Energia

Energia geotérmica pode produzir toda a energia limpa que o mundo necessita

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/12/2022

Idealização artística de um futuro campo de perfuração geotérmica.
[Imagem: Hector Vargas/Quaise Energy]

Energia geotérmica

O calor sob nossos pés - a energia geotérmica nas profundezas da Terra - pode fornecer energia limpa e renovável mais do que suficiente para atender à demanda mundial à medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis.

"O conteúdo total de energia do calor armazenado no subsolo excede nossa demanda anual de energia como um planeta por um fator de um bilhão. Portanto, aproveitar uma fração disso é mais do que suficiente para atender às nossas necessidades de energia no futuro previsível," defende o pesquisador e agora empresário Matt Houde.

Só há um problema: Não existe tecnologia que nos permita perfurar fundo o suficiente para captar essa energia.

O buraco mais profundo feito até hoje, chamado poço Kola, alcançou 12.262 metros de profundidade, em uma região remota do noroeste da Rússia. Só que foram necessários 20 anos para ele ser concluído porque os equipamentos convencionais, como as brocas mecânicas usadas para perfurar poços de petróleo, não suportam as condições nessas profundidades.

"E a verdade é que precisaremos de centenas, senão milhares, de poços de Kola se quisermos dimensionar a energia geotérmica para a capacidade necessária," reconhece Houde.

Mas ele acredita ter uma carta na manga, uma técnica e perfuração só vista até agora em filmes de ficção científica.

Perfuração termal substitui brocas por chama superquente

Os girotrons são equipamentos mais conhecidos pela comunidade da fusão nuclear.
[Imagem: Quaise Energy/MIT]

Canhão de microondas

A ideia de Houde é criar um canhão de microondas que vá vaporizando as rochas crosta abaixo, uma técnica conhecida como perfuração termal.

"E não, não estou roubando um enredo de Jornada nas Estrelas. Essa tecnologia é real e foi comprovada em um laboratório do MIT," disse Houde.

Ou, pelo menos, uma prova de conceito dessa tecnologia. De fato, a equipe do professor Paul Woskov, do MIT, vem trabalhando com a perfuração termal há mais de 20 anos. No laboratório, ele demonstrou que as ondas milimétricas - as mesmas usadas nos fornos de microondas, só que muito mais potentes - podem de fato perfurar um buraco no basalto, uma rocha de origem vulcânica.

Um alento é que a máquina que produz a energia das ondas usadas na perfuração termal, chamada girotron, tem sido usada há mais de 70 anos nas pesquisas sobre a fusão nuclear como fonte de energia - girotrons são osciladores de microondas que geram uma temperatura de até 150 milhões de graus Celsius, para que o combustível de trício atinja o estado de plasma necessário para a fusão.

A ideia de Woskov e Houde é usar as tecnologias de perfuração convencionais para atravessar as camadas superficiais até chegar ao embasamento cristalino, a camada de rochas ígneas ou metamórficas que compõe a porção externa da crosta continental, quando então os girotrons entrarão em ação.

Células termais transformam calor da Terra em eletricidade

O professor Paul Woskov, do MIT, é um dos grandes entusiastas da perfuração térmica.
[Imagem: Paul Rivenberg/MIT]

Profundos desafios

Ideias o homem tem tido ao longo de toda a história, mas nem sempre é fácil torná-las realidade. E, por mais recursos financeiros que Houde consiga angariar em sua empreitada "rumo ao centro da Terra", há muitos desafios a serem vencidos.

O problema deles é de ciência fundamental mesmo, já que tudo o que acreditamos saber sobre as rochas e seus comportamentos em grandes profundidades é teórico, uma vez que nunca as alcançamos para estudá-las. E entender como são as rochas submetidas às altas pressões e temperaturas a grandes profundidades é crucial para saber o que precisaremos para perfurá-las.

Além disso, girotrons são equipamentos largamente experimentais, e apenas alguns poucos deles foram fabricados, nenhum voltado a uma operação similar a um campo de perfuração. Para serem aplicados em perfurações geotérmicas profundas, toda uma indústria de equipamentos deverá ser criada, para tornar esses equipamentos robustos e confiáveis em um ambiente de campo.

Há também desafios de engenharia que devem ser enfrentados. "O principal dentre eles é como garantirmos a remoção total das cinzas [criadas pelo processo de perfuração] e como transportarmos essas cinzas poço acima por longas distâncias," reconhece Houde.

Mas os primeiros passos estão sendo dados. Houde garante que já conseguiu aumentar em 10 vezes a proporção dos buracos perfurados no basalto com a tecnologia de micro-ondas. Enquanto a equipe do MIT alcançou uma proporção de 1:1 (5cm de profundidade por 5 de diâmetro), sua empresa, chamada Quaise, alcançou uma profundidade de 50cm por 2,5 de diâmetro, também em laboratório.

"Nosso plano atual é fazer os primeiros furos no campo nos próximos anos," disse Houde. "E, enquanto continuamos avançando na tecnologia para perfurar mais fundo, também exploraremos nossos primeiros projetos geotérmicos comerciais em ambientes mais rasos."