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Um feixe de energia atingiu a laje de rocha, que rapidamente começou a brilhar. Pedaços se partiram, faíscas ricochetearam e poeira girou ao redor sob uma rajada de ar.
De dentro de um trailer modificado, espreitei pela janela enquanto uma sonda de perfuração por ondas milimétricas, acoplada a um discreto caminhão-baú, derretia um buraco em um pedaço de basalto em menos de dois minutos. Após o teste terminar, saí do trailer para o calor de Houston. Pude ver um anel de material negro e vítreo estampado nos fragmentos da laje, evidência de onde a rocha havia derretido.
Essa tecnologia de perfuração por fusão de rocha, desenvolvida pela startup geotérmica Quaise, é certamente não convencional. A empresa espera que ela seja a chave para destravar a energia geotérmica e torná-la viável em qualquer lugar.
A energia geotérmica tende a funcionar melhor nas partes do mundo que possuem a geologia adequada e calor próximo à superfície. A Islândia e o oeste dos Estados Unidos, por exemplo, são pontos quentes dessa fonte renovável sempre disponível porque reúnem todos os ingredientes necessários. Mas, cavando fundo o suficiente, as empresas poderiam, teoricamente, acessar o calor da Terra em qualquer lugar do globo.
Essa é uma tarefa difícil, no entanto. Em alguns lugares, acessar temperaturas suficientemente altas para gerar eletricidade de forma eficiente exigiria perfurar quilômetros e quilômetros abaixo da superfície. Muitas vezes, isso significaria atravessar rochas muito duras, como o granito.
A solução proposta pela Quaise é um novo modo de perfuração que dispensa a técnica tradicional de raspar a rocha com uma broca dura. Em vez disso, a empresa planeja usar um giotron, um dispositivo que emite radiação eletromagnética de alta frequência. Hoje, a indústria de energia de fusão usa giotrons para aquecer plasma a 100 milhões de °C, mas a Quaise planeja usá-los para explodir, derreter e vaporizar rocha. Isso poderia, em teoria, tornar a perfuração mais rápida e mais econômica, permitindo que a energia geotérmica fosse acessada em qualquer lugar.
Desde a sua fundação em 2018, a Quaise demonstrou que seus sistemas funcionam nas condições controladas do laboratório e iniciou testes em um ambiente semicontrolado, incluindo o quintal de sua sede em Houston. Agora, esses esforços estão saindo do laboratório, e a equipe está levando a tecnologia de perfuração com giotron para uma pedreira, a fim de testá-la em condições reais.
Alguns especialistas alertam que reinventar a perfuração não será tão simples, nem tão rápido, quanto a liderança da Quaise espera. A startup também está tentando levantar uma grande rodada de financiamento neste ano, em um momento em que a incerteza econômica desacelera os investimentos e a indústria de tecnologia climática nos Estados Unidos enfrenta dificuldades políticas por causa de políticas como tarifas e a redução do apoio governamental. A grande ideia da Quaise busca acelerar uma antiga fonte de energia renovável. Este momento decisivo pode determinar até onde essa ideia pode chegar.
Explodindo através
Cálculos aproximados da indústria geotérmica sugerem que há energia suficiente armazenada dentro da Terra para atender às nossas demandas energéticas por dezenas ou até centenas de milhares de anos, afirma Matthew Houde, cofundador e chefe de gabinete da Quaise. Depois disso, outras fontes como a fusão devem estar disponíveis, “assumindo que continuemos por tanto tempo, por assim dizer”, brinca ele.
“Queremos ser capazes de escalar esse estilo de geotermia para além dos locais onde conseguimos acessar facilmente essas temperaturas hoje com a perfuração convencional”, diz Houde. A chave, acrescenta, é simplesmente ir fundo o bastante: “Se conseguirmos escalar essas profundidades para 10 a 20 quilômetros, então poderemos tornar a geotermia superquente acessível em todo o mundo.”
Embora isso seja tecnicamente possível, há poucos exemplos de humanos perfurando próximo a essa profundidade. Um projeto de pesquisa iniciado em 1970 na antiga União Soviética atingiu pouco mais de 12 quilômetros, mas levou quase 20 anos e foi incrivelmente caro.
A Quaise espera acelerar a perfuração e reduzir seus custos, diz Houde. O objetivo da empresa é perfurar a rocha a uma taxa de entre três e cinco metros por hora de operação contínua.
Um fator-chave que atrasa muitas operações que perfuram rochas duras como o granito é o tempo improdutivo. Por exemplo, o equipamento frequentemente precisa ser trazido de volta à superfície para reparos ou para substituir as brocas.
A chave da Quaise para potencialmente mudar isso é o seu giotron. O dispositivo emite ondas milimétricas, feixes de energia com comprimentos de onda que ficam entre as micro-ondas e as ondas infravermelhas. É um pouco como um laser, mas o feixe não é visível ao olho humano.
O objetivo da Quaise é aquecer a rocha-alvo, efetivamente perfurando-a. O giotron dispara ondas em direção à rocha-alvo por meio de um guia de ondas, um tubo metálico oco que direciona a energia para o ponto certo. (Um dos principais desafios tecnológicos da empresa é evitar a formação acidental de plasma, um estado ionizado e superaquecido da matéria, já que isso pode desperdiçar energia e danificar equipamentos essenciais, como o guia de ondas.)
Veja como funciona na prática: quando a sonda da Quaise está perfurando um buraco, a ponta do guia de ondas é posicionada a cerca de 30 centímetros da rocha-alvo. O giotron emite uma rajada de ondas milimétricas por cerca de um minuto. Elas percorrem o guia de ondas e atingem a rocha, que aquece e depois se racha, derrete ou até vaporiza.
Em seguida, o feixe é interrompido, e a broca na extremidade do guia de ondas é abaixada até a superfície da rocha, girando e raspando os fragmentos quebrados e pedaços derretidos à medida que desce. Uma rajada constante de ar leva os detritos até a superfície, e o processo se repete. A energia das ondas milimétricas faz o trabalho pesado, enquanto a raspagem e o ar comprimido ajudam a remover o material fraturado ou derretido.
Foi esse sistema que eu vi em funcionamento na sede da empresa em Houston. A sonda de perfuração no pátio é uma instalação pequena, algo parecido com o que uma empresa de construção poderia usar para perfurar microestacas de fundação ou o que pesquisadores usariam para coletar amostras geológicas. No total, o giotron tem uma potência de 100 quilowatts. Um sistema de resfriamento ajuda o ímã supercondutor do giotron a atingir a temperatura necessária (cerca de -200 °C), e um sistema de filtragem captura os detritos que se desprendem das amostras.
Logo após minha visita, essa instalação no quintal foi embalada e enviada para o centro do Texas, para ser usada em novos testes de campo em uma pedreira. A empresa anunciou em julho que havia utilizado essa sonda para perfurar um poço de 100 metros de profundidade nesse local de testes.
A Quaise não é a primeira a desenvolver perfuração não mecânica, afirma Roland Horne, chefe do programa geotérmico da Universidade de Stanford. “Queimar buracos em rochas é impressionante. No entanto, isso não é tudo o que está envolvido em perfuração”, diz ele. A operação precisará ser capaz de resistir às altas temperaturas e pressões no fundo dos poços à medida que são perfurados, acrescenta.
Até agora, a empresa teve sucesso em perfurar buracos em colunas de rocha dentro de revestimentos metálicos, bem como na pedreira durante seus testes de campo. Mas há um longo caminho entre perfurar material previsível em um ambiente relativamente previsível e criar um poço geotérmico com vários quilômetros de profundidade.
Caminhos rochosos
Em abril, a Quaise integrou totalmente seu segundo giotron de 100 quilowatts em uma sonda de petróleo e gás pertencente ao investidor e parceiro tecnológico da empresa, a Nabors. Essa sonda é do tipo normalmente usado para treinamento ou desenvolvimento de engenharia e está instalada junto a uma fileira de outras sondas na sede da Nabors, do outro lado da cidade em relação ao laboratório da Quaise. Com 55 metros de altura, o topo é visível acima do prédio de escritórios a partir do estacionamento.
