Os investigadores e as empresas emergentes nos EUA estão agora numa corrida para transformar esse estranho “teatro” subterrâneo numa fonte constante de electricidade limpa, sempre disponível - e acreditam que o seu potencial pode ultrapassar, e muito, o sistema eléctrico global actual.
Geotermia superprofunda: a “nova” energia antiga
A energia geotérmica está longe de ser uma novidade. De Islândia ao Quénia, já se perfura rocha quente, injecta‑se água e aproveita‑se o vapor que regressa à superfície para accionar turbinas. É uma tecnologia previsível, não depende do vento nem do sol e pode funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana.
O problema é que a geotermia convencional só consegue aproveitar uma fracção muito estreita do calor do subsolo. Em geral, depende de rochas naturalmente quentes e permeáveis - e isso acontece sobretudo em áreas vulcânicas. Resultado: o número de locais onde é viável construir centrais fica severamente limitado.
A geotermia superprofunda aponta para rocha ultraquente a profundidades entre 3 e 19 km, onde o calor tende a estar disponível de forma quase universal - e não apenas em “hotspots” vulcânicos.
A essas profundidades, a temperatura da rocha pode levar a água a um estado supercrítico, criando um fluido muito mais denso em energia do que o vapor comum. Se a engenharia conseguir controlar e fazer circular esse fluido com segurança, abre‑se uma “reserva” que alguns investigadores estimam em cerca de 63 terawatts (63 000 gigawatts) de capacidade potencial no planeta.
Para ter uma ordem de grandeza: a electricidade que a humanidade produz hoje ronda aproximadamente um oitavo desse valor.
Um laboratório para simular o interior profundo da Terra (e a geotermia superprofunda)
O “inferno fabricado” do Oregon
Antes de se conseguir explorar rocha ultraquente, é preciso compreender o que acontece, de facto, a vários quilómetros de profundidade. É aqui que entra o Laboratório Experimental de Energia Geotérmica Profunda (EDGE), criado na Oregon State University.
O EDGE foi impulsionado por uma doação de 750 000 dólares da empresa norte‑americana Quaise Energy (um valor na ordem dos centenas de milhares de euros, dependendo do câmbio) e foi concebido para reproduzir as condições mais agressivas encontradas em formações rochosas profundas.
No centro do laboratório existe um reactor de fluxo contínuo. No seu interior, a água circula a cerca de 400 °C, sob pressões de aproximadamente 500 vezes a pressão à superfície.
Ao obrigar água, minerais e fragmentos de rocha a interagirem em tempo real a 400 °C e cerca de 500 atmosferas, o EDGE permite observar processos do interior da Terra que, até aqui, viviam quase apenas em modelos computacionais.
Câmaras e sensores registam pormenores cruciais: como os minerais se dissolvem no fluido quente, onde voltam a precipitar, e que tipos de rocha começam a desagregar‑se - ou, pelo contrário, a “selar” poros e fracturas.
E isto é mais do que curiosidade científica. Os modelos de geotermia actuais, afinados para condições mais moderadas (por volta de 200 °C), perdem fiabilidade quando se entra neste regime extremo. Os dados do EDGE devem alimentar uma nova geração de ferramentas de simulação, úteis para decidir onde perfurar, como gerir a circulação de fluidos e que materiais usar no interior do poço.
Quando a água deixa de se comportar como água
A passagem para o estado supercrítico (água supercrítica)
Quando a água ultrapassa aproximadamente 374 °C sob pressão suficiente, entra num estado supercrítico. Não é exactamente líquido nem gás; é uma fase híbrida com propriedades invulgares.
Nestas condições, a água pode transportar várias vezes mais calor por quilograma do que a água quente “normal”. Além disso, escoa‑se de forma diferente através de fracturas na rocha e tende a reagir de modo mais agressivo com minerais.
Em teoria, um único poço a circular água supercrítica poderia fornecer muito mais potência do que um conjunto inteiro de poços geotérmicos convencionais.
É precisamente esta densidade energética que entusiasma empresas como a Quaise: se cada poço profundo produzir mais, serão necessários menos poços, reduzindo a ocupação à superfície e, potencialmente, os custos ao longo do ciclo de vida.
A contrapartida é dura: tudo o que toca nesse fluido - revestimentos de aço, cimentos de selagem, materiais para manter fracturas abertas e até a própria rocha envolvente - fica sujeito a uma combinação de química hostil e tensões mecânicas muito para além do que é habitual, mesmo na indústria petrolífera e do gás.
