Os investigadores e as start-ups dos Estados Unidos estão agora numa corrida para transformar esse estranho teatro subterrâneo em energia limpa, constante e sempre disponível - e acreditam que poderá ultrapassar, por larga margem, todo o sistema eléctrico mundial actual.
Geotermia superprofunda, a “nova” energia antiga
A energia geotérmica não é, de todo, uma novidade. De Islândia ao Quénia, já se perfura rocha quente, injecta-se água e aproveita-se o vapor de retorno para accionar turbinas. É uma fonte previsível, não depende do vento nem do sol e funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana.
O problema é que a geotermia convencional só consegue captar uma fatia muito estreita do calor disponível no subsolo. Em geral, depende de rochas naturalmente quentes e permeáveis, quase sempre em áreas vulcânicas - o que reduz drasticamente os locais onde pode ser instalada.
A geotermia superprofunda aponta para rochas ultraquentes a profundidades entre 3 e 19 quilómetros, onde o calor passa a estar disponível de forma quase universal, e não apenas em “pontos quentes” vulcânicos.
A essas profundidades, as temperaturas das rochas podem empurrar a água para um estado supercrítico, criando um fluido muito mais denso em energia do que o vapor comum. Se os engenheiros conseguirem controlar e fazer circular esse fluido, abrem-se as portas a um recurso que alguns investigadores estimam em cerca de 63 terawatts - 63 000 gigawatts - de capacidade potencial de geração em todo o planeta.
A produção eléctrica actual da humanidade é aproximadamente um oitavo desse valor.
Um laboratório para simular o interior profundo da Terra
A experiência do Óregon num inferno fabricado
Antes de lá chegar, é preciso perceber o que, de facto, acontece a vários quilómetros de profundidade. É precisamente aí que entra o novo Laboratório Experimental de Energia Geotérmica Profunda (LEGEP), da Universidade Estatal do Óregon.
Com o apoio de um donativo de 750 000 dólares da start-up norte-americana Quaise Energia, o LEGEP foi concebido para reproduzir as condições mais severas encontradas em formações rochosas profundas.
No centro do laboratório está um reactor de fluxo contínuo. No seu interior, a água circula a cerca de 400 °C, sob pressões aproximadamente 500 vezes superiores às da superfície (cerca de 500 atmosferas, ou ~507 bar).
Ao obrigar água, minerais e fragmentos de rocha a interagirem em tempo real a 400 °C e 500 atmosferas, o LEGEP permite observar processos do interior profundo da Terra que, até aqui, existiam sobretudo dentro de modelos computacionais.
Câmaras e sensores registam ao pormenor o que se passa: como é que os minerais se dissolvem no fluido quente, em que zonas voltam a precipitar e que tipos de rocha começam a desagregar-se - ou, pelo contrário, a “selar” poros e fracturas.
Os modelos geotérmicos actuais, afinados para condições mais moderadas (por volta de 200 °C), tornam-se rapidamente pouco fiáveis quando sujeitos a extremos deste tipo. Os dados do laboratório deverão alimentar uma nova geração de ferramentas de simulação, ajudando operadores a decidir onde perfurar, como fazer circular os fluidos e que materiais usar no fundo do poço.
Quando a água deixa de se comportar como água
O salto para o domínio supercrítico
Quando a água ultrapassa cerca de 374 °C sob pressão suficiente, entra num estado supercrítico. Não é bem líquido nem bem gás; é uma fase híbrida com propriedades pouco intuitivas.
Nessas condições, a água consegue transportar várias vezes mais calor por quilograma do que a água quente “normal”. Além disso, escoa-se de forma diferente nas fracturas da rocha e reage de modo mais agressivo com minerais.
Um único poço a circular água supercrítica poderia, em teoria, fornecer muito mais potência do que um conjunto inteiro de poços geotérmicos convencionais.
É esta densidade energética que entusiasma empresas como a Quaise. Se cada poço profundo produzir mais, será possível precisar de menos poços, reduzindo a pegada à superfície e os custos no longo prazo.
A contrapartida é severa: tudo o que estiver em contacto com esse fluido - revestimentos metálicos, cimentos de selagem, agentes de sustentação de fracturas (proppants) e até a própria rocha - fica sujeito a uma química agressiva e a esforços mecânicos muito acima do que é habitual em poços de petróleo e gás.
O pesadelo de engenharia: poços bloqueados e materiais a desfazer-se
Minerais que acabam em tampões de “betão”
Um dos grandes problemas é a incrustação mineral (scaling). Muitas rochas profundas contêm sais e metais dissolvidos que se mantêm estáveis a temperaturas elevadíssimas e sob alta pressão. Porém, quando o fluido sobe e arrefece ou despressuriza ligeiramente, esses minerais podem cristalizar de forma brusca.
