Um anúncio norte-americano fez disparar a curiosidade pela fusão nuclear, algo que os cientistas tentam replicar com sucesso há vários anos
Imitar as estrelas e fazer com que isso sirva para acender as luzes de uma casa ou fazer funcionar toda a rede elétrica de uma fábrica é o objetivo de Isabel Nunes e Frederico Fiúza. Em pontos opostos do planeta, ambos têm muito em comum nas suas cabeças, mas Portugal foi demasiado pequeno para as suas ambições. Ela é responsável pelas operações e produção no Reator Experimental Termonuclear Internacional (ITER), o projeto que tenta produzir um reator comercial de fusão nuclear, e que está sediado no sul de França. Ele lidera um grupo de investigação na Universidade de Stanford e no Laboratório Nacional Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), onde tenta perceber como se pode extrair o máximo de energia fornecida por lasers para um reator nuclear.
Estes são apenas dois dos vários cientistas portugueses que estão envolvidos, direta ou indiretamente, na procura daquela que muitos acreditam que poderá vir a ser a energia do futuro: a fusão nuclear. Trata-se de um processo que imita o que acontece em várias estrelas, incluindo no sol, e acontece quando dois ou mais núcleos atómicos se juntam e formam um outro com mais átomos. No fundo, trata-se de introduzir energia num local, sendo que esse local vai gerar mais energia que a recebida. Na prática, e caso os projetos em desenvolvimento corram na perfeição, poderemos estar a falar na produção ilimitada de energia.
À procura de oportunidades
Frederico Fiúza sempre teve a ideia de trabalhar fora de Portugal, onde até diz que "tinha boas oportunidades para continuar a trabalhar depois do doutoramento". O desejo de ter uma experiência no estrangeiro estava lá e a ambição fez o resto. Atualmente na Califórnia, que "tem algumas das principais universidades e laboratórios", o doutorado em Física dos Plasmas explica à CNN Portugal que ali tem recursos melhores, "especialmente ao nível de financiamento e meios experimentais".
"Existem mais oportunidades para estabelecer projetos científicos de grande escala e com horizontes temporais longos", refere, vincando o envolvimento entre público e privado que flui com mais naturalidade, até porque no caso português, o envolvimento do privado é praticamente inexistente. "Há um esforço real das instituições americanas onde trabalhei para minimizar a burocracia com que temos de lidar para que nos possamos focar quase a 100% na investigação e no ensino. Isso faz diferença não só na qualidade e eficiência de trabalho como no estado anímico dos investigadores", acrescenta Frederico Fiúza.
O físico formado no Instituto Superior Técnico (IST) entende que, ao contrário de países como os Estados Unidos, em Portugal "ainda vivemos com o peso das heranças passadas que levam a alguma desconfiança e a um nível de burocracia e de controlo altamente desajustados". "É necessário tornar as instituições de ensino e investigação mais modernas e autónomas", acrescenta.
Ali, de acordo com o presidente do IPFN, apenas um terço do investimento provém de financiamentos nacionais. É algo que, segundo conta à CNN Portugal Bruno Gonçalves, é resolvido com um aspeto único a nível nacional, o que atesta a eficácia do instituto. "De acordo com os gráficos da Fundação para a Ciência e Tecnologia estamos muito além dos restantes laboratórios associados" no que toca ao financiamento internacional.
"Existe é competência para ir buscar ao exterior para complementar ausência de investimento nacional", garante, afirmando que há ainda muito por crescer, mas que a capacidade de contratar tem sido limitativa. "Não nos permite ir mais além porque não temos suporte nacional, essa parte tem falhado", vinca o presidente de uma organização que junta quase 150 investigadores, alguns dos quais dedicados à produção ou investigação de projetos como o ITER.
E isso significa que não se pode pagar tanto aos investigadores como lá fora, resultando no inevitável: a chamada "fuga de cérebros" que, "obviamente que indo para fora têm outro tipo de salários e outro tipo de reconhecimento", vinca Bruno Gonçalves.
Um desses "cérebros" é Isabel Nunes, também doutorada pelo IST e atualmente a trabalhar no ITER, onde é uma das diretoras. Em conversa com a CNN Portugal recorda que já trabalhava no IPFN ainda antes de terminar o último grau académico, mas "houve sempre oportunidade de ir lá para fora". "No Técnico não havia muita coisa para desenvolver além de uma pequena máquina, mas lá fora havia muitas oportunidades", refere, falando em máquinas maiores de fusão nuclear.
