conceito partilhado com repositórios geológicos profundos para resíduos radioativos.
Se o Gravity ou desenhos semelhantes chegarem à operação comercial, podem instalar-se perto de fábricas, unidades de produção de hidrogénio ou centros de dados que necessitam de eletricidade constante e com baixas emissões de carbono. Conjuntos de reatores enterrados poderiam sustentar indústria pesada sem dominar paisagens nem gerar oposição local a novas estruturas à superfície.
Há também um cenário em que desenhos subterrâneos se combinam com renováveis: solar e eólica lidam com a procura variável durante o dia, enquanto pequenas unidades nucleares subterrâneas fornecem a espinha dorsal estável de eletricidade e calor. A profundidade e os arredores minerais tornam-se então mais uma opção no conjunto de ferramentas para gerir risco, custo e uso do solo numa economia cada vez mais eletrificada.
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