Os investigadores e as startups norte-americanas estão agora numa corrida para transformar esse estranho “teatro” subterrâneo numa fonte de energia limpa, constante e sempre disponível - e acreditam que pode ultrapassar, em escala, todo o sistema eléctrico mundial actual.
Geotermia superprofunda: a “nova” energia antiga
A energia geotérmica está longe de ser uma novidade. De Islândia ao Quénia, já se perfura até rocha quente, injeta-se água e aproveita-se o vapor (ou água quente) que regressa para accionar turbinas. É uma tecnologia estável, não depende do vento nem do sol e funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Ainda assim, a geotermia convencional só explora uma fatia muito limitada do que existe no subsolo. Em regra, depende de rochas naturalmente quentes e permeáveis, muitas vezes em zonas vulcânicas - o que restringe drasticamente os locais onde se pode construir.
A geotermia superprofunda aponta para rocha ultraquente entre 3 e 19 quilómetros de profundidade, onde o calor se torna quase universal, e não apenas um privilégio de “hotspots” vulcânicos.
A essas profundidades, as temperaturas podem ser tão elevadas que empurram a água para o estado supercrítico, gerando um fluido muito mais denso em energia do que o vapor comum. Se a engenharia conseguir dominar a circulação e o controlo desse fluido, abre-se o acesso a um recurso que alguns investigadores estimam em cerca de 63 terawatts (63 000 gigawatts) de capacidade potencial de produção à escala do planeta.
Para contexto, a produção eléctrica actual da humanidade ronda aproximadamente um oitavo desse valor.
Um laboratório a tentar “trazer” a Terra profunda para a superfície
O experimento do Oregon para reproduzir condições infernais
Antes de lá chegar, é essencial perceber o que acontece, de facto, vários quilómetros abaixo do solo. É precisamente esse o objectivo do novo Laboratório Experimental de Energia Geotérmica Profunda (EDGE), da Universidade Estatal do Oregon.
O EDGE nasce com o apoio de uma doação de 750 000 dólares (cerca de 700 mil euros, dependendo do câmbio) da startup norte-americana Quaise Energy, e 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 na ordem das 500 atmosferas (aprox. 507 bar), valores incomparavelmente superiores aos da superfície.
Ao obrigar água, minerais e fragmentos de rocha a interagirem em tempo real a 400 °C e 500 atmosferas, o EDGE permite observar processos da Terra profunda que antes existiam sobretudo em modelos computacionais.
Câmaras e sensores registam pormenores críticos: de que forma 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” canais e fracturas.
Muitos modelos de geotermia usados hoje, calibrados para condições mais moderadas (cerca de 200 °C), deixam de ser fiáveis quando se entra nestes extremos. A ambição é que os dados do EDGE alimentem 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
A passagem para o domínio supercrítico
Quando a água ultrapassa aproximadamente 374 °C, mantendo pressão suficiente, entra no estado supercrítico. Já não é exactamente líquido nem gás: torna-se uma fase híbrida com propriedades invulgares.
Nesse regime, a água consegue transportar várias vezes mais calor por quilograma do que a água quente “normal”. Além disso, escoa-se de forma diferente em fracturas da rocha e reage de maneira mais agressiva 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 ocupação à superfície e os custos ao longo da vida do projecto.
O reverso da medalha é duro: tudo o que toca nesse fluido - revestimentos de aço, cimentos de selagem, propantes e até a própria rocha envolvente - fica sujeito a química corrosiva e esforços mecânicos muito superiores aos enfrentados na maioria dos poços de petróleo e gás.
O pesadelo da engenharia: poços entupidos e materiais a desfazer-se
Minerais que se transformam em tampões “de betão”
Uma das grandes dores de cabeça chama-se incrustação mineral (scaling). Muitas rochas profundas contêm sais e metais dissolvidos que são estáveis a temperaturas e pressões muito elevadas. No entanto, à medida que o fluido sobe e arrefece - ou perde ligeiramente pressão - esses minerais podem cristalizar de forma abrupta.
O efeito lembra o calcário que se acumula numa chaleira, mas acontece dentro de fracturas e poros a vários quilómetros de profundidade.
Com o tempo, essa incrustação pode estrangular as vias de circulação, reduzindo drasticamente a produção de uma central ou até inutilizando um poço. Remover depósitos tão fundo é complexo, arriscado e caro.
No EDGE, os cientistas estão a testar de forma sistemática diferentes composições de rocha para perceber o que se dissolve, o que precipita e em que combinações de temperatura e pressão surgem os entupimentos mais graves. Esse conhecimento deverá orientar a selecção de locais e as estratégias de tratamento químico em projectos industriais.
Propantes e areias sob calor extremo
Os sistemas profundos poderão também depender de propantes - grãos de areia ou partículas cerâmicas usadas para manter microfracturas abertas, num conceito semelhante ao aplicado no sector do petróleo e do gás.
A 200 °C, existe já uma longa experiência com estes materiais. Mas a 400 °C, em água supercrítica quimicamente agressiva, os mesmos grãos podem amolecer, reagir ou dissolver-se.
A equipa do EDGE está a expor diversos tipos de areias, esferas cerâmicas e partículas compósitas a essas condições, medindo o desempenho de cada opção: mantém a forma, resiste ao esmagamento e evita transformar-se em lamas?
A viabilidade a longo prazo de projectos superprofundos dependerá tanto de materiais aparentemente banais - como areia e cimento - quanto de ferramentas de perfuração de última geração.
A aposta arrojada da Quaise na perfuração
De brocas a fusão de rocha por energia electromagnética
Enquanto a academia explora a química e a física dos fluidos, a Quaise Energy concentra-se na parte mecânica: como chegar, em escala, a rochas ultraquentes.
A empresa está a desenvolver um sistema de perfuração que utiliza 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 furo derrete e arrefece, forma uma película fina, semelhante a vidro, que reveste o poço.
Este revestimento vitrificado poderá estabilizar o poço sob as enormes pressões da Terra profunda e, ao mesmo tempo, reduzir reacções indesejadas entre o fluido e a rocha envolvente.
A Quaise já realizou testes de campo, incluindo um poço demonstrador de 118 metros numa pedreira de granito no Texas. O próximo passo é avançar para cerca de 1 quilómetro e, depois, evoluir progressivamente rumo aos 10 a 20 quilómetros necessários para aceder a rocha ultraquente em praticamente qualquer lugar.
É verdade que alguns poços de petróleo e gás já ultrapassam 5 quilómetros em certas bacias, mas recorrem a métodos diferentes e visam zonas mais frias. Cada quilómetro adicional com esta abordagem electromagnética-térmica híbrida coloca novos desafios mecânicos e térmicos.
Porque é que os EUA querem chegar primeiro
Electricidade de carga de base para centros de dados e indústria pesada
Os Estados Unidos têm várias razões para apostar numa tecnologia que, à primeira vista, pode parecer de nicho. Centros de dados, clusters de inteligência artificial e grandes pólos industriais precisam de electricidade contínua, com baixas emissões de carbono.
Solar e eólica podem ser combinadas com baterias, mas essa solução continua dispendiosa quando se exige fiabilidade durante vários dias e fornecimento robusto para indústria pesada. A geotermia superprofunda promete electricidade de carga de base estável, com uma ocupação à superfície compatível com locais onde já existem centrais e infra-estruturas.
- Funciona de forma contínua, independentemente do estado do tempo.
- Integra-se em redes eléctricas e corredores de transporte já existentes.
- Explora um recurso doméstico, difícil de “armar” geopoliticamente ou interromper por terceiros.
- Pode, em princípio, ser implantada mais perto de grandes centros de consumo.
Há também um ângulo estratégico: as competências avançadas em perfuração e modelação do subsolo são úteis tanto para geotermia como para áreas ligadas à defesa e à extracção de recursos. Liderar aqui fortalece uma constelação de capacidades industriais.
A ascensão discreta da geotermia nos planos energéticos globais
De actor secundário a candidato sério (com a geotermia superprofunda)
No papel, a geotermia continua a parecer pequena. Em 2024, a capacidade geotérmica eléctrica instalada atingiu cerca de 15,1 GW no mundo, gerando aproximadamente 99 TWh - à volta de 1% da electricidade renovável.