"Lá fora é muito mais interessante, as máquinas funcionam... a pessoa faz parte da experiência mesmo, em vez de estar afastada", brinca, destacando que se interessou pela área ligada ao nuclear com um dos projetos académicos que teve.
Isto porque há uma grande disparidade de investimento entre Portugal ou outros países. No IST, onde Isabel Nunes começou, os equipamentos existentes dão apenas para "pequenas experiências". "Lá fora", como diz a investigadora, há muito mais espaço para inovação, uma área que sai sempre beneficiada quando se conhecem outras realidades.
"Portugal é bastante pequeno, não tem as capacidades que outros têm, mas penso que poderia haver mais investimento na investigação", acrescenta, lembrando que todos estes projetos requerem uma grande parcela de dinheiro. No fundo, reitera a especialista, o rumo de cada um depende dos objetivos, sendo sempre "interessante" que se dê a oportunidade de os cientistas irem para fora do país.
Sobre um eventual regresso ao país, Isabel Nunes é taxativa: "Para mim não". E assim é desde que saiu de Lisboa rumo à Alemanha, Inglaterra ou França, onde está agora. Nesses locais, diz, desenvolve as experiências, põe "a máquina a funcionar", algo que em Portugal "não existe", até porque "não há um investimento nos cientistas", nomeadamente pelo pagamento bem abaixo daquilo que são as habilitações dos mesmos. Mas "não é só dinheiro", é também aquele "mexer na máquina" que faz com que a investigadora nem pense em voltar.
"Os cientistas portugueses não são menos que os outros, são igualmente respeitados. A única diferença que encontrei na minha carreira é que lá fora estamos inseridos no meio científico, enquanto aqui falta um pouco o trabalho com outros cientistas, a discussão de resultados e ideias", conclui, referindo que o desenvolvimento profissional acontece mais rapidamente no estrangeiro.
Frederico Fiúza entende que a diferença é bem real no investimento, mas também na forma como o mesmo é distribuído. O português, que até vai regressar ao país em breve para abraçar um projeto que lhe valeu uma bolsa de 1,8 milhões de euros, pede ao Estado que dê às instituições de ensino meios para que possam competir com as melhores a nível internacional, para "atrair os melhores estudantes, que cada vez mais escolhem estudar no estrangeiro". Isto porque o resto, a capacidade, está lá.
"Também é importante que haja uma maior diversificação das fontes de financiamento, com uma participação cada vez mais ativa das empresas e fundações privadas, e uma ligação mais forte entre a investigação científica e a sociedade", sublinha.
Para o físico "a fusão nuclear tem uma grande tradição em Portugal", nomeadamente através do IPFN, o que "mostra que existe formação de qualidade em Portugal e centros de investigação que conseguem competir a nível internacional, o que deve ser motivo de orgulho". Mas isso pode estar a mudar: "Atualmente, há mais facilidade em os jovens portugueses irem estudar para o estrangeiro, nomeadamente para outras instituições europeias, o que representa uma competição real para as melhores instituições portuguesas de ensino e investigação".
"Para além disso é praticamente impossível competir internacionalmente ao nível de investigação científica apenas baseado em fontes de financiamento portuguesas, estando os investigadores e instituições portuguesas cada vez mais dependentes do financiamento de projetos europeus. É importante apoiar e preparar não só os cientistas, mas também as instituições em Portugal para que possam responder a estes desafios e manter o elevado nível de ensino e investigação", conclui Frederico Fiúza.
Portugueses na vanguarda
Mesmo que não esteja diretamente ligado ao projeto anunciado recentemente pelos Estados Unidos, que até tem mão do português Nuno Lemos (também ele saído do IST), as experiências em que Frederico Fiúza participa contribuem, e muito, para lá chegar. De forma simples, o que este cientista faz é utilizar feixes laser de alta potência para comprimir e aquecer isótopos de hidrogénio que permitam que as reações de fusão nuclear sejam muito frequentes, gerando assim o máximo de energia possível dessas mesmas reações.