O pesadelo de engenharia: poços entupidos e materiais a desfazer‑se
Minerais que se transformam em “tampões” quase como betão
Um dos maiores problemas chama‑se incrustação mineral (formação de depósitos). Muitas rochas profundas contêm sais e metais dissolvidos que se mantêm estáveis a temperaturas muito elevadas e sob alta pressão. Porém, à medida que o fluido sobe e arrefece ou despressuriza ligeiramente, esses compostos podem cristalizar de forma brusca.
O efeito lembra o calcário numa chaleira - só que aqui acontece dentro de fracturas e poros a quilómetros de profundidade.
Com o tempo, estas incrustações podem estrangular o caminho de circulação, reduzindo a produção da central ou, no limite, inutilizando por completo um poço. Remover depósitos tão fundo é difícil, arriscado e caro.
No EDGE, os investigadores estão a testar sistematicamente diferentes composições de rocha para perceber o que se dissolve, o que precipita e em que combinações de temperatura e pressão se formam os bloqueios mais severos. Essa informação deverá orientar tanto a selecção de locais como estratégias de tratamento químico para projectos industriais.
Granulados de sustentação e areias sob calor extremo
Sistemas profundos poderão também depender de granulados de sustentação: grãos de areia ou partículas cerâmicas destinados a manter pequenas fracturas abertas, à semelhança de práticas já usadas noutros sectores do subsolo.
A cerca de 200 °C, existe experiência acumulada de décadas sobre o comportamento destes materiais. Mas a 400 °C, em água supercrítica e quimicamente agressiva, as mesmas partículas podem amolecer, reagir ou mesmo dissolver‑se.
No EDGE, estão a ser expostos vários tipos de areias, esferas cerâmicas e partículas compósitas a estas condições para medir o desempenho: mantêm a forma, resistem ao esmagamento e evitam degradar‑se em lama?
A viabilidade a longo prazo da geotermia superprofunda poderá depender tanto de materiais “banais”, como areia e cimento, quanto de ferramentas de perfuração de última geração.
A aposta radical da Quaise: perfurar sem brocas, com energia electromagnética
De brocas mecânicas à fusão controlada da rocha com ondas milimétricas
Enquanto a academia investiga a química e os materiais, a Quaise Energy está a atacar o problema mecânico central: como chegar, em escala, à rocha ultraquente.
A empresa desenvolve um sistema de perfuração que recorre a energia electromagnética de alta potência, em ondas milimétricas, para aquecer e fundir parcialmente a rocha - em vez de a triturar com brocas tradicionais.
À medida que a rocha junto à parede do poço derrete e volta a arrefecer, forma uma camada fina, semelhante a vidro, que reveste o furo.
Esse revestimento vitrificado poderá estabilizar o poço sob as pressões esmagadoras do subsolo profundo e, ao mesmo tempo, 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 atingir cerca de 1 km e, depois, avançar gradualmente para as profundidades de 10 a 20 km necessárias para aceder a rocha ultraquente em praticamente qualquer lugar.
Há poços de petróleo e gás que já ultrapassam 5 km em algumas bacias, mas usam métodos diferentes e visam zonas mais frias. Cada quilómetro adicional com esta abordagem híbrida (electromagnética‑térmica) introduz novos desafios de mecânica, calor e controlo operacional.
Porque é que os EUA querem chegar primeiro
Electricidade de carga de base para centros de dados e indústria pesada
Os EUA têm vários motivos para apostar numa tecnologia que, à primeira vista, parece de nicho. Centros de dados, pólos de inteligência artificial e grandes zonas industriais precisam de energia contínua, com baixas emissões de carbono.
A solar e a eólica podem ser combinadas com baterias, mas garantir fiabilidade durante vários dias - e alimentar indústria pesada - continua a ser caro. A geotermia superprofunda promete electricidade firme (de carga de base) com uma implantação à superfície compatível com locais onde já existem infra‑estruturas eléctricas.
- Funciona de forma contínua, independentemente do estado do tempo.
- Integra‑se com redes e corredores de transporte de energia já existentes.
- Baseia‑se num recurso doméstico difícil de “armar” ou perturbar geopoliticamente.
- Em princípio, pode ser instalada perto de grandes centros de consumo.
Existe ainda uma dimensão estratégica: capacidades avançadas de perfuração e modelação do subsolo são relevantes não só para geotermia, mas também para sectores industriais e de segurança. Dominar estas competências reforça um leque alargado de cadeias de valor.
A ascensão discreta da energia geotérmica nos planos globais
De actor secundário a candidato sério
À primeira vista, a geotermia continua a parecer pequena. Em 2024, a capacidade eléctrica geotérmica instalada chegou a cerca de 15,1 GW a nível mundial, gerando aproximadamente 99 TWh - por volta de 1% da electricidade renovável.
