A fusão que entrou numa fria

Ilustração: Luppa SilvaQuase esqueço a efeméride de um dos acontecimentos mais curiosos e embaraçosos da Física. Relembrá-lo é importante para abordar questões cruciais dos processos da ciência, quando e como esses processos falham e os conceitos de “ciência de coletiva de imprensa” e “ciência marginal”, que não é propriamente pseudociência (falsa ciência), mas flerta com ela. Trata-se aqui do anúncio bombástico da fusão fria em março de 1989 e suas consequências. A “comemoração” desses trinta anos começo a escrever apropriadamente nesta noite de primeiro de abril.

Antes de qualquer coisa, é bom explicar o que é fusão nuclear, ou fusões, pois há toda uma coleção de reações nucleares possíveis onde átomos mais leves se fundem, dando origem a um átomo mais “pesado”. Uma dessas reações, na verdade uma das mais frequentes e ocorre no interior das estrelas, é a que ilustra (abaixo) esta coluna. Um átomo de Hidrogênio mais gordo que o habitual [I], que recebe o nome de Deutério se junta a outro Hidrogênio ainda mais pesado, o Trítio, dando origem a um átomo de Hélio, liberando uma quantidade de 14,1 + 3,5 = 17,6 MeV de energia, sobrando uma bolinha cinza, um Nêutron, que é a partícula que dá o “peso” extra aos isótopos do Hidrogênio. Quem sabe um pouco de Física conhece a unidade de energia MeV, mas não vem ao caso aqui. Não é grande coisa, afinal são apenas dois átomos se juntando, mas se três Kg desses átomos se fundirem, obteríamos a energia gerada na usina de Itaipu em um dia de recorde de produção. Sem resíduos, sem impacto ambiental [II]. Mas para fazer isso é preciso primeiro obter esses hidrogênios pesados, que não é um grande problema, esses isótopos estão aí ligados a átomos de Oxigênio na água do mar em uma concentração até que razoável. Fundi-los já é outra história: enormes pressões a temperaturas de dezenas de milhões de graus Celsius (como no interior das estrelas). A fusão já foi obtida diversas vezes e é até corriqueira, uma criança pode fazê-lo hoje em dia (já vou falar disso de novo). O grande problema é uma reação sustentável e contínua, que forneça mais energia do que consome (para obter as pressões e temperaturas mencionadas). É muito caro e ainda não foi conseguido, tenta-se há décadas. Por isso alguns chamam que é isso seria o “Santo Graal da energia”. E se chegasse alguém e dissesse que consegue isso na bancada de seu laboratório de, digamos, ensino de Química e à temperatura ambiente? Seria a realização do milagre da vida eterna em questões de energia. Essa era a promessa da tal “fusão fria”. É aí que entra a história de trinta anos atrás e o mundo da ciência marginal, pois milagres não acontecem.

