Brasil pode se tornar potência em fusão nuclear, mas enfrenta desafios tecnológicos

247 – O desenvolvimento da energia nuclear de fusão, tecnologia que reproduz processos semelhantes aos que ocorrem no interior das estrelas, pode abrir caminho para o Brasil conquistar uma posição estratégica no setor energético mundial. Apesar de contar com pesquisas avançadas e três dispositivos experimentais do tipo Tokamak, o país ainda enfrenta obstáculos industriais e tecnológicos para competir com potências como China, Estados Unidos e Reino Unido.

As perspectivas brasileiras foram analisadas por especialistas ouvidos pela Sputnik Brasil, em reportagem reproduzida pela Associação dos Engenheiros da Petrobras (AEPET). Segundo os pesquisadores, o Brasil reúne condições científicas para participar da corrida internacional pela fusão nuclear, mas precisará ampliar investimentos, fortalecer sua capacidade industrial e desenvolver tecnologias próprias para transformar esse potencial em resultados econômicos.

Em 2025, o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) instituíram o Programa Nacional de Fusão Nuclear, iniciativa destinada a impulsionar pesquisas e o desenvolvimento de novos reatores experimentais.

Entre os projetos previstos está a instalação de um equipamento em Iperó, no interior de São Paulo, nas proximidades do Reator Multipropósito Brasileiro, empreendimento voltado à pesquisa nuclear e à produção de radiofármacos.

Brasil possui equipamentos capazes de reproduzir condições semelhantes às do Sol

O país conta com três dispositivos experimentais Tokamak, equipamentos utilizados para estudar a fusão nuclear por meio do confinamento magnético de plasma submetido a temperaturas extremamente elevadas.

Esses equipamentos são fundamentais para investigar as condições necessárias à fusão de núcleos atômicos leves, processo que libera grandes quantidades de energia e constitui a principal fonte energética das estrelas.

O doutor Julio de Oliveira Jr., coordenador e professor do Departamento de Engenharia Nuclear Igor Kurchatov, do Instituto Soyuz, explica que os reatores Tokamak utilizam uma estrutura em formato de anel para manter o plasma aquecido e confinado.

“Ele parece um sol mesmo, atinge mais de 150 milhões de graus Celsius, é muito quente. E isso faz com que os átomos de hidrogênio comecem a fundir realmente como nas condições de uma estrela, então você replica localmente as condições de uma estrela na Terra”, afirma.

A temperatura mencionada pelo pesquisador é aproximadamente dez vezes superior à registrada no núcleo do Sol, estimada em 15 milhões de graus Celsius. Essa característica levou à popularização da expressão “sol artificial” para descrever os experimentos de fusão.

Segundo Oliveira, embora o Brasil esteja distante dos principais líderes internacionais, sua experiência científica representa uma vantagem importante em relação a outros países.

“O Brasil ainda não tem como alcançar os maiores players do mercado, porém não quer dizer que está fora da corrida porque nós temos bastante pesquisa feita na área. O Brasil tem três Tokamaks, são os únicos do Hemisfério Sul, então estamos atrás dos principais players, mas na frente de praticamente o resto do mundo inteiro em termos de fusão nuclear”, avalia Oliveira.

Falta de industrialização limita avanço brasileiro

Para o pesquisador, um dos principais obstáculos ao desenvolvimento da fusão nuclear no Brasil não está necessariamente na capacidade científica, mas na estrutura industrial necessária para produzir os componentes utilizados nos equipamentos.

A construção de reatores exige materiais especiais, sistemas magnéticos avançados, componentes de alta precisão e domínio de processos industriais complexos.

“Nós precisaríamos de mais usinagem de materiais, produção de ferro, lítio, terras raras […] o Brasil precisaria passar pelos degraus de tecnologia necessários para chegar na China, nos Estados Unidos, na Inglaterra e, assim, ultrapassar eles em fusão nuclear. É possível, mas tomaria um tempo. Diferente deles, que têm expectativa comercial para 2040, no Brasil provavelmente seria para 2050.”

A avaliação indica que o Brasil poderia alcançar condições para explorar comercialmente a fusão nuclear por volta de 2050, aproximadamente uma década depois das expectativas mencionadas para alguns dos principais participantes da corrida tecnológica. Essas projeções, entretanto, dependem de avanços científicos e industriais ainda não consolidados.

Oliveira aponta a China como líder no desenvolvimento da tecnologia e destaca a expectativa chinesa de inaugurar, até 2030, um reator de fusão em escala comercial.

Estados Unidos e Reino Unido também ocupam posições de destaque, especialmente pela participação de empresas privadas no financiamento de pesquisas e na construção de equipamentos experimentais.

“Os Estados Unidos e a Inglaterra também são os outros players de destaque, principalmente porque eles têm uma vantagem que no Brasil ainda não acontece, que são as iniciativas privadas de desenvolvimento de fusão nuclear. Então não são só universidades, os institutos de pesquisa, que estão fazendo [pesquisas], têm empresas que investem dinheiro na produção de reatores de fusão”, aponta o especialista.

Fusão nuclear pode transformar a produção de eletricidade

O potencial energético da fusão é um dos fatores que impulsionam os investimentos internacionais na tecnologia.

