MIT promete reator de fusão nuclear em 15 anos

MIT promete reator de fusão nuclear em 15 anos

MIT promete reator de fusão nuclear em 15 anos
Visualização do SPARC, um reator de fusão nuclear no qual o tokamak usará novos eletroímãs supercondutores quatro vezes mais fortes do que os atuais.[Imagem: Ken Filar/PSFC]
Fusão nuclear
Uma colaboração entre o renomado Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e uma empresa emergente formada por pesquisadores do próprio instituto, chamada Commonwealth Fusion Systems, recebeu um aporte de recursos de nada menos do que U$50 milhões para tentar viabilizar um novo projeto de fusão nuclear.
Ao contrário da fissão nuclear, o mecanismo de todas as centrais nucleares atuais, a fusão nuclear junta átomos de hidrogênio para formar átomos de hélio, liberando quantidades gigantescas de energia - a fusão nuclear é o processo que mantém vivas as estrelas. As emissões de radiação envolvidas na maioria dos processos imaginados até agora para fazer uma "miniestrela na Terra" são virtualmente desprezíveis em relação à radiação e ao lixo nuclear das usinas nucleares atuais.
A proposta da equipe é ter um protótipo de reator de fusão nuclear funcionando e gerando energia comercialmente dentro de 15 anos. Em comparação, o projeto internacional ITER não promete produção de eletricidade por fusão nuclear em fase experimental antes de 2035.
Eletroímãs supercondutores
O projeto de reator, desenvolvido pelos pesquisadores do próprio MIT, é baseado no tradicional tokamak, no qual um plasma a milhões de graus Celsius é contido magneticamente dentro de uma câmara no formato de um anel grosso - a Alemanha está construindo o Wendelstein 7-X, que usa um princípio diferente, chamado estelarator.
O processo de fundir átomos de hidrogênio para formar hélio produz energia líquida apenas a temperaturas extremas, de centenas de milhões de graus, o que é quente demais para qualquer material sólido conhecido. Por isso, o plasma é contido por campos magnéticos, que impedem que ele entre em contato com qualquer parte da câmara em forma de anel.
MIT promete reator de fusão nuclear em 15 anos
Visualização da câmara interna, com os segmentos representando os ímãs que isolam o plasma das paredes do tokamak. [Imagem: Sparc]
A equipe acredita ter encontrado o pulo do gato para isso com um novo projeto de eletroímãs supercondutores, que deverão gerar um campo magnético quatro vezes mais forte do que o obtido em todos os tokamaks já construídos. Esse campo magnético mais forte deverá permitir aumentar em 10 vezes a produção de eletricidade do tokamak, em comparação com um dispositivo do mesmo tamanho com os ímãs atuais.
A expectativa é que esses eletroímãs estejam prontos dentro de três anos, quando então eles serão usados para montar um protótipo, chamado SPARC, que deverá produzir 100 MW de potência. Os testes com esse protótipo deverão permitir a construção de um segundo reator, com duas vezes a dimensão do SPARC, que deverá produzir 200 MW dentro de 15 anos.
Promessas da fusão nuclear
A promessa já teve pelo menos um efeito: o de alterar uma velha piada entre os físicos, a de que a fusão nuclear está a 30 anos no futuro... e sempre estará.
De fato, 15 anos é melhor do que 30, mas há outras promessas, como a de uma equipe australiana, que ano passado prometeu um reator de fusão nuclear dentro de 10 anos.

Antes disso, a empresa emergente Brilliant Light Power havia prometido um reator de fusão a frio para 2017. A empresa não deu uma nova data, mas tem recebido aportes financeiros seguidos de investidores, continuando a trabalhar rumo à criação dos seus "hidrinos", para os quais grande parte da comunidade de físicos torce o nariz.
CP2

