A fusão nuclear como fonte de energia não tem qualquer futuro.

Há dias saiu a notícia que foi conseguido um saldo positivo de energia.

Diz a notícia que, decorridos 60 anos de investigação, um laboratório da Universidade da Califórnia, usando uma máquina que já custou milhares de milhões de dólares, injectou 2,05 megajoules de energia e  produziu 3,15 megajoules de energia.

Este feito não tem qualquer importância porque i) estamos a falar que quantidades ínfimas de energia, equivalente a 0,1 litros de gasolina!!!!!! e ii) a energia que injectaram estava na forma de electricidade e a energia produzida estava na forma de calor (são precisos 8 MJ térmicos para produzir 2 MJ eléctricos). 

A energia libertada é muito grande e o hidrogénio é baratíssimo.

As estrelas dão calor e luz porque fundem hidrogénio numa cascata de reacções:

    H + H = D + positrão + 1.44 MeV

    D + H = He3 + 5.49 MeV

    He3 + He3 = He4 + 2.H +12.86 MeV

Esta cascata de reacções condensa-se na reacção seguinte:

    4H = He4 + 26,72 MeV

Um MeV é muito pouca energia, 1.602E-13 MJ, mas uma mole (4 gramas de hidrogénio) tem muitos átomos (o número de Avogrado, 6.022E+23). Multiplicando as duas grandezas por 26,72, vemos que 4 gramas de hidrogénio produzem 2580MJ que são equivalentes a 820000 litros de gasolina ou ter um aquecimento de 1000W a trabalhar ininterruptamente durante 80 anos.

Para produzir toda a electricidade de portugal durante um ano, com um rendimento de 25%, seriam necessários apenas 2,7 m3 de água.

Então qual é o problema?

É que não é possível na Terra fundir os núcleos de dois átomos hidrogénio.

A repulsão entre os protões é tão grande que, para se aproximarem e ficarem "colados" um ao outro, são necessárias pressões incompatíveis com o ambiente que vivemos na Terra. O Sol funde hidrogénio porque tem 330000 vezes o tamanho da Terra (em massa) o que faz com que o seu interior comprima os átomos de hidrogénio com uma pressão que nunca conseguiremos ter na Terra. 

A alternativa é acelerarmos os átomos o que se consegue fazendo subir a temperatura acima 100 mil milhões de graus C, o que é muito difícil de conseguir e, depois, de manter. O material que resiste a temperatura mais elevada e o Tungsténio que derrete a 3422 .C e nós precisamos de mais de 100 mil milhões!!!

Estão a ver a impossibilidade?

A reacção alternativa D + T.

Em vez de usar Hidrogénio, usa-se Deutério e Tritium. 

  D + T = He4 + N + 17,6MeV

É esta a reacção que se procura controlar pois já "só" são necessárias temperaturas de 1000 milhões de graus centígrados. É muito difícil atingir e controlar esta temperatura mas acrescenta um problema ainda mais grave, é que na Terra não há Tritium!!!!!!

O Tritium é produzido nos reactores nucleares CANDU de água pesada (que usam urânio) em que um reactor de 600MWe produz 100 gramas de Tritium por ano (sim, apenas 100 gramas). Um reator de fusão de 600MWe precisa me 30kg de tritium por ano. Sendo assim, são precisos 300 reactores CANDU de 600MWe para alimentar um reactor  de fusão de capacidade idêntica.

O reactor CANDU é formado por 480 "mini-reactores" com forma de tubo, enfiados num cilindro cheio de "água pesada".

Mesmo que a energia da fusão nuclear fosse gratuita.

Apenas poderia suprir 1/300 = 0,3% da energia produzida por fontes nucleares.

E a alternativa de bombardear Lítio para produzir Tritium?

Durante a reacção D + T é libertado um neutrão de alta velocidade que, chocando com um átomo de Lítio, produz um átomo de trítium.

  D + T = He4 + N + Energia

  N + Li = T 

Juntando as duas reacções, teremos

  D + Li = He4 + Energia

O problema é que i) é preciso reciclar continuamente o Lítio para retirar o Tritium, ii) o rendimento é baixo não conseguindo produzir nem metade do Tritium necessário iii) o Lítio tem contaminantes que se tornam lixo radioactivo.

A fusão é muito difícil (para não dizer impossível) e não tem vantagens relativamente ao Urânio.

Com a inovação nos painéis solares, a energia nuclear deixou de fazer sentido. Já expliquei as contas e, se há 15 anos eu era um defensor acérrimo do nuclear, agora não vejo viabilidade económica à tecnologia.

Mas se é para apostar no nuclear, não vale a pena enterrar milhares de milhões de euros no desenvolvimento de uma tecnologia que é altamente difícil de controlar (para não dizer que é impossível) e que não resolve o problema dos resíduos nucleares.

Melhor seria investir recursos nos reactores de neutrões rápidos de "queima" de resíduos nucleares (FBR - Fast Breeder Reactors).

Mas os investimentos públicos nunca precisam de justificação racional.

Um maluco esquerdista qualquer diz "o futuro são os comboios" e lá o Estado (os contribuintes) metem milhares de milhões em comboios que, daqui a 10 anos, estão todos parados.

