A fusão nuclear avança: o Iter, no sul de França, instala o módulo de vácuo número 5.

Früher Morgen in der Provence: Zwischen Pinien, Kränen und colossos de betão desliza, com precisão milimétrica, um gigantesco anel metálico para dentro do seu poço.

No complexo internacional de fusão nuclear ITER, em Cadarache, mais um elemento constitutivo da energia do futuro foi colocado no seu lugar: o Módulo de Vácuo número 5. Por detrás deste nome aparentemente discreto esconde-se uma peça central do futuro reator de fusão - e um sinal de que o projeto está a passar da fase das promessas para um domínio cada vez mais tangível.

O que está por detrás do Módulo de Vácuo número 5

O ITER está a construir um reator tokamak, ou seja, um vaso de fusão em forma de anel, no qual um plasma extremamente quente é confinado por campos magnéticos. Esse plasma não pode tocar nas paredes do vaso, caso contrário arrefece de forma abrupta. É precisamente aqui que entram os módulos de vácuo.

O Módulo de Vácuo número 5 é um de vários elementos setoriais maciços que, mais tarde, em conjunto, formarão a câmara de vácuo do reator. Pode imaginar-se a estrutura como um donut dividido em fatias. Cada “fatia” pesa várias centenas de toneladas, contém inúmeros canais, aberturas de ligação e pontos de fixação, e tem de ser montada com uma precisão de poucos milímetros.

Com a instalação do Módulo 5, o reator de fusão cresce visivelmente para lá da estrutura em bruto - do plano azul passa-se para hardware cinzento, frio e brilhante.

O setor agora instalado foi, anteriormente, fabricado ao longo de anos em países parceiros, transportado, inspecionado e integrado com outros componentes. Só depois pôde ser descido para o enorme poço do reator, que se ergue como uma catedral vertical de aço.

Um puzzle técnico em XXL

A elevação e colocação de um componente deste tipo demora apenas algumas horas, mas a preparação leva meses. Equipas de engenharia simulam cada movimento, calculam folgas e definem sequências. Porque um erro não se corrige simplesmente com meia dúzia de ajustes.

Para o Módulo de Vácuo número 5 foi necessário utilizar equipamentos de elevação especialmente desenvolvidos, capazes de conduzir e controlar cargas bem superiores a 1.000 toneladas. Dezenas de sensores monitorizam inclinação, vibrações e alinhamento. Qualquer desvio é imediatamente incorporado no controlo dos enormes guindastes.

• Peso do componente setorial: várias centenas de toneladas
  
• Precisão no posicionamento: ao nível dos milímetros
  
• Intervalo de temperaturas em operação futura: de perto do zero absoluto a mais de 100 milhões de graus no plasma
  
• Vida útil: concebida para muitos anos de operação contínua
  

A instalação do Módulo 5 pode parecer, do exterior, um momento espetacular para as câmaras. Para a direção do projeto, o essencial é que prazos, requisitos de qualidade e normas de segurança sejam compatibilizados. Cada setor que fica corretamente colocado reduz o risco técnico para os seguintes.

Porque é que a câmara de vácuo é tão decisiva

Sem um vácuo perfeito, a visão da fusão permanece pura teoria. O plasma, um gás ultraténue de partículas carregadas, necessita de um ambiente absolutamente limpo. Gases residuais, poeiras ou microfugas podem provocar instabilidades.

A câmara de vácuo é para o ITER o que a câmara de combustão é para um motor - só que incomparavelmente mais extrema e sensível.

Na câmara de vácuo, mais tarde, núcleos de deutério e trítio colidirão. Da sua fusão resulta hélio e, adicionalmente, um neutrão altamente energético. Estes neutrões deverão transferir a sua energia para um invólucro envolvente, que aquece a água de arrefecimento. A partir daí, através de turbinas, produz-se eletricidade.

Para que este processo funcione, a câmara tem de cumprir várias funções em simultâneo:

Função	Importância para a operação
Geração de vácuo	Minimiza perturbações do plasma por gases residuais
Estabilidade mecânica	Resiste à enorme pressão magnética
Gestão térmica	Encaminha cargas térmicas para os sistemas de arrefecimento
Blindagem radiológica	Protege pessoal e ambiente da radiação de neutrões

Cada módulo de vácuo, como o número 5, tem de suportar todas estas funções. Por isso, por detrás da superfície metálica brilhante existe um emaranhado de soldaduras, canais de arrefecimento, sensores e pontos de fixação para estruturas internas como os chamados módulos blanket e componentes do divertor.

O ITER como projeto internacional de longa distância

O ITER não é um projeto nacional de prestígio, mas sim um consórcio científico da Europa, China, Índia, Japão, Rússia, Coreia do Sul e Estados Unidos. Os módulos de vácuo provêm de diferentes linhas de fabrico destes parceiros. Isso torna o esforço logístico gigantesco, mas também distribui a criação de valor industrial.

A instalação do Módulo de Vácuo 5 mostra que esta cadeia internacional de fabrico continua a funcionar apesar de tensões políticas e constrangimentos no fornecimento. Para as cerca de 5.000 pessoas no estaleiro, cada grande componente que chega é um teste: As dimensões correspondem? As soldaduras estão isentas de defeitos? As interfaces encaixam com as partes já montadas?