O efeito lembra o calcário que se acumula numa chaleira - só que acontece dentro de fracturas e poros a vários quilómetros de profundidade.
Com o tempo, essas incrustações podem estrangular a via de circulação, reduzindo drasticamente a potência de uma central ou até inutilizando por completo um poço. Remover depósitos a essas profundidades é difícil, arriscado e caro.
No LEGEP, os cientistas estão a testar sistematicamente diferentes composições de rocha para perceber quais se dissolvem, quais precipitam e em que combinações exactas de temperatura e pressão surgem os piores bloqueios. Este conhecimento deverá orientar a escolha de locais e as estratégias de tratamento químico em projectos industriais.
Proppants e areias sob calor extremo
Os sistemas profundos podem também depender de proppants - grãos de areia ou partículas cerâmicas usadas para manter microfracturas abertas, numa lógica semelhante à de certas técnicas do sector do petróleo e gás.
A cerca de 200 °C, existe já uma experiência acumulada de décadas com estes materiais. Mas, a 400 °C e em água supercrítica quimicamente agressiva, os mesmos grãos podem amolecer, reagir ou dissolver-se.
Os investigadores do LEGEP estão a expor vários tipos de areia, esferas cerâmicas e partículas compostas a estas condições. Depois medem o comportamento de cada opção: mantém a forma, resiste ao esmagamento e evita transformar-se numa lama?
A viabilidade a longo prazo de projectos superprofundos dependerá tanto de materiais “humildes”, como areia e cimento, quanto de ferramentas de perfuração de última geração.
A aposta radical de perfuração da Quaise
De brocas a fusão electromagnética da rocha
Enquanto a academia investiga a química, a Quaise Energia está a atacar o lado mecânico do desafio: como chegar, em escala, a rochas ultraquentes.
A empresa está a desenvolver um sistema de perfuração que usa energia electromagnética de ondas milimétricas de alta potência para aquecer e fundir parcialmente a rocha, em vez de a desgastar com brocas tradicionais.
À medida que a rocha junto à parede do poço funde e volta a arrefecer, forma-se uma camada fina, vitrificada, semelhante a vidro, que reveste o furo.
Este revestimento vitrificado pode, em simultâneo, estabilizar o poço sob pressões esmagadoras do interior profundo da Terra e reduzir reacções indesejadas entre o fluido e a rocha envolvente.
A Quaise já realizou testes no terreno, incluindo um poço de demonstração com 118 metros numa pedreira de granito no Texas. O passo seguinte é levar a tecnologia até cerca de 1 quilómetro e, depois, avançar gradualmente para as profundidades entre 10 e 20 quilómetros que seriam necessárias para aceder a rocha ultraquente em praticamente qualquer região.
Já existem poços de petróleo e gás que atingem 5 quilómetros (e mais) em algumas bacias, mas recorrem a métodos muito diferentes e visam zonas mais frias. Cada quilómetro adicional com esta abordagem híbrida electromagnética-térmica acrescenta dificuldades mecânicas e térmicas inéditas.
Porque é que os Estados Unidos querem chegar primeiro
Potência de base para centros de dados e indústria pesada
Os Estados Unidos têm várias razões para apostar seriamente numa tecnologia que, à primeira vista, pode parecer de nicho. Centros de dados, clusters de inteligência artificial e pólos industriais precisam de electricidade permanente com baixas emissões de carbono.
A energia solar e eólica podem ser combinadas com baterias, mas essa solução continua dispendiosa quando se procura fiabilidade durante vários dias e quando se trata de consumo industrial pesado. A geotermia superprofunda promete electricidade de base (baseload) estável, a partir de uma pegada que cabe dentro de locais já usados por centrais eléctricas.
- Funciona de forma contínua, independentemente do estado do tempo.
- Pode ligar-se a redes e corredores de transmissão existentes.
- Usa um recurso doméstico, difícil de “armazenar” como arma ou de ser interrompido por tensões geopolíticas.
- Pode, em princípio, ser instalada perto de grandes centros de procura.
Existe ainda um vector estratégico: as competências avançadas em perfuração e modelação do subsolo são relevantes tanto para projectos geotérmicos como para áreas de defesa e extracção de recursos. Ganhar domínio aqui reforça um conjunto amplo de capacidades industriais.
Num contexto europeu, esta lógica tem paralelos claros: reduzir dependências energéticas externas e aumentar a resiliência de infra-estruturas críticas. Embora o artigo se foque nos Estados Unidos, a eventual maturidade da geotermia superprofunda poderá interessar a países que valorizem electricidade de base com baixas emissões e menos exposição a choques de preços internacionais.
A ascensão discreta da geotermia nos planos energéticos globais
De actor de nicho a candidato sério
No papel, a geotermia ainda parece pequena. Em 2024, a capacidade eléctrica geotérmica instalada atingiu cerca de 15,1 GW a nível mundial, gerando aproximadamente 99 TWh - perto de 1% da electricidade renovável.
