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  O guia da ciência aplicado: Fusão fria
A fusão ocorre quando dois átomos leves, como o hidrogénio, se unem, ou fundem, num único átomo pesado, libertando no processo uma grande quantidade de energia. Em 1989, os químicos Stanley Pons e Martin Fleischmann animaram o mundo com alegações de que tinham produzido fusão à temperatura ambiente — Fusão "fria" em comparação com as altas temperaturas a que se pensava que o processo existia. A sua descoberta parecia oferecer uma potencial solução para a crise de energia: energia barata, sem poluentes ou resíduos radioativos.

Use o guia da ciência para avaliar o trabalho de Pons e Fleischmann:

Átomo de deutério
Foca-se no mundo natural?
A fusão é a fonte de energia das estrelas, como o nosso sol. No interior do sol, a fusão ocorre a cerca de 15.000.000 °C. Pons e Fleischmann tentaram obter fusão a apenas 21 °C, fundindo pares de átomos de deutério. Encontrado geralmente na água do mar, um átomo de deutério é um átomo de hidrogénio com um neutrão adicional.

Tem como objetivo explicar o mundo natural?
Outros cientistas mostraram que o elemento paládio, um metal raro, pode absorver grandes quantidades de deutério. Pons e Fleischmann colocaram a hipótese de que dentro de uma amostra de paládio, os átomos de deutério seriam forçados a aproximarem-se o suficiente para se fundirem. Se a fusão ocorresse realmente dentro de paládio, isso ajudaria a explicar a invulgar alta absorção de deutério. Pons e Fleischmann estavam certamente interessados nesta explicação, no entanto, eles foram motivados principalmente pelos benefícios sociais que poderiam ser obtidos se a sua ideia de criar uma fonte de energia a baixa temperatura funcionasse.

Usa ideias testáveis?
Pons e Fleischmann construiram uma "célula de fusão" que consistia essencialmente em duas peças de metal, uma de paládio e outra de platina, submersas num recipiente de água pesada (água em que o hidrogénio é substituído por deutério). Uma corrente elétrica dividia as moléculas de água pesada, produzindo o gás de deutério e oxigénio. O deutério poderia então ser absorvido pelo paládio. Se a fusão ocorresse dentro do paládio, seria de esperar a produção de uma grande quantidade de energia. Além disso, a teoria nuclear — a teoria de como os protões e os neutrões interagem uns com os outros — indica que o produto inicial de fusão seria hélