ITER o primeiro passo para a energia limpa e inesgotável

O ISQ está presente na área da energia nuclear através da participação em projetos internacionais. Um deles é o ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor (Reator Termonuclear Experimental Internacional), para o qual o ISQ desenvolve procedimentos de Ensaios Não Destrutivos (END) e soluções à medida para qualificação de fornecedores de “jacketing” em supercondutores. Em conversa com Rodrigo Pascoal, Gestor de Negócio do ISQ, ficamos a conhecer um pouco mais sobre a presença do ISQ no ITER e sobre este projeto em si: “uma plataforma de ciência e um meio para dotar tecnologicamente a indústria para o futuro da produção energética no mundo”.

Com sede em Cadarache, França, o consórcio ITER Organization (IO) está a construir um reator de fusão tipo Tokamak. Existem alguns Tokamak na Europa e um em Portugal, no Instituto Superior Técnico, de dimensões reduzidas (0,46 m de raio maior) quando comparado com as que o ITER irá ter (6,2 m de raio maior). Como nos explica Rodrigo Pascoal, “os dispositivos tipo Tokamak baseiam-se num reator de geometria toroidal e num conjunto de supercondutores que confinam o plasma que sustenta a reação de fusão. A tecnologia ITER utilizará a energia cinética resultante da reação, convertendo-a em calor. O plasma, um estado de ionização de um gás em que as cargas negativas estão completamente desacopladas dos núcleos, é de facto o invólucro onde se produz a reação”.

Nesta sua primeira fase, o ITER vai produzir energia apenas para fins científicos. Pretende-se perceber se a longo prazo é viável construir uma fonte de energia limpa e inesgotável. A construção de uma central que produza energia para consumo público acontecerá numa segunda fase. No entanto, já tem nome, chamar-se-á DEMO.

“Temos uma fonte de energia limpa, que não produz praticamente resíduos. Não há riscos. O único problema é sustentar o plasma. Qualquer alteração no plasma tem de ser rapidamente compensada pelos campos magnéticos porque, caso contrário, a reação termina. Numa central convencional, se algum procedimento não for cumprido, se não se conseguir arrefecer o núcleo, existem riscos de acidente. No ITER, se alguma coisa não correr como previsto, o pior que pode acontecer é não existir reação”, diz Rodrigo Pascoal acerca dos desafios em termos de segurança da tecnologia.

A principal diferença entre o ITER e os atuais reatores é a dimensão, que permitirá ter um coeficiente positivo entre a energia libertada e a despendida. “O desafio acontece quando se tem de aumentar muito o raio do corpo toroidal e precisamos de sustentar o plasma durante longos períodos, na ordem dos segundos, pois existem sempre limitações tecnológicas. É necessário controlar o plasma quase em tempo real e processar dados e isso implica recursos gigantescos”, salienta.

A ITER Organization, que desenvolve o projeto ITER, é constituída por sete membros: União Europeia, EUA, Rússia, Coreia, Japão, China e Índia. A UE é o ator principal deste projeto, contribuindo com 49% do esforço financeiro. Já a França disponibiliza o local, as infraestruturas e as estradas circundantes.

Cada membro participa depois no ITER com uma percentagem em serviços (não em financiamento) com base num acordo existente que define quem fabrica o quê. “A ITER Organization é responsável pela montagem final, sendo cada Estado-membro do projeto responsável pela entrega de determinados componentes. Isto significa que cada um dos parceiros tem alguma liberdade de escolha quanto ao design e ao processo de fabrico”, observa Rodrigo Pascoal.

Paralelamente ao design final e à construção da máquina ITER decorrem, nos territórios dos parceiros do consórcio, vários projetos de desenvolvimento de tecnologias, bem como projetos para o desenvolvimento de plataformas de trabalho para a ciência. Um dos fatores que levou à alteração da data de conclusão da construção do ITER de 2018 para 2025 foram os atrasos na execução e conclusão desses projetos de desenvolvimento, que são essenciais para a validação do design e dos processos construtivos.

“Algumas das soluções encontradas para o fabrico de componentes exigem alterações ao nível dos próprios códigos de construção e dos critérios das autoridades licenciadoras. Para se fazerem alterações no código têm de ser feitos estudos e esses estudos demoram tempo”, sublinha Rodrigo Pascoal. Acrescenta ainda que os sucessivos atrasos no projeto são normais, porque nunca foi construído nada como o ITER: “As rotas de fabrico são novidade para todos. Os materiais utilizados são dispendiosos. Precisamos de quantidades tão grandes que às vezes não há capacidade de se produzir nos tempos inicialmente estimados, porque há componentes que pesam toneladas e apenas um número limitado de fabricantes tem capacidade para as manusear. Nalguns casos até já foi necessário construir estradas para suportar o peso das construções”.

Em termos de ponto de situação, “há já uma peça acabada fabricada na China, existem componentes em fase de fabrico e outros para os quais nem o design final está concluído. O projeto começa a tomar forma com uma parte importante das fabricações já adjudicada, com as obras em Cadarache a avançarem a bom ritmo, mas quanto ao primeiro plasma há que esperar pelo menos até 2025”.

ISQ NO ITER

O ISQ está no ITER desde o início deste projeto e a sua maior atuação é com a Fusion For Energy (F4E) a dois níveis: garantia da qualidade e controlo e supervisão de construção.

“Do ponto de vista da garantia da qualidade, o foco consiste em fortalecer a equipa da F4E na sua sede em Barcelona. Isto é, colaborar na definição dos requisitos, normas e métodos a serem implementados nos processos de construção, além de estabelecer o plano de acompanhamento e controlo. O controlo e supervisão de construção são garantidos por especialistas ISQ que acompanham diariamente os fabricos espalhados na Europa e China. O ISQ tem inspetores residentes e itinerantes, que acompanham o fabrico de determinada peça durante meses ou anos, e inspetores spots, que atuam pontualmente onde se justifica”.

A experiência que o ISQ trouxe do projeto CERN – European Organization for Nuclear Research (Organização Europeia para Investigação Nuclear) contribuiu para que fosse convidado a participar no ITER. No projeto CERN-LHC, o ISQ inspecionou a qualidade do fabrico das séries de cabos supercondutores, magnetos, componentes criogénicos e criostatos, bem como a montagem final nos túneis CERN.

No ITER, o ISQ está ainda envolvido em vários outros desenvolvimentos de tecnologias de junção, fabricação e controlo, que impõem, do ponto de vista técnico, os maiores desafios a serem superados pela indústria para a concretização do projeto. O ITER promete revolucionar a forma como se produz energia. Este é o primeiro passo para a construção de uma central que produza energia limpa, segura, ilimitada e de acesso global.

Entrevista a: Rodrigo Pascoal, Direção Business Development do ISQ

Autor: Ana Paula Pinheiro, Comunicação e Imagem