Onde a geotermia já tem um peso mais evidente é no calor directo: redes de aquecimento urbano, estufas, processos industriais e termas utilizaram cerca de 245 TWh de calor geotérmico no mesmo ano, o que representa aproximadamente 3% da procura global de calor renovável.
| Indicador | Nível em 2024 | Projecção para 2050 | Quota global actual |
|---|---|---|---|
| Capacidade eléctrica instalada | 15,1 GW | 800 GW | Menos de 1% da electricidade renovável |
| Produção de electricidade | 99 TWh | Equivalente aos EUA + Índia hoje | Cerca de 1% das renováveis |
| Uso de calor directo | 245 TWh | n/d | Aproximadamente 3% do calor renovável |
| Crescimento dos usos de calor | +20% em 2024 | – | – |
| Investimento acumulado projectado | – | 2,5 biliões de euros até 2050 | Até 15% do crescimento da procura de electricidade |
Cenários internacionais atribuem agora à geotermia um papel muito maior até meados do século, sobretudo quando recursos mais profundos e mais quentes se tornarem viáveis. Algumas agências apontam para até 800 GW de capacidade em 2050, com uma produção eléctrica semelhante à soma do que hoje geram os Estados Unidos e a Índia.
Outro ponto a favor é a complementaridade: a geotermia fornece potência de base, o que pode reduzir a necessidade de sobredimensionar armazenamento e reforços de rede em sistemas eléctricos dominados por renováveis variáveis. Em termos de planeamento, isso pode significar menos volatilidade e maior previsibilidade operacional.
Riscos, incógnitas e o que pode correr mal
Apesar do entusiasmo, a geotermia superprofunda enfrenta incertezas relevantes.
Os custos de perfuração podem disparar se a rocha for mais difícil do que o previsto ou se as ferramentas se desgastarem depressa. Os poços podem também sofrer corrosão química inesperada, incrustações ou falhas de revestimento muito antes do horizonte de vida útil planeado.
O risco sísmico exige igualmente prudência. A injecção e extracção de fluidos em profundidade pode, em alguns casos, desencadear pequenos sismos, como já aconteceu em certos projectos de geotermia melhorada. Os engenheiros terão de desenhar regimes de gestão de pressão e redes de monitorização para manter o risco dentro de limites aceitáveis para as comunidades próximas.
Há ainda uma dimensão social que pode ser decisiva. Mesmo que os riscos de sismicidade induzida, subsidência ou contaminação sejam baixos, projectos deste tipo podem enfrentar oposição local se houver receios. Transparência na monitorização, acesso público a dados e supervisão independente poderão ser tão importantes quanto o desempenho técnico.
O que significam, na prática, “63 000 GW”
Quando se fala em 63 terawatts de potencial teórico, não se está a dizer que a humanidade possa ligar essa potência “amanhã”. Grande parte desse recurso ficará inacessível por limitações geológicas, custos ou constrangimentos ambientais.
Um objectivo mais plausível é captar apenas uma pequena fracção. Ainda assim, mesmo 1% desse potencial superquente ultrapassaria a procura eléctrica global actual - mas chegar a esse patamar poderá demorar muitas décadas.
Em cenários realistas, a geotermia superprofunda poderia desempenhar um papel semelhante ao da hídrica ou da nuclear hoje: uma espinha dorsal de electricidade estável, complementada por renováveis variáveis e armazenamento. Além disso, pode fornecer calor directamente a clusters industriais, substituindo caldeiras a carvão e gás em sectores como cimento, química ou aço.
Conceitos-chave que vale a pena clarificar
Duas noções técnicas surgem repetidamente na discussão sobre geotermia superprofunda:
- Água supercrítica: água aquecida e comprimida para lá do seu ponto crítico (374 °C, 221 bar), formando um fluido denso e rico em energia, com propriedades entre líquido e gás.
- Geotermia de rocha ultraquente: sistemas que visam rocha suficientemente quente para manter água em estado supercrítico, geralmente a profundidades superiores a 3 km - muitas vezes bastante maiores.
Para quem não é especialista, uma imagem mental útil é a de uma panela de pressão em cima de outra panela de pressão, enterradas sob quilómetros de rocha. O desafio de engenharia é “enfiar uma palhinha” nesse sistema, mantê-la íntegra durante décadas e fazer circular o fluido sem a entupir nem a fracturar.
Se equipas norte-americanas como as da Universidade Estatal do Óregon e da Quaise Energia conseguirem isto em escala comercial, não estarão apenas a abrir um novo capítulo para a geotermia. Estarão a acrescentar uma opção poderosa ao conjunto global de energia limpa - uma opção que pode, discretamente, estar disponível sob quase todos os países do mundo.
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