"Tenho tentado perceber qual o comportamento da matéria nestas condições, em particular os mecanismos que levam à geração de campos magnéticos elevados e à aceleração de partículas que podem ser prejudiciais para a eficiência dos processos de fusão e têm de ser controlados. Para além disso também tenho contribuído para o estudo de novos esquemas de confinamento inercial mais avançados, como a ignição rápida, que se pensa possam levar a ganhos de energia maiores e ser mais adequados a aplicações energéticas da fusão nuclear no futuro", explica.
O investigador conta que existem mais portugueses ligados à investigação, alguns deles como Nuno Lemos, a participarem diretamente na experiência. São mais ainda no ITER, até pela maior interação com o IPFN, onde "se dá formação ao nível do melhor que se faz", garante Bruno Gonçalves.
De forma direta ou indireta, o IPFN também trabalha de perto com os projetos europeus que buscam a fusão nuclear, nomeadamente o ITER, mas também na investigação norte-americana, onde existem várias colaborações na linha de lasers e plasmas. "O IPFN participa desde há muitos anos no programa europeu de fusão, com dois ramos: construção do ITER e atividades do Eurofusion", diz Bruno Gonçalves, esclarecendo que no ITER é dado apoio à construção, mas também no desenho e projeto de métodos para medir o que acontece ao longo da investigação. Há ainda uma cooperação nos sistemas de controlo e de aquisição de dados, bem como na perceção de como se opera a máquina e quais os resultados obtidos.
É o que faz Isabel Nunes no ITER, onde é responsável por diferentes áreas, nomeadamente pelo planeamento que prevê uma solução para colocar as várias partes da máquina, o chamado tokamak, a funcionar, o chamado commissioning. Outra responsabilidade passa pela segurança e proteção de toda a operação, nomeadamente a fiscalização dos valores que indicam os diferentes níveis de segurança, que a investigadora compara a um "fusível de uma casa", que se desliga automaticamente caso algo de errado aconteça.
Ao lado de Isabel Nunes são mais quatro ou cinco portugueses a trabalhar no ITER, todos eles colegas do IST e que trabalharam para o IPFN. Um número que parece pequeno, mas que a especialista diz ser de relevar num país da dimensão de Portugal. De resto, é comum que os poucos cientistas que trabalham na área acabem por coincidir em projetos, uma vez que não são muitas as investigações.
"Viemos todos do JET e estamos todos muito interessados em operar esta nova máquina", afirma.
Mas a importância portuguesa vai para além disso: o IPFN também já colabora na construção de uma máquina que, como se espera, vai colocar eletricidade na rede europeia. Aí, parte do desenho conceptual tem mão portuguesa, refere Bruno Gonçalves.
Uma corrida em duas frentes
O projeto norte-americano é inovador por ser o primeiro a demonstrar a utilidade da fusão nuclear por confinamento inercial, mas havia já outros projetos em andamento, sobretudo na Europa, onde está instalado o ITER, que junta os países da União Europeia a China, Índia, Japão, Rússia ou Estados Unidos. Poder-se-á falar também do também europeu Joint European Torus (JET), que, tal como o ITER, também opera com recurso a fusão nuclear por confinamento magnético, tendo dado início às suas operações em 1991.
Mas este novo ânimo na procura da energia por fusão nuclear está claramente associado ao anúncio norte-americano. Nem tanto porque a investigação possa estar mais avançada que a europeia, mas porque "existe um legado muito forte nos Estados Unidos na ligação entre a ciência e a sociedade", diz Frederico Fiúza, que vê "um impacto real na forma como a ciência e o investimento cientifico são vistos" naquele país.
Apesar do passo decisivo norte-americano na frente por confinamento inercial, "não é totalmente claro qual dos esquemas será mais bem-sucedido" no futuro, sendo certo que "ambos partilham muitos dos desafios".
Isabel Nunes destaca que os projetos procuram um mesmo fim por caminhos diferentes, mas defende que para chegar à comercialização o confinamento magnético "está mais preparado", pelo menos num futuro próximo. No fundo, diz a especialista, o ITER poderá estar mais perto de fazer chegar energia a nossas casas do que o projeto norte-americano.
Fusão nuclear em 10 anos: loucura ou ambição?
A meta foi estabelecida pela secretária de Energia dos Estados Unidos no dia em que foi anunciado que investigadores tinham conseguido provar a capacidade de obter energia através da fusão nuclear por confinamento inercial. Para Jennifer Granholm isso pode acontecer a nível comercial dentro de 10 anos, um prazo que os cientistas portugueses veem entre o improvável e o ambicioso. É neste projeto que trabalha Nuno Lemos, que está, para já, impedido de falar sobre a investigação por ordem do governo norte-americano.