Onde já tem um peso mais visível é no calor directo: redes de aquecimento urbano, estufas, processos industriais e termas consumiram cerca de 245 TWh de calor geotérmico no mesmo ano, representando aproximadamente 3% da procura mundial 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 |
| Utilização de calor directo | 245 TWh | n/d | Cerca de 3% do calor renovável |
| Crescimento das utilizações de calor | +20% em 2024 | - | - |
| Investimento cumulativo projectado | - | 2,5 biliões de euros até 2050 | Até 15% do crescimento da procura de electricidade |
Vários cenários internacionais já atribuem à geotermia um papel muito maior a meio do século, sobretudo quando recursos mais profundos e mais quentes se tornarem tecnicamente e economicamente viáveis. Algumas projecções apontam para até 800 GW de capacidade em 2050, com produção anual comparável à electricidade que EUA e Índia geram hoje, em conjunto.
O que isto pode significar para Portugal e para a Europa
Em Portugal, a geotermia é frequentemente associada aos Açores, onde existe recurso vulcânico e experiência operacional. Porém, a promessa da geotermia superprofunda é precisamente reduzir a dependência de contextos vulcânicos, ao procurar calor em profundidade que tende a ser mais generalizado. Isso abre, pelo menos em teoria, novas possibilidades de estudo e demonstração também no continente - sobretudo se houver condições geológicas favoráveis e enquadramento regulatório adequado.
Para a Europa, a atractividade é clara: uma fonte local, com baixa pegada de carbono e produção constante, que pode complementar eólica e solar. A integração com redes de calor (onde existam ou possam ser criadas) pode ser decisiva, porque o valor económico do calor industrial e urbano pode melhorar a viabilidade de projectos - mesmo antes de se atingir a electricidade “ultraquente” em escala.
Riscos, incógnitas e o que pode correr mal
Apesar do entusiasmo, a geotermia superprofunda tem incertezas relevantes.
Os custos de perfuração podem disparar se a rocha for mais difícil do que o previsto ou se as ferramentas se degradarem rapidamente. Os poços podem sofrer corrosão química inesperada, incrustações ou falhas no revestimento muito antes do fim de vida estimado.
O risco sísmico também exige gestão rigorosa. A injecção e extracção de fluidos em profundidade pode, por vezes, desencadear pequenos sismos, como já aconteceu em alguns projectos de geotermia estimulada. Será necessário desenhar regimes de gestão de pressão e redes de monitorização que mantenham o risco dentro de limites aceitáveis para comunidades próximas.
Há ainda uma componente social: mesmo com riscos baixos, pode surgir oposição local se existir receio de sismicidade induzida, subsidência ou contaminação. Transparência na monitorização, dados acessíveis e supervisão independente podem ser tão importantes quanto o desempenho técnico.
O que “63 000 GW” significa, de facto, no mundo real
Quando se fala em 63 terawatts de potencial teórico, não se está a dizer que a humanidade consegue ligar essa potência “amanhã”. Uma parte substancial desse recurso ficará inacessível por razões geológicas, económicas ou ambientais.
Um objectivo mais realista é capturar apenas uma pequena fatia. Mesmo 1% do potencial superquente seria enorme face à procura eléctrica global actual - mas chegar a esse patamar poderá levar muitas décadas.
Em cenários práticos, a geotermia superprofunda pode ocupar um lugar semelhante ao da hídrica ou do nuclear hoje: uma espinha dorsal de produção contínua, complementada por renováveis variáveis e armazenamento. Além disso, pode fornecer calor directo a zonas industriais, substituindo caldeiras a carvão e gás em sectores como cimento, química ou aço.
Conceitos‑chave para perceber a geotermia superprofunda
Duas ideias técnicas surgem repetidamente nesta discussão:
- Água supercrítica: água aquecida e comprimida para além do ponto crítico (374 °C e 221 bar), tornando‑se um fluido denso, muito rico em energia, com propriedades intermédias entre líquido e gás.
- Geotermia de rocha ultraquente: sistemas que procuram rocha suficientemente quente para manter a água em estado supercrítico, tipicamente a profundidades superiores a 3 km - e frequentemente muito mais.
Para quem não é especialista, uma imagem útil é a de uma panela de pressão sobre outra panela de pressão, enterradas sob quilómetros de rocha. O desafio de engenharia é “enfiar uma palhinha” nesse ambiente, manter essa palhinha operacional durante décadas e fazer circular fluido sem a entupir nem a fracturar.
Se equipas nos EUA - como as da Oregon State University e da Quaise - conseguirem levar isto à escala comercial, não estarão apenas a escrever um novo capítulo da geotermia. Estarão a acrescentar uma opção poderosa ao conjunto de tecnologias de energia limpa, capaz de produzir de forma discreta e contínua sob quase todos os países do mundo.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário