Água fervendo guarda segredos que podem turbinar a energia nuclear; entenda

Você acha que sabe como a água entra em ebulição? Pense de novo.

Acontece que existem lacunas na compreensão científica sobre esse fenômeno. Aprender mais sobre como ocorre a transferência de calor poderia ajudar a aumentar com segurança a produção de usinas nucleares em até 20%, segundo um estudo publicado nesta sexta-feira (5) na revista Physical Review Letters.

"É um fenômeno muito complexo", disse em comunicado Matteo Bucci, professor assistente de engenharia nuclear do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. "Falamos de uma revolução energética, de uma revolução dos computadores, transistores em nano escala, todas essas grandes coisas. No entanto, ainda neste século, e talvez até no próximo, tudo isso é limitado pela transferência de calor.

A solução está na chamada "crise de ebulição". Pense em uma panela com água. À medida que o metal se aquece, tantas bolhas podem se formar na superfície quente que elas se juntam numa folha de vapor. Isso pode impedir que parte do calor seja transferido da panela para a água. Em reatores nucleares, o fenômeno pode bloquear o calor transferido das barras de combustível para a água de resfriamento, potencialmente danificando componentes essenciais, disse Bucci, coautor do artigo.

"A potência das usinas de energia é limitada pela crise de ebulição", disse Bucci em entrevista. "Operamos reatores de tal forma para manter a crise de ebulição bem longe."

Se os cientistas compreendessem melhor esse fenômeno, poderiam modelar superfícies com diferentes materiais ou texturas que minimizassem a interação entre as bolhas e evitassem a crise de ebulição. Isso poderia desenvolver reatores que funcionam a temperaturas mais altas e produzem mais energia.

Usinas nucleares têm enfrentado crescente pressão de custos quando comparadas a fontes mais baratas, como o gás natural e energias renováveis. Um avanço tecnológico que possibilitasse operadores a obterem uma maior produção dos reatores ajudaria a mantê-los competitivos.

Bucci disse que os retrofits necessários provavelmente seriam muito caros para serem implementados. Mas, para novos projetos de reatores, "o céu é o limite".