A fusão nuclear é considerada uma das maiores promessas para o futuro da energia. Capaz de gerar quantidades gigantescas de eletricidade com baixo impacto ambiental e alto nível de segurança, ela está no centro de uma corrida tecnológica global que envolve governos, universidades e empresas privadas. Apesar do potencial, ainda enfrenta desafios científicos importantes antes de se tornar uma realidade comercial.
Como funciona a fusão nuclear
A fusão nuclear é o processo em que dois núcleos atômicos leves se unem para formar um núcleo mais pesado, liberando uma enorme quantidade de energia — o mesmo fenômeno que alimenta o Sol e todas as estrelas.
Como explica o físico Gustavo Canal, professor da USP, em entrevista ao Olhar Digital, trata-se do processo inverso ao das usinas nucleares atuais: em vez de quebrar átomos pesados (fissão), a fusão une átomos leves. Segundo ele, “ao invés de você pegar um núcleo grande e partir em dois pequenos, você pode pegar dois núcleos pequenos, por exemplo de hidrogênio, e fundi-los para gerar um núcleo maior”. O resultado é impressionante: por quilograma de combustível, a fusão libera cerca de 3 a 4 vezes mais energia do que a fissão — e milhões de vezes mais do que os combustíveis fósseis.
Para que isso aconteça, é necessário vencer a repulsão natural entre os núcleos, que possuem carga positiva. No interior do Sol, essa condição é garantida pela enorme força gravitacional. Já na Terra, cientistas precisam recriar artificialmente esse ambiente — o que exige temperaturas superiores a 100 milhões de graus Celsius.
Nessas condições, a matéria entra em um estado chamado plasma, um gás extremamente quente e carregado eletricamente. O grande desafio é manter esse plasma estável e sem contato com qualquer superfície sólida.
Canal explica que isso só é possível com tecnologia sofisticada: “nós temos que dominar plasmas muito quentes (…) usamos campos magnéticos fortíssimos para conter esses plasmas em uma câmara de vácuo; o plasma não toca essa parede em momento algum”.
Outro fator decisivo é o combustível. O deutério pode ser extraído da água do mar, enquanto o trítio pode ser produzido a partir do lítio, o que torna a fusão uma fonte praticamente inesgotável de energia.
Os desafios da fusão nuclear
Transformar esse potencial em realidade comercial ainda é um desafio científico e tecnológico complexo. O principal obstáculo está em reproduzir e manter as condições extremas necessárias para a fusão.
Além das temperaturas elevadíssimas, o controle do plasma é uma das maiores dificuldades. Pequenas instabilidades podem comprometer todo o sistema.
Como destaca Canal, “quando você tenta aumentar a temperatura do plasma, a pressão acaba aumentando (…) o problema é que uma ejeção massiva desse gás tem o poder de destruir as paredes do reator”. Segundo ele, essas instabilidades ainda não são totalmente compreendidas pela física atual.
Outro desafio central é alcançar o chamado “ganho energético líquido” de forma sustentável — ou seja, produzir mais energia do que a necessária para iniciar e manter a reação por longos períodos. Um marco importante foi alcançado em dezembro de 2022, quando o National Ignition Facility (NIF), nos Estados Unidos, obteve pela primeira vez ganho energético líquido em um experimento de fusão por confinamento inercial. Desde então, o resultado foi repetido e aperfeiçoado, mas ainda está longe de uma operação contínua e comercial.
Há também obstáculos de engenharia, como o desenvolvimento de materiais capazes de suportar condições extremas, e desafios econômicos, já que os projetos exigem investimentos bilionários e infraestrutura altamente especializada.
A corrida global — e o papel do Brasil
A fusão nuclear deixou de ser apenas um tema acadêmico e passou a ocupar o centro de uma nova corrida tecnológica global. Mais de 50 países investem na área, enquanto projetos como o ITER, na França — atualmente em construção e com operação completa prevista para a década de 2030 — tentam demonstrar a viabilidade da tecnologia em larga escala.
