Uma força magnética capaz de levantar um porta-aviões: estará a França a esconder a arma energética do futuro?

Poucos habitantes locais alguma vez o verão, e no entanto o seu sucesso poderá remodelar a política energética global.

No interior de um complexo de alta segurança perto de Cadarache, engenheiros instalaram um dos ímanes mais poderosos alguma vez construídos. Não foi feito para impressionar, nem para uso militar. O seu propósito é muito mais estranho: ajudar a recriar, em segurança, a energia das estrelas dentro de um anel metálico.

O íman “porta-aviões” que nunca levantará um navio

A comparação do título não é exagero publicitário. O íman central que agora está no coração do projeto de fusão ITER pode, teoricamente, gerar uma força magnética suficientemente forte para içar um porta-aviões de 100.000 toneladas para fora do mar.

Este gigantesco “solenóide central” atinge um campo magnético de 13 teslas - cerca de 280.000 vezes mais forte do que o campo magnético da Terra.

A escala é difícil de imaginar. O solenóide tem cerca de 18 metros de altura, pesa aproximadamente 1.000 toneladas e é composto por módulos empilhados, cada um com massa semelhante à de um avião comercial. Cada módulo teve de ser fabricado e alinhado com precisão ao milímetro.

Mas isto não é apenas uma demonstração de capacidade de engenharia. O solenóide é o coração pulsante do reator experimental de fusão do ITER. Sem ele, o plasma - uma nuvem turbulenta de partículas carregadas, mais quente do que o Sol - nunca se formaria nem se manteria coeso tempo suficiente para ser relevante.

Como um íman francês pretende “engarrafar” uma estrela

O ITER é um projeto internacional cujo objetivo é surpreendentemente simples de enunciar e diabolicamente difícil de alcançar: produzir mais energia a partir da fusão nuclear do que aquela que a máquina consome. A fusão é o processo que alimenta o Sol e outras estrelas, no qual átomos de hidrogénio se fundem para formar hélio, libertando enormes quantidades de energia.

O tokamak: um donut cheio de fogo estelar

No centro do complexo do ITER está um dispositivo chamado tokamak, uma câmara em forma de toro que parece um donut metálico do tamanho de uma pequena casa. No seu interior, os engenheiros pretendem aquecer um gás fino de isótopos de hidrogénio a mais de 100 milhões de graus Celsius, transformando-o em plasma.

A essas temperaturas, os eletrões separam-se dos núcleos. O plasma torna-se eletricamente carregado e responde a campos magnéticos. É aqui que entra o solenóide central.

O solenóide funciona como um enorme motor de arranque e estabilizador, conduzindo uma corrente elétrica através do plasma e moldando-o com um controlo extremamente preciso.

Usando uma rede de ímanes potentes, o plasma fica suspenso, afastado das paredes metálicas, para que nunca toque de facto no reator. Se tocasse, arrefeceria instantaneamente e a reação colapsaria, além de danificar o vaso.

O desafio da precisão: manter a estrela longe das paredes

Controlar este plasma é uma das tarefas mais difíceis da física e da engenharia modernas. O sistema de ímanes tem de responder em tempo real a instabilidades minúsculas, microturbulência e ondas disruptivas no interior do plasma.

Os investigadores enumeram vários obstáculos implacáveis:

• Manter o plasma estável a temperaturas superiores às do núcleo do Sol.
• Gerir as gigantescas forças mecânicas geradas pelo campo de 13 teslas.
• Manter a supercondutividade a temperaturas criogénicas próximas do zero absoluto.
• Sincronizar todas as bobinas magnéticas para que a forma do plasma se mantenha dentro de tolerâncias rigorosas.

Se o ITER conseguir manter um plasma estável durante tempo suficiente e a potência suficientemente elevada, demonstrará que a fusão pode, em princípio, ser escalada para centrais elétricas comerciais.

A discreta aliança global por trás da máquina

Apesar de estar localizado na Provença, isto não é um triunfo exclusivamente francês. O solenóide central foi fabricado pela empresa norte-americana General Atomics, na Califórnia. Depois, cada módulo atravessou oceanos e autoestradas por um percurso especialmente desenhado para chegar a Cadarache.

Cada etapa exigiu coordenação entre múltiplas entidades e países. Alfândega, segurança, autorizações de passagem em pontes e até a remoção temporária de mobiliário urbano foram planeadas ao pormenor.

O ITER reúne 35 nações, incluindo a UE, o Reino Unido, os EUA, a China, a Índia, o Japão, a Rússia e a Coreia do Sul, numa das maiores colaborações científicas da história.

Numa época de geopolítica fragmentada, o ITER destaca-se como um raro projeto de longo prazo em que rivais tradicionais partilham tecnologia, dados e financiamento. O objetivo comum: uma fonte de energia que possa reduzir o uso de combustíveis fósseis e diminuir a dependência de mercados voláteis de petróleo e gás.

De sonho de ficção científica a possível “animal de carga” da energia

Durante décadas, a fusão tem sido alvo de piadas por estar “sempre a 30 anos de distância”. O ITER é a tentativa dispendiosa de mudar essa reputação. A instalação não é uma central elétrica; não irá injetar eletricidade diretamente na rede. A sua missão é provar que a fusão controlada pode produzir um ganho líquido de energia sustentado.

