IA pode ajudar na busca por energia limpa ilimitada, dizem cientistas

Cientistas que buscam energia de fusão dizem ter encontrado uma maneira de superar um dos seus maiores desafios até hoje — usando inteligência artificial.

A fusão nuclear tem sido aclamada há décadas como uma fonte quase ilimitada de energia limpa, o que seria uma solução revolucionária para a crise climática. Mas os especialistas só conseguiram alcançar e sustentar a energia de fusão por alguns segundos, e muitos obstáculos permanecem, incluindo instabilidades no processo altamente complexo.

Existem várias maneiras de obter energia de fusão, mas a mais comum envolve usar variantes de hidrogênio como combustível de entrada e elevar temperaturas a níveis extraordinariamente altos em uma máquina em formato de donut, conhecida como tokamak, para criar um plasma, um estado da matéria semelhante a uma sopa.

Mas esse plasma precisa ser controlado e é altamente suscetível a "rasgos" e fuga dos poderosos campos magnéticos da máquina, que são projetados para manter o plasma contido.

Em 2024, pesquisadores da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, e do Laboratório de Física de Plasma de Princeton relataram na revista Nature que encontraram uma maneira de usar IA para prever essas instabilidades potenciais e evitar que elas aconteçam em tempo real.

A equipe realizou seus experimentos no Centro Nacional de Fusão DIII-D, em San Diego, nos Estados Unidos e descobriu que seu controlador de IA conseguia prever a potencial ruptura do plasma com até 300 milissegundos de antecedência. Sem essa intervenção, a reação de fusão teria terminado repentinamente.

“Os experimentos fornecem uma base para o uso da IA ​​para resolver uma ampla gama de instabilidades de plasma, que há muito tempo impedem a energia de fusão”, disse um porta-voz de Princeton.

As descobertas são “definitivamente” um passo à frente para a fusão nuclear, disse Egemen Kolemen, professor de engenharia mecânica e aeroespacial na Universidade de Princeton e autor do estudo.

“Este é um dos grandes obstáculos — interrupções — e é preciso que qualquer reator opere 24 horas por dia, 7 dias por semana, durante anos, sem problemas”, disse Kolemen à CNN. “E esse tipo de interrupção e instabilidade seria muito problemático, então desenvolver soluções como essa aumenta a confiança deles de que podemos operar essas máquinas sem problemas.”

A energia de fusão é o processo que alimenta o Sol e outras estrelas, e especialistas vêm tentando dominá-la na Terra há décadas. Ela é obtida quando dois átomos que normalmente se repelem são forçados a se fundir. É o oposto da fissão nuclear — o tipo amplamente utilizado hoje — que depende da divisão de átomos.

Cientistas e engenheiros perto da cidade inglesa de Oxford, na Inglaterra, estabeleceram em 2024 um novo recorde de energia de fusão nuclear, sustentando 69 megajoules de energia de fusão por cinco segundos, usando apenas 0,2 miligramas de combustível. Isso é suficiente para abastecer cerca de 12.000 residências pelo mesmo período.

Mas esse experimento ainda utilizou mais energia como entrada do que gerou. Outra equipe na Califórnia, no entanto, conseguiu produzir uma quantidade líquida de energia de fusão em dezembro de 2022, em um processo chamado "ignição". Eles replicaram a ignição três vezes desde então.

Apesar do progresso promissor, a energia de fusão ainda está longe de se tornar comercialmente disponível — muito além dos anos em que cortes profundos e sustentados na poluição que aquece o planeta são necessários para evitar o agravamento dos impactos da crise climática.

Cientistas dizem que esses cortes na poluição são necessários nesta década.

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*Com colaboração de Rachel Ramirez, da CNN.