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Os efeitos sísmicos também provocam ações horizontais nas estruturas; as Normas Brasileiras não consideram a existência desse efeito no nosso território. De qualquer forma, a magnitude de efeito de vento, agindo isoladamente ou em conjunto com qualquer outra ação que também provoque efeito horizontal, tem influência decisiva na solução estrutural a ser adotada: deve-se buscar a que resiste aos esforços horizontais de maneira mais econômica, observando-se os deslocamentos horizontais. Tipos de aço e perfis para estrutura metálica de edifícios A construção de edifícios com estrutura metálica é coisa antiga no exterior, principalmente nos EUA. No Brasil, esta tecnologia começou a chegar para valer há apenas alguns anos. Talvez por isto, alguns Arquitetos e Engenheiros, acostumados com estruturas de concreto armado, têm dificuldades para se adaptar à estrutura metálica. Para estes, mostraremos um pouco dos materiais utilizados em substituição às vigas, pilares e lajes convencionais. Nas construções com estrutura metálica a escolha do tipo de aço é feita em função de aspectos ligados a: Meio ambiente onde as estruturas se localizam; Previsão do comportamento estrutural de suas partes, devido à geometria e aos esforços solicitantes; Meio industrial com atmosfera agressiva à estrutura; Proximidade de orla marítima; Manutenção necessária e disponível ao longo do tempo. Os fatores acima influenciam a escolha de diversas maneiras. Por exemplo, condições ambientais adversas exigem aços de alta resistência à corrosão. Por outro lado, peças comprimidas com elevado índice de esbeltez ou peças fletidas em que a deformação (flecha) é fator preponderante são casos típicos de utilização de aços de média resistência mecânica. No caso de peças com baixa esbeltez e onde a deformação não é importante, fica mais econômica a utilização dos aços de alta resistência. Os aços estruturais utilizados no Brasil são produzidos segundo normas estrangeiras (especialmente a ASTM (American Society for Testing and Materials) e DIN (Deutsche Industrie Normen) ou fornecidos segundo denominação dos próprios fabricantes. Assim, os aços disponíveis por aqui estão listados na tabela abaixo: (Clique nas imagens para ampliá-las) Claro que há casos específicos, mas de maneira geral pode-se dizer que os perfis de aço utilizados na construção de edifícios de andares múltiplos são os mesmos empregados na construção de galpões e outras estruturas. Perfis para colunas As colunas de edifícios são dimensionadas fundamentalmente à compressão. São utilizados então perfis que possuam inércia significativa também em relação ao eixo de menor inércia, como é o caso dos perfis “H” que têm largura da mesa, igual ou próxima à altura da seção. A figura abaixo mostra alguns perfis utilizados como colunas: Perfis para vigas Os perfis de aço utilizados nas vigas dos edifícios são dimensionados pressupondo-se que terão a mesa superior travada pelas lajes. Neste conceito, as vigas não estarão portanto sujeitas ao fenômeno da flambagem lateral com torção. No caso de vigas bi-apoiadas, é comum usar vigas mistas onde o perfil em aço trabalha solidário com a laje, obtendo-se uma solução mais econômica. A figura abaixo mostra o funcionamento de algumas soluções para as vigas de estrutura metálica: Perfis para os contraventamentos As seções dos perfis para contraventamentos costumam ser leves. Sua escolha leva em conta a esbeltez e a a resistência aos esforços normais. No caso de edifícios a esbeltez das peças tracionadas principais é limitada a 240mm e das comprimidas limitadas a 200mm. Os perfis comumente utilizados são os da figura abaixo: Lajes de Piso As lajes deverão ser convenientemente ancoradas às mesas superiores das vigas, através dos conectores (vide a seguir) para que façam parte da “viga mista”. As soluções usuais para lajes, no caso de vigas mistas em edifícios de andares múltiplos, são mostradas a seguir: Laje fundida in loco É ainda a solução mais econômica no país, apresenta a desvantagem de exigir formas e cimbramentos durante a fase de cura. Laje com forma em aço, incorporada A laje é fundida in loco sobre forma de chapa de aço conformada, capaz de vencer os vãos entre vigas, e que inclusive passa a ser a ferragem positiva da laje. É um sistema que tem vantagem de prescindir, em boa parte dos casos, de formas e escoras durante a cura, liberando dessa forma a área sob a laje para outros trabalhos. Além disso, a seção transversal da forma abre espaço para passagem dos dutos e cabos de utilidades. 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Dependendo da finalidade do edifício, as paredes internas são substituídas pelas paredes divisórias desmontáveis, que conferem flexibilidade ao layout do andar. As paredes externas normalmente são o resultado da combinação de vários materiais, para se obter o efeito arquitetônico desejado. Uma solução comum é a utilização de alvenaria com esquadria de aço ou alumínio para as janelas. Outra solução para as paredes externas consiste na utilização de painéis pré-fab