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A ideia desse caminho barato e tranquilo para a fusão nuclear andava por aí desde os anos 1920: uma simples eletrólise com eletrodos de Paládio com um pouco de sal diluído em água pesada (água em que os Hidrogênios das moléculas são aqueles pesados da ilustração). Nada muito mais complicado em princípio do que aqueles experimentos de eletrólise da água (separação das moléculas de água em moléculas de Hidrogênio de um lado e Oxigênio do outro) comuns em feiras de ciências [III]. Pois bem, voltando à fusão fria, como os átomos de Deutério que se depositam no eletrodo de Paládio tem uma mobilidade menor do que seus irmãos mais leves e o tal metal permite uma alta compressão deles, uma dupla de cientistas anunciou em março de 1989 que isso levava à fusão dos mesmos! Como “comprovaram” isso? O recipiente onde o processo estava ocorrendo de repente começou esquentar (a energia decorrente da fusão sendo liberada) e detectaram Nêutrons aparecendo. A dupla chamava-se Martin Fleishman (renomado eletroquímico da Universidade de South Hampton) e Stanley Pons (da universidade de Utah). A dupla tinha um concorrente, que não vem ao caso agora [IV], com quem combinaram submeter no mesmo dia (24/03/1989) seus respectivos artigos para a revista Nature. No entanto, pressões da universidade de Utah por publicidade, fizeram com que a dupla desse um golpe. Submeteram seus resultados antes e a jato a uma revista bem mais obscura e anunciaram a “descoberta” em uma coletiva de imprensa em 23 de março daquele ano. E com isso, em todo o mundo, pesquisadores passaram a tentar reproduzir o milagre em suas paróquias. A história é longa, assim me limito à experiência pessoal. Na época eu estava na Universidad Autonoma de Madrid, quando numa bela manhã tocou a sirene de alarme do prédio: evacuação imediata. Um colega tentava reproduzir o experimento, quando de repente a coisa esquentou, os Nêutrons cintilavam no detector e o receio era de que o laboratório explodisse. Não explodiu, mas o almoço foi divertido. Por outro lado, a ala cética puxava os fios de cabelo. Lá mesmo, semanas depois ouvi uma palestra de Anthony Leggett (prêmio Nobel de Física de 2003, por contribuições à teoria de supercondutores e superfluidos) falando sobre seu trabalho teórico que demonstrava por a mais b que a tal fusão fria era impossível. Para mim e muitos outros a coisa estava resolvida, o experimento original e vários subsequentes foram mal feitos e/ou mal interpretados. As discussões, no entanto, continuaram. A ciência dominante (mainstream) deixou o assunto de lado, a fusão fria seria um exemplo de ciência patológica, de ciência marginal. Mas continuou a ser financiada, afinal a promessa era fantástica, e aqui e acolá se impunha o sentimento “e se...” Além da origem de teorias de conspiração de boicote às ideias simples e baratas, que contrariam os grandes interesses econômicos. Bem, o concorrente da dupla Fleishman e Pons anunciava uma fusão fria por outro mecanismo, a fusão catalisada por muons [V], que teria sido prevista teoricamente por, entre outros, Andrei Sakharov (prêmio Nobel da Paz em 1975). E pelo Youtube aparecem vídeos e matérias jornalísticas sobre cientistas amadores demonstrando que teriam conseguido reproduzir o fenômeno [VI].

Trinta anos depois a questão não está encerrada. Como a expressão “fusão fria” caiu em desgraça, grupos que se consideram marginalizados continuam a pesquisar o assunto, mudando de nome seu objeto de estudo: “reações nucleares de baixa energia” ou “ciência nuclear de matéria condensada”. Em 2005 apareceu o artigo na Nature (abaixo) descrevendo uma fusão fria diferente da dupla Stanley & Pons. Outra proposta apareceu em artigo ainda mais recente. Assim a ciência dominante convive com seus marginais, projetos em descrédito mudam de nome, sobrevivem e encontram quem os financie. E a fragmentação das informações não ajuda e, assim, volto às crianças realizando fusões nucleares. Com isso a imprensa alimenta as conspirações e falsas esperanças, vale o aviso sobre isso do livescience.com [VII]:

“Sim, reações nucleares são coisas que podem ser feitas em casa... Conseguir a fusão em casa não significa que algum ‘hobbista’ tenha construído um reator nuclear que possa de fato gerar energia. Isso é um truque que ninguém ainda realizou.”

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No que segue, o artigo do excerto acima também diz que experimentos caseiros não explodem. Explosiva é mistura de ciência marginal (e ressentida) anunciada em coletivas de imprensa antes de reproduzida por outros cientistas. E a polêmica, ainda que meio adormecida, continua e toma assento na cultura popular.

 



[I] Que tem apenas um próton (a bolinha laranja na figura) no seu núcleo.

[II] Estou falando de hipotéticas usinas de produção de energia e não das reais bombas termonucleares.

[III] Existem várias dicas de como fazer esse experimento simples, que fiz para meus filhos em uma tarde de tédio na cozinha de casa. Gostei da sugestão desse vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=HQ9Fhd7P_HA

[IV] A história mais ou menos completa está bem descrita na Wikipédia: https://en.wikipedia.org/wiki/Cold_fusion#CITEREFAdam2005

[V] https://en.wikipedia.org/wiki/Muon-catalyzed_fusion

[VI] Por exemplo: https://www.youtube.com/watch?v=P5dmEBbKtHo

[VII] https://www.livescience.com/64846-fusion-kid.html

 

"Leiam também artigo Marcelo Yamashita na revista Questão de Ciência."

Lições do fiasco da fusão a frio, 30 anos depois