Se isso resultar, o passo seguinte seriam centrais de demonstração, potencialmente a partir da década de 2040. Essas máquinas usariam as lições do ITER para conceber reatores mais compactos e eficientes.

Aspeto	Fissão (nuclear atual)	Fusão (objetivo do ITER)
Combustível principal	Urânio ou plutónio	Deutério e trítio (formas de hidrogénio)
Resíduos radioativos	De longa duração, requer armazenamento durante milhares de anos	De menor duração, sobretudo materiais ativados da estrutura do reator
Risco de fusão do núcleo (meltdown)	Exige sistemas de segurança complexos para evitar reações descontroladas	Autolimitado; se as condições falharem, o plasma extingue-se simplesmente
Disponibilidade do combustível	Limitada geologicamente, frequentemente geopolítica e sensível	Deutério da água do mar; trítio produzido a partir de lítio

Os defensores veem a fusão como uma forma de complementar renováveis como a eólica e a solar com uma base de carga estável e de baixo carbono. Os críticos alertam que atrasos, derrapagens de custos e contratempos técnicos podem travá-la enquanto opções mais baratas, como solar e baterias, avançam a grande velocidade.

O que “supercondutor” significa realmente aqui

O solenóide central é descrito como supercondutor. Essa palavra é muito usada, mas aqui tem um significado muito específico. As bobinas do íman são feitas de materiais especiais que, quando arrefecidos até cerca de -269°C com hélio líquido, perdem praticamente toda a resistência elétrica.

A supercondutividade permite que correntes elétricas massivas circulem pelas bobinas sem as derreter, possibilitando campos magnéticos extremamente fortes durante longos períodos.

Isto é simultaneamente a chave e uma dor de cabeça constante. As bobinas têm de permanecer ultrafrias enquanto estão ao lado de um plasma mais quente do que qualquer forno na Terra. Blindagem, isolamento a vácuo e sistemas criogénicos precisam de funcionar de forma impecável para manter o íman no seu estado supercondutor.

Como isto poderia transformar a vida quotidiana - se funcionar

Se as máquinas inspiradas pelo ITER vierem a atingir escala comercial, o impacto chegaria ao dia a dia de formas mais discretas do que os títulos sugerem. Os preços da eletricidade poderiam tornar-se menos sensíveis aos mercados de combustíveis. Países com pouco acesso a combustíveis fósseis poderiam operar grandes redes elétricas com base em fusão mais renováveis.

Centrais de reserva poluentes, que hoje entram em funcionamento durante períodos calmos e nublados, poderiam ser substituídas por centrais de fusão a operar quase continuamente. Indústrias pesadas como aço, cimento e química, que têm dificuldade em descarbonizar, poderiam usar eletricidade e hidrogénio produzidos por fusão para reduzir drasticamente as emissões.

Riscos, prazos e o perigo do pensamento mágico

Há riscos para além dos óbvios, de natureza técnica. Uma preocupação comum entre analistas de energia é política: os governos poderão usar a promessa da fusão como desculpa para adiar a ação hoje. Esperar por uma tecnologia que talvez só esteja pronta a meio do século pode consolidar décadas adicionais de uso de combustíveis fósseis.

Do ponto de vista técnico, permanecem várias incógnitas. Os materiais têm de sobreviver a anos de bombardeamento por neutrões energéticos provenientes das reações de fusão. O manuseamento de trítio exige salvaguardas rigorosas. E futuras centrais de fusão terão de ser mais baratas e mais simples do que o ITER, que é, essencialmente, um gigantesco experimento de física.

Estudos de cenários realizados por institutos de investigação tratam frequentemente a fusão como um interveniente num campo concorrido: solar, eólica, geotérmica, fissão, redes avançadas e armazenamento. Nesses modelos, a fusão tem melhor desempenho quando combinada com uma forte expansão das renováveis, e não usada como pretexto para as abrandar.

Conceitos-chave por trás da “máquina de estrelas” francesa

Para leitores que procuram acompanhar o jargão, alguns termos repetem-se nas discussões em torno do ITER:

• Plasma: um gás tão quente que os eletrões se separam dos núcleos, conferindo-lhe carga elétrica.
• Tokamak: uma “garrafa” magnética toroidal (em forma de donut) concebida para confinar plasma usando campos poderosos.
• Deutério e trítio: formas mais pesadas de hidrogénio usadas como combustível de fusão; o deutério é abundante na água do mar, enquanto o trítio é produzido no interior do reator.
• Confinamento magnético: a técnica de usar ímanes para manter o plasma afastado das paredes da câmara tempo suficiente para ocorrerem reações de fusão.

Todas estas ideias convergem dentro daquele vasto pavilhão no sul de França, onde o íman com força de porta-aviões aguarda agora o seu plasma. Para os engenheiros e físicos no local, o desafio é brutalmente concreto: transformar um conjunto de equações abstratas e forças de cortar a respiração numa máquina que acende lâmpadas - e não apenas imaginações.