Frederico Fiúza prefere uma abordagem otimista: "Obter fusão para fins comerciais em 10 anos é uma visão altamente ambiciosa. Mas essa ambição é muito bem-vinda se for acompanhada do investimento e dos recursos necessários para progredir numa escala de tempo tão agressiva", diz, acreditando que está no país certo para isso, e que pode atrair jovens formados na área em breve.
Mas uma coisa é certa para o investigador: o anúncio norte-americano é, do ponto de vista científico, "um momento histórico". "Era um passo crítico para o desenvolvimento da fusão nuclear para produção de energia e uma grande barreira foi eliminada". Ainda assim, acrescenta, o caminho para a comercialização de energia de fusão nuclear ainda é longo". Para já fica o "entusiasmo" da comunidade científica, das agências governamentais, mas também do setor privado, com um peso incomparavelmente maior naquele país.
Isabel Nunes não vê o ITER a conseguir experiências comercialmente viáveis nesse período, concentrando-se, para já, na demonstração da possibilidade da ignição, o tal processo que dá mais energia que a lá colocada. Só depois disso se avançará para o DEMO, a tal máquina que se espera poder vir a abastecer as casas. Agora "dar datas é muito difícil", refere.
Mais tarde ou mais cedo, este é o futuro
O objetivo da União Europeia é atingir a neutralidade carbónica a partir de 2050, partindo daí para um mundo melhor em que a produção de energia deixe de prejudicar o ambiente. Na maioria dos 27, como é o caso de Portugal, esse objetivo persegue-se através de uma aposta total nas energias renováveis, algo que os especialistas em nuclear dizem não chegar.
"Especialmente a longo prazo estou convencido que a energia limpa e de fonte quase inesgotável associada à fusão nuclear terá de ser parte do futuro energético a nível global", afirma Frederico Fiúza, ressalvando que "é importante que Portugal aposte cada vez mais na formação avançada e investigação nesta área", nomeadamente para perceber quais as reais vantagens que dela pode tirar.
Para Isabel Nunes é preciso vermos a quantidade de energia necessária para fazer funcionar a vida normal, onde "tudo é elétrico, tudo está ligado". A investigadora entende que as outras energias verdes, nomeadamente as renováveis, "não são suficientes" para fazer face a essa procura.
"Penso que temos sempre de passar pela energia de fusão ou de fissão nuclear, a não ser que se descubra outra coisa", aponta.
É que, como lembra Bruno Gonçalves, a energia nuclear foi incluída na taxonomia da União Europeia, que assim compara esta forma de produção de energia às renováveis. O nuclear não é renovável, mas é verde.
Em Portugal parece haver menos abertura à discussão da introdução do nuclear como fonte de energia. Mesmo que não instalando uma central nuclear no país, podíamos consumir mais daquela que é produzida nas centrais de Espanha, nomeadamente na de Almaraz. O presidente do IPFN nota aqui um "tabu: o medo de assumir um risco político".
"Discutir o nuclear pode constituir um risco", garante, ainda que note uma maior recetividade dos portugueses. Com efeito, e de acordo com o especialista, estudos recentes demonstram que a maioria da população portuguesa está aberta ao debate de introduzir a energia nuclear para consumo. Isto sobretudo numa altura em que "a segurança energética para 2035 está em dúvida". O mesmo é dizer que, perante a crise energética e a necessidade de fazer a transição, Portugal ainda não sabe ao certo quais vão ser as suas fontes daqui a pouco mais 10 anos.
"Neste momento não é claro que [a segurança energética] esteja assegurada. Vamos abandonar muitas centrais de gás, apostando no solar e na eólica, o que é um risco muito grande", aponta Bruno Gonçalves, que pede um estudo para levantamento das reais necessidades para atingir essa segurança, lembrando que as energias renováveis oferecem uma grande dose de imprevisibilidade. Veja-se a hídrica, por exemplo, altamente fustigada pelas secas que têm arrasado o país.
O presidente do IPFN não defende a energia nuclear como a única solução, nem sequer como um meio de atingir a neutralidade carbónica, mas antes como uma energia complementar para que se possa lá chegar e, depois disso, manter: "A neutralidade carbónica só com energias renováveis é impossível", remata.