Nos últimos anos, o setor privado passou a acelerar esse processo. O investimento global em startups de fusão já ultrapassa US$ 7 bilhões, e mais de 50 empresas disputam o desenvolvimento do primeiro reator comercial.
Canal resume esse momento como uma mudança de paradigma: “virou uma nova corrida espacial, só que agora tudo sendo feito com recursos privados”, com gigantes da tecnologia investindo bilhões de dólares.
Entre as empresas mais avançadas está a Commonwealth Fusion Systems (CFS), ligada ao MIT, que aposta em reatores compactos com ímãs supercondutores de alta temperatura e planeja construir o primeiro reator comercial chamado SPARC. Já a TAE Technologies segue uma abordagem alternativa, com reatores lineares e uso de inteligência artificial. A Helion Energy, por sua vez, trabalha com reatores modulares e já firmou acordos para fornecer energia à rede elétrica nos próximos anos.
Além das empresas, governos também ampliaram seus investimentos, com programas bilionários nos Estados Unidos, Europa e Ásia. A China, por exemplo, tem investido pesadamente e opera o EAST (tokamak supercondutor avançado experimental), que recentemente alcançou recordes de duração de plasma.
No Brasil, o cenário ainda é mais restrito e concentrado no setor público. “Aqui no Brasil é puramente público (…) não temos nenhuma empresa apostando em fusão”, afirma Canal.
Mesmo assim, o país possui ativos importantes. O Brasil abriga três tokamaks — equipamentos usados para estudar plasmas — incluindo o TCABR, na USP, que é o único tokamak em operação no Hemisfério Sul.
Para estruturar a área, foi criado o Programa de Fusão Nuclear (vinculado ao MCTI e à Rede Nacional de Fusão Nuclear), que busca formar especialistas, construir infraestrutura e estimular o surgimento de empresas no setor.
Por que a fusão é uma aposta para o futuro
O interesse global pela fusão nuclear está ligado às suas vantagens em relação às fontes atuais de energia.
Uma das principais é a segurança. Diferentemente da fissão, a fusão não gera reações em cadeia fora de controle. Como explica Canal, “usinas de fusão são intrinsecamente seguras (…) o máximo que pode acontecer é o plasma apagar”.
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Outro ponto fundamental é o impacto ambiental. A fusão não emite gases de efeito estufa e não produz resíduos radioativos de longa duração (embora alguns materiais do reator possam se tornar ativados pelos nêutrons gerados, exigindo gerenciamento). Seu principal subproduto direto é o hélio.
A abundância de combustível também reforça esse potencial. “Quando você pega o volume absoluto do oceano, é um reservatório virtualmente infinito”, diz o pesquisador ao se referir ao deutério presente na água do mar.
A tecnologia também pode mudar o modelo de geração de energia, com reatores menores e descentralizados. Segundo Canal, “se você tiver reatores de fusão de pequeno porte (…) você produz aonde você consome”.
Diante disso, ele resume o impacto esperado: “vai ser algo disruptivo na humanidade. Vai ser um divisor de águas”.
Uma tecnologia em construção
Apesar dos avanços — incluindo o histórico ganho energético líquido do NIF em 2022 — a fusão nuclear ainda é um dos maiores desafios da engenharia do século XXI. A expectativa é que as primeiras usinas comerciais entrem em operação entre 2040 e 2050, embora empresas privadas como a CFS e a Helion Energy tentem antecipar esse prazo para o final dos anos 2020 ou início dos 2030.
Enquanto isso, o desenvolvimento da fusão já gera efeitos concretos, impulsionando tecnologias como supercondutores, novos materiais e sistemas avançados de energia.
No Brasil, o avanço nessa área pode representar mais do que uma nova fonte energética: pode ser uma oportunidade estratégica de inserção em uma indústria global de alta tecnologia.
Se os desafios forem superados, a fusão nuclear pode redefinir a forma como o mundo produz energia — oferecendo uma fonte limpa, segura e praticamente inesgotável para as próximas gerações.
O post Fusão nuclear: como funciona a tecnologia que pode transformar a energia — e o papel do Brasil nessa corrida apareceu primeiro em Olhar Digital.