Outro maluco esquerdista qualquer diz "o futuro é o hidrogénio verde" e lá o Estado (os contribuintes) metem milhares de milhões numa rede de hidrogénio que, daqui a 10 anos, vai estar completamente encostada.

Outro maluco esquerdista qualquer diz "o meu sonho é a educação" e metem-se a passar tudo a torto e a direito e a empurrar os jovens para cursos de humanidades que não dão qualquer competência profissional. Passados 10 anos, vê-mo-los ressabiados nas caixas dos supermercados.

Outro maluco esquerdista qualquer diz "O grande capital explora os trabalhadores" e, passado 10 anos, a Roménia ultrapassa-nos.

Outro ou o mesmo pois são todos farinha do mesmo saco.

Fig. 2 - No ano 2000, o PIB per capita romeno era 30% do nosso e já nos apanhou!

(dados: Racio do GDP per capita, PPP (current international $), WB indicators)

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A solução para as cheias do Rio Trancão é instalar uma Bomba de Venturi na foz.

Lisboa tem muitas cheias porque o clima é de transição.

Se nos recordarmos das notícias, nunca se vêm cheias catastróficas em Paris ou em Londres porque o clima é bem definido, chove lentamente e por um período de tempo elevado. Como chove constantemente, não há a possibilidade de construir no leito de cheia.

Lisboa tem um clima mediterrânico, com poucos dias de chuva mas com chuva muito intensa de vez em quando. Como pode haver anos seguidos em que a chuva é pouca, há a tendência para ocupar os leitos de cheia.

Será que Lisboa é mal governada?

Quando foi feito o tabuleiro inferior da Ponte de D. Luís I no Porto, foram procurados os caudais históricos registados dos últimos 2000 anos pois, se a água atingisse o tabuleiro, a ponte cairia. 

Mas as pessoas não pensam assim. Se no tempo dos pais nunca a água inundou uma determinada área, pensam que essa área está a salvo das cheias, o que não é verdade. Mas esta forma de pensar está correcta pois, havendo apenas necessidade de incorporar na decisão (e na gestão dos negócios) este risco.

Façamos umas contas.

Durante o verão, um restaurante a 500 m do mar tem um lucro de 1000€ enquanto que um restaurante mesmo em cima do mar tem um lucro de 10000€. O problema é que, no inverno, o mar atacar o restaurante mais próximo causando um prejuízo 8000€.

Na decisão de fazer o restaurante sobre o mar, o lucro líquido será 10000€-8000€ = 2000€ enquanto que o restaurante distante se fica pelos 1000€.

Neste caso, vale a pena assumir o risco da destruição.

As cidades foram feitas nas margens das linhas de água.

Isto quer dizer que a parte central das cidades é uma zona de inundação. Estas área, por serem centrais, começaram a ser ocupadas com imóveis e as linhas de água metidas dentro de tubos incapazes de transportar os caudais extremos que, muito raramente, acontecem.

Ao fazer mais estradas e casas, mais rapidamente a água das chuvas chega à linha de água e, ao mesmo tempo, os "tubos" por onde passa a água vão ficando cada vez menores.

Em particular, temos o Rio Trancão.

O Rio Trancão drena 293km2. Pensando um dia extremo em chovem 60 mm, será preciso escoar 18 milhões de metros cúbicos de água, 200m3/segundo (por comparação, o caudal médio do Rio Tejo na foz é de 500m3/segundo).

Quando aumenta o caudal do Rio Trancão e, em simultâneo, aumenta o caudal do Rio Tejo e a maré está alta, não é possível descarregar 200m3/segundo para o Rio Tejo.

A Bomba de Venturi.

A Bomba de Venturi usa a velocidade de um jacto para arrastar a água que está à volta. Vamos supor que com a maré baixa (nível do Tejo em 0m), o caudal do Rio Trancão é de 200m3/s (velocidade de 5m/s) mas que quando o nível do Rio Tejo sobe (para 2m), o caudal diminui para 50m3/s (velocidade de 1,25m/s). A Bomba de Venturi injecta no meio do ria um tacto a 20m/s que vai arrastar a água, aumentando o caudal do rio.

Utilizar a Bomba de Ventiri será equivalente a descer no nível do Rio TEjo em 2 metros (para o nível da maré baixa).

Em termos energéticos, elevar um caudal 200m3/s uma altitude de 2 metros, com um rendimento de 40%, precisamos de duas bombas de 5 MW cada, o que não é nada de extraordinário, tem um preço inferior a 1 milhão € cada e resolve-se os problemas das cheias nas margens do Rio Trancão.

Fig. 1 - Corte da foz do Rio Trancão onde se esquematiza a Bomba de Venturi; o canal do rio aprofundado e revestido a betão liso para diminuir a erosão e a perda de energia; e o ganho de cota de 2 metros para o Rio Tejo.

Mas o canal vai-se encher de sedimentos.

Isso é verdade, quando o caudal for pouco, o canal aprofundado vai-se encher de sedimentos, terra e areia, mas, quando houver necessidade de ligar a Bomba de Venturi, todos esses sedimentos serão rapidamente atirados para o Rio Tejo.

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