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Novos experimentos de laboratório que simulam as condições abaixo da crosta terrestre mostram que é possível aproveitar a energia de rochas superquentes nas profundezas do subsolo.
Às vezes referido como o “Santo Graal” da energia geotérmica, estudos anteriores concluíram que o estado semissólido destas rochas pode tornar isso impossível. No entanto, a equipa de investigação por detrás destas novas experiências afirma que o seu trabalho está entre os primeiros a mostrar uma abordagem potencialmente viável.
Em seu estudo publicado, a equipe de pesquisa do Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) diz que os geólogos estão divididos sobre se esta forma de energia renovável era acessível devido ao estado material das rochas superquentes e superprofundas.
“Rocha sob pressões e temperaturas tão altas – mais de 375óC ou 707 óF – é dúctil ou pegajoso, ao contrário de uma pedra quebrável do seu quintal”, explica um Comunicado de imprensa anunciando as descobertas da equipe. “Como resultado, alguns argumentaram que as fraturas não podem ser criadas. E se puderem, permanecerão abertos?”
No entanto, a equipa descobriu que essas rochas podem formar fraturas que permitem que o vapor supercrítico, uma forma de vapor de água que só pode existir em condições extremas, passe através da barreira e alcance a superfície. O acesso a esta equipa forneceria uma fonte renovável de energia a partir de rochas superquentes nas profundezas do subsolo.
De acordo com um relatório de 2021 da Clean Air Task Force citado pelos autores do estudo intitulado “Superhot Rock Geothermal, uma visão para energia com zero carbono em todos os lugares”, esse vapor supercrítico “pode penetrar nas fraturas com mais rapidez e facilidade e pode transportar muito mais energia por poço para a superfície – cerca de cinco a dez vezes a energia produzida pelos poços geotérmicos comerciais atuais”.
Aproveitando a energia do superquente Rocks Deep Underground
Geoffrey Garrison, vice-presidente de operações da Quaise Energy, que ajudou a financiar o trabalho, diz que o estado material desta rocha superprofunda e superquente não é como a rocha com a qual estamos familiarizados. Em vez disso, as temperaturas e pressões encontradas tão profundamente sob a crosta terrestre tornam-na significativamente mais maleável, tal como Silly Putty.
“Se você puxar devagar, ele se estica e fica elástico”, explica Garrison sobre o conhecido brinquedo infantil. Porém, o pesquisador afirma que essa situação muda se uma força for aplicada mais rapidamente.
“Se você puxar um pedaço de Silly Putty muito rapidamente, ele quebra”, explicou Garrison. “E esse é um comportamento frágil.”
Este comportamento incomum fez com que a equipe se perguntasse se as camadas rochosas que tentavam acessar poderiam funcionar de forma semelhante. “Se você tensionar a rocha lentamente sob essas condições extremas, ela pode esticar e não fraturar”, explicaram os pesquisadores.
Infelizmente, testar como as rochas nessas profundidades reagirão a várias tensões é impraticável. Em vez disso, a equipe procurou um método para simular essas condições em laboratório. Felizmente, de acordo com a professora associada Marie Violay, chefe do Laboratório de Mecânica Experimental das Rochas da EPFL, as instalações da equipe continham um simulador especialmente projetado, permitindo à equipe testar sua teoria sem cavar quilômetros abaixo da superfície.
“A melhor parte [of this research] foi o desenvolvimento de uma máquina experimental única, capaz de reproduzir as condições de pressão, temperatura e deformação de reservatórios supercríticos profundos próximos à transição frágil para dúctil”, explicou o pesquisador. “Além disso, conseguimos combinar estes resultados experimentais com imagens de raios X in situ obtidas do ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), oferecendo uma visão abrangente dos processos envolvidos.”
Como esperado, a equipe descobriu que rochas superquentes e superprofundas poderiam de fato fraturar se pressão suficiente fosse aplicada rapidamente. Como explicam os autores: “Este trabalho mostra que a rocha se estilhaça nestas condições, mas precisa de ser pressionada rapidamente para o fazer”.
Promissor para exploração de reservatórios geotérmicos profundos
Na conclusão do estudo, os autores observam que seus experimentos foram limitados ao laboratório e não foram realizados em um ambiente onde rochas superaquecidas transformam água em vapor supercrítico. Na verdade, a equipa afirma que foram recolhidos muito poucos dados reais deste ambiente remoto e hostil, especialmente no que diz respeito à ideia de capturar energia de rochas superquentes nas profundezas do subsolo.
“Existem muito poucos dados in situ disponíveis e estes estão entre os primeiros resultados experimentais que esclarecem condições tão extremas”, disse Violay.
Ainda assim, as experiências da equipa mostraram que as rochas neste tipo de ambiente podem ser suficientemente permeáveis se forem tensionadas e fissuradas para permitir a recolha de energia limpa e renovável a partir de rochas superquentes nas profundezas do subsolo.
“Este trabalho é emocionante porque apresenta as primeiras medições de permeabilidade realizadas durante a deformação em condições de pressão e temperatura características de reservatórios geotérmicos supercríticos profundos perto da transição frágil para dúctil na crosta”, disse Violay. “Mostramos que a transição frágil para dúctil não é um corte para a circulação de fluidos na crosta, o que é promissor para a exploração de reservatórios geotérmicos profundos.”
O estudo “Particionamento de permeabilidade através da transição frágil para dúctil e suas implicações para reservatórios geotérmicos supercríticos” era publicado em Comunicações da Natureza.
Christopher Plain é romancista de ficção científica e fantasia e redator-chefe de ciências do The Debrief. Siga e conecte-se com ele no X, conheça seus livros em plainfiction.comou envie um e-mail diretamente para ele em christopher@thedebrief.org.
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