Onde já se destaca é no calor directo: redes de aquecimento urbano, estufas, processos industriais e termas utilizaram cerca de 245 TWh de calor geotérmico nesse mesmo ano, representando 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 |
| Utilização de calor directo | 245 TWh | n/d | Cerca de 3% do calor renovável |
| Crescimento dos usos de calor | +20% em 2024 | – | – |
| Investimento acumulado projectado | – | 2,5 biliões de euros (2,5×10¹²) até 2050 | Até 15% do crescimento da procura de electricidade |
Os cenários internacionais passaram a atribuir à geotermia um papel muito maior a meio do século, sobretudo se recursos mais profundos e mais quentes se tornarem economicamente viáveis. Algumas agências apontam para até 800 GW de capacidade em 2050, com produção anual semelhante à electricidade hoje gerada em conjunto pelos Estados Unidos e pela Índia.
Pontos adicionais que influenciam a adopção (e que não são só tecnologia)
Um aspecto determinante é a integração na rede. Electricidade firme e previsível tem valor elevado porque reduz a necessidade de sobredimensionar armazenamento e capacidade de reserva. À medida que crescem as renováveis variáveis, projectos de geotermia (incluindo geotermia superprofunda) podem ser remunerados não apenas por kWh, mas também por serviços como estabilidade de frequência e capacidade disponível.
Outro tema é a cadeia de fornecimento e mão-de-obra. Se a perfuração superprofunda ganhar escala, parte das competências, equipamentos e fornecedores associados ao sector do petróleo e gás poderá transitar para projectos de energia limpa. Essa reconversão, quando bem planeada, acelera prazos e pode reduzir custos - mas exige normas, formação e validação de materiais para temperaturas e químicas muito mais agressivas.
Riscos, incógnitas e o que pode correr mal
Apesar do entusiasmo, a geotermia superprofunda traz incertezas substanciais.
Os custos de perfuração podem disparar se a rocha for mais resistente do que o esperado ou se as ferramentas se degradarem rapidamente. Os poços podem sofrer corrosão química inesperada, incrustações, ou falhas de revestimento muito antes do previsto.
O risco sísmico também requer gestão rigorosa. A injecção e extracção de fluidos em profundidade pode, ocasionalmente, desencadear sismos de pequena magnitude - como já aconteceu em alguns projectos de geotermia estimulada. Para manter o risco dentro de limites aceitáveis para comunidades próximas, será necessário desenhar regimes de gestão de pressão e redes de monitorização robustas.
Existe ainda uma dimensão social. Mesmo que os riscos sejam baixos, pode surgir oposição local por receios de sismicidade induzida, subsidência ou contaminação. A confiança vai depender tanto de monitorização transparente como de fiscalização independente, não apenas do desempenho técnico.
O que significam, na prática, “63 000 GW”
Quando se fala em 63 terawatts de potencial teórico, isso não implica que seja possível “ligar” esse valor amanhã. Uma parte significativa permanecerá inacessível devido a limitações geológicas, custos ou restrições ambientais.
Um objectivo mais plausível é captar apenas uma fracção. Mesmo 1% desse potencial superquente continuaria a ser enorme - ainda assim, alcançar esse patamar poderá exigir muitas décadas.
Em cenários realistas, a geotermia superprofunda pode assumir um papel semelhante ao da hídrica ou da nuclear hoje: uma espinha dorsal de produção firme, complementada por renováveis variáveis e armazenamento. Além disso, pode fornecer calor directo a pólos industriais, substituindo caldeiras a carvão e a gás em sectores como cimento, química ou aço.
Conceitos-chave a esclarecer
Dois conceitos técnicos 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 a água nesse estado supercrítico, geralmente a profundidades superiores a 3 km - muitas vezes bastante mais.
Para quem não é especialista, uma imagem útil é a de uma panela de pressão em cima de outra panela de pressão, enterradas sob quilómetros de rocha. O desafio de engenharia consiste em “enfiar uma palhinha” nesse sistema, manter essa palhinha íntegra durante décadas e fazer circular o fluido sem entupir nem fracturar o circuito.
Se equipas norte-americanas como as da Universidade Estatal do Oregon e da Quaise conseguirem levar isto à escala comercial, não estarão apenas a virar uma página na geotermia: estarão a acrescentar uma opção poderosa ao conjunto global de tecnologias de electricidade limpa - uma que, silenciosamente, existe sob quase todos os países do planeta.
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