Quanto mais setores estiverem no poço do reator, no local certo, menor é a margem para improviso - e mais se aproxima o futuro anel de plasma.

Oficialmente, o ITER não deverá ser uma central elétrica produtora de eletricidade, mas sim um reator demonstrador. O objetivo é provar que um plasma de fusão pode operar de forma estável durante longos períodos e libertar mais energia do que a necessária para o manter.

O que o progresso em França significa para o mix energético

O avanço atual da construção não significa qualquer alívio a curto prazo nos preços da eletricidade ou nas métricas climáticas. O ITER só deverá operar em modo de fusão real, no mínimo, na década de 2030. Ainda assim, o progresso visível, simbolizado por componentes como o Módulo 5, altera o debate sobre opções energéticas de longo prazo.

Política e indústria passam a ter indicadores concretos sobre se centrais de fusão podem ser planeadas de forma realista para a segunda metade do século. Em paralelo, estão a surgir pelo mundo projetos de fusão mais pequenos, financiados por privados, que beneficiam da experiência do ITER. Construção, testes de materiais, controlo do plasma - tudo isso fornece modelos.

Para a Alemanha, coloca-se a questão de que papel a energia de fusão poderá desempenhar no futuro, em conjunto com vento, sol, armazenamento e reforço das redes. Os reatores de fusão adequam-se mais a centrais de base ou de carga média, em operação contínua. Poderiam, assim, substituir centrais convencionais a carvão e gás, sem dependência de importações de combustível.

Oportunidades e riscos da visão da fusão

A fusão nuclear é considerada uma fonte de energia quase inesgotável, porque os seus combustíveis podem, em grande parte, ser obtidos a partir da água. O reator não produz emissões de CO₂ durante a operação e gera significativamente menos resíduos radioativos de longa duração do que a fissão nuclear convencional. Um “super-acidente” incontrolável como nas centrais nucleares clássicas é, do ponto de vista físico, difícil de conceber, porque o plasma extingue-se por si próprio em caso de perturbações.

Ao mesmo tempo, o ITER acarreta enormes riscos noutro plano: tempo, custos e aceitação. Atrasos de anos, aumentos orçamentais de milhares de milhões e a disputa por apoio político acompanham o projeto desde o início. Quanto mais marcos como a instalação do Módulo 5 forem atingidos, mais credível parece a promessa de que, um dia, o investimento compensará.

Alguns dos riscos mais prementes em síntese:

• Risco técnico: se não for possível assegurar uma operação estável e prolongada do plasma, as centrais de fusão permanecem teoria.
• Risco económico: se a eletricidade de fusão for demasiado cara, alternativas mais baratas prevalecerão.
• Risco social: falhas de comunicação podem minar a aceitação, por exemplo ao confundir-se com receios associados à energia nuclear clássica.

Termos que convém conhecer

Tokamak

O termo descreve uma instalação de fusão em forma de anel, na qual bobinas magnéticas fortes confinam um plasma. O ITER segue este princípio base, mas com níveis extremos de campo magnético, temperatura e dimensão da instalação.

Plasma

O plasma é um estado da matéria além do sólido, líquido e gasoso. Os átomos são aquecidos de tal forma que os eletrões são arrancados. Fica um misto de partículas carregadas que reage a campos magnéticos. No Sol, a fusão ocorre nesse estado plasmático; no tokamak pretende-se reproduzir um comportamento semelhante de forma controlada.

Deutério e trítio

Ambos são variantes do hidrogénio. O deutério tem um neutrão no núcleo, o trítio tem dois. A sua fusão requer temperaturas relativamente “baixas” face a outras reações de fusão e fornece particularmente muita energia por reação. Por isso, o ITER concentra-se inicialmente nesta combinação de combustível.

Olhar para possíveis cenários

Se, nos próximos anos, o ITER instalar mais módulos de vácuo, montar bobinas magnéticas, testar sistemas criogénicos e, por fim, acender o primeiro plasma, formar-se-á um roteiro ao qual futuras gerações de reatores poderão orientar-se. Engenheiros já simulam hoje como instalações sucessoras poderiam ser mais compactas, eficientes e com menor necessidade de manutenção.

Um cenário realista: na década de 2040 entram em funcionamento as primeiras centrais demonstradoras, ainda fortemente subsidiadas, em paralelo com um sistema elétrico maioritariamente renovável. Nas décadas seguintes, as centrais de fusão poderiam fornecer potência firme quando ocorrerem longos períodos de pouco vento e baixa radiação solar. Módulos como o agora instalado segmento de vácuo 5 tornar-se-iam os protótipos de futuras componentes normalizadas.

Em paralelo, ganha peso outro efeito: o projeto cria competências em materiais de alta temperatura, ímanes supercondutores, fabrico de precisão e grande logística. Mesmo que a fusão chegue mais lentamente do que se espera, estas capacidades transitarão para outras indústrias - da tecnologia médica à aeronáutica e ao espaço.

A cada componente instalado, como o Módulo de Vácuo número 5, torna-se mais visível que o ITER é mais do que um único reator. O estaleiro no sul de França está a transformar-se num catalisador que ajudará a decidir se a fusão nuclear consegue passar de possibilidade física a fonte de energia socialmente utilizável.