Quando visitei em abril, a empresa ainda concluía os testes iniciais, usando papel térmico especial e disparando rajadas curtas para avaliar a configuração. Em maio, a empresa testou essa sonda integrada, perfurando um buraco com cerca de 10 centímetros de diâmetro e 9 metros de profundidade. Outro teste, em junho, atingiu uma profundidade de 12 metros. Esses buracos foram perfurados em colunas de basalto que haviam sido inseridas no solo como material de teste.
Enquanto a empresa testa seus sistemas de 100 quilowatts na sonda e na pedreira, o próximo passo é um sistema ainda maior, que conta com um giotron dez vezes mais potente. Esse sistema de um megawatt perfurará buracos maiores, com mais de 20 centímetros de diâmetro, e representa a versão em escala comercial da tecnologia da empresa. Os testes de perfuração com essa broca maior estão previstos para começar em 2026.
O sistema de um megawatt na verdade precisa de pouco mais de três megawatts de energia no total, incluindo a energia necessária para operar equipamentos de apoio, como sistemas de resfriamento e o compressor que sopra ar para dentro do poço, trazendo a poeira da rocha de volta à superfície. Essa demanda energética é semelhante à de uma sonda de petróleo e gás atual.
A Quaise está no processo de montar uma planta-piloto no Oregon, basicamente na encosta de um vulcão, diz Trenton Cladouhos, vice-presidente de desenvolvimento de recursos geotérmicos da empresa. Esse projeto usará perfuração convencional, e seu principal objetivo é mostrar que a Quaise consegue construir e operar uma usina geotérmica, afirma Cladouhos.
A empresa está construindo um poço de exploração neste ano e planeja começar a perfuração de poços de produção (aqueles que poderão ser usados futuramente para gerar eletricidade) em 2026. Esse projeto-piloto terá capacidade de cerca de 20 megawatts de energia com os primeiros poços, operando em rocha a cerca de 350 °C. A empresa planeja colocá-lo em operação já em 2028.
A estratégia da Quaise com o projeto no Oregon é mostrar que pode usar rochas superquentes para produzir energia geotérmica de forma eficiente, diz o CEO Carlos Araque. Depois que a usina for acionada e começar a gerar eletricidade, a empresa poderá voltar e aprofundar os poços com perfuração por ondas milimétricas no futuro, acrescenta.
Araque afirma que a empresa já tem alguns clientes alinhados para a energia que vai produzir, embora tenha se recusado a nomeá-los, dizendo apenas que um deles é uma grande empresa de tecnologia e que também há uma concessionária envolvida.
Mas a startup precisará de mais capital para concluir esse projeto e finalizar seus testes com o giotron maior, de um megawatt. E há incertezas no setor de tecnologia climática, dadas as tarifas e a reversão do apoio financeiro promovidas pelo governo Trump (embora a geotermia tenha sido relativamente pouco afetada).
A Quaise ainda tem algumas barreiras técnicas a superar antes de começar a construir usinas comerciais.
Um possível obstáculo: perfuração em diferentes direções. No momento, a perfuração por ondas milimétricas só pode seguir em linha reta, verticalmente. Desenvolver uma usina geotérmica como a do projeto no Oregon provavelmente exigirá o que se chama de perfuração direcional, a capacidade de perfurar em direções que não apenas a vertical.
E a empresa provavelmente enfrentará desafios à medida que faz a transição dos testes de laboratório para os testes de campo. Um desafio central para as empresas de tecnologia geotérmica que tentam operar a essa profundidade será manter os poços funcionais por um longo tempo, a fim de manter uma usina em operação, afirma Jefferson Tester, professor da Universidade Cornell e especialista em energia geotérmica.
A tecnologia da Quaise é muito ambiciosa, diz Tester, e pode ser difícil para novas ideias em geotermia competirem economicamente. “No fim das contas, tudo se resume ao custo”, afirma. E empresas com ideias ambiciosas correm o risco de seus investidores perderem a paciência antes que consigam desenvolver sua tecnologia o suficiente para conectá-la à rede.
“Há muito mais a aprender — quero dizer, estamos reinventando a perfuração”, diz Steve Jeske, gerente de projetos da Quaise. “Parece que não deveria funcionar, mas funciona.”
Casey Crownhart