Diferentemente da fissão nuclear, utilizada nas usinas convencionais e baseada na divisão de núcleos atômicos pesados, a fusão combina núcleos leves, liberando energia durante o processo.

Leonam Guimarães, doutor em engenharia naval e oceânica pela Universidade de São Paulo (USP), coordenador do Comitê Científico e Tecnológico da Amazul e diretor técnico da Associação Brasileira para o Desenvolvimento de Atividades Nucleares (ABDAN), considera a tecnologia uma das alternativas mais promissoras para o futuro do setor energético.

“Trata-se da possibilidade de produzir grandes quantidades de eletricidade, com baixíssimas emissões de carbono, elevada densidade energética e disponibilidade independente das condições climáticas”, afirma.

Na avaliação do especialista, a fusão poderia complementar fontes renováveis, como a energia solar e a eólica, além da geração nuclear convencional. Uma das vantagens seria a possibilidade de produzir eletricidade continuamente, sem depender diretamente das condições meteorológicas.

Apesar desse potencial, Guimarães ressalta que a tecnologia ainda não alcançou a maturidade necessária para sua utilização comercial.

“Entretanto, é importante distinguir o potencial científico da realidade industrial. Embora tenham ocorrido avanços extraordinários nos últimos anos, ainda não existe uma usina de fusão produzindo eletricidade comercialmente.”

O pesquisador também destaca que a fusão apresenta características relevantes de segurança e pode reduzir determinados problemas relacionados aos resíduos radioativos produzidos pelas usinas de fissão.

Isso não significa, porém, que os futuros reatores estarão completamente livres de materiais radioativos ou de desafios associados ao seu gerenciamento.

“Nas próximas décadas, precisaremos continuar ampliando as fontes de baixo carbono já disponíveis, inclusive a energia nuclear convencional. A fusão deve ser entendida como uma oportunidade estratégica de longo prazo, capaz de transformar profundamente o sistema energético mundial caso seus desafios técnicos e econômicos sejam superados”, observa.

Produção de combustível e eficiência energética são desafios

Entre os obstáculos científicos para a viabilização comercial da fusão nuclear está o fornecimento de trítio, um dos isótopos do hidrogênio utilizados como combustível nos projetos de reatores.

O trítio é raro na natureza e precisa ser produzido artificialmente para atender às necessidades de uma eventual indústria de geração elétrica por fusão.

Uma das alternativas estudadas envolve a produção desse combustível no próprio sistema de fusão, por meio de reações nucleares envolvendo lítio. A solução, entretanto, acrescenta complexidade ao funcionamento dos equipamentos e exige sistemas capazes de garantir a reposição do combustível consumido.

Guimarães chama a atenção para as dificuldades relacionadas à produção de trítio e ao balanço energético dos reatores.

“O trítio não existe na natureza, na sua forma livre. Ele tem que ser produzido, e essa produção pode ser feita em reatores de fissão nuclear ou, então, no próprio reator de fusão. Quando se opta por produzir no próprio reator de fusão, você cria um problema de equilíbrio de potência, acaba gastando mais energia para produzir do que o reator realmente, efetivamente, produz. Então a busca do balanço positivo, que vem sendo feita há décadas, ainda está longe de chegar no seu fim.”

Além do combustível, os projetos precisam superar desafios relacionados à resistência dos materiais, ao controle do plasma e à conversão da energia liberada nas reações em eletricidade disponível para consumo.

Especialista defende estratégia industrial para o Brasil

Para Guimarães, o Brasil não precisa necessariamente disputar com China, Estados Unidos e Reino Unido a liderança na construção das primeiras usinas comerciais de fusão nuclear.

Uma estratégia mais viável seria concentrar esforços no desenvolvimento de tecnologias e componentes especializados que poderão abastecer essa indústria no futuro.

O pesquisador destaca que o país já possui conhecimento acumulado em áreas como física de plasmas, engenharia nuclear, supercondutividade e materiais avançados.

“Temos competências científicas acumuladas em física de plasmas, engenharia nuclear, materiais avançados e supercondutividade, além de instituições de pesquisa e uma base tecnológica que pode ser mobilizada para esse objetivo.”

Entre os segmentos considerados estratégicos estão os sistemas magnéticos supercondutores, a eletrônica de potência, os instrumentos de medição, os mecanismos de controle de plasma, os materiais especiais e a engenharia de sistemas complexos.

Essas tecnologias também possuem aplicações em outros setores industriais, o que permitiria ao Brasil obter benefícios econômicos antes mesmo da entrada em operação das primeiras usinas comerciais de fusão.

A proposta envolve transformar a experiência científica nacional em capacidade produtiva, com formação de profissionais especializados e desenvolvimento de fornecedores nacionais para equipamentos de alta complexidade.

Na avaliação de Guimarães, participar dessa cadeia tecnológica pode ser tão importante quanto construir uma usina própria, especialmente diante dos elevados custos e das incertezas que ainda cercam a exploração comercial da fusão.

“O grande risco não é chegarmos atrasados à construção das primeiras usinas. É deixarmos de aproveitar, desde agora, a oportunidade de desenvolver tecnologias e formar profissionais que poderão determinar nossa participação na indústria energética do futuro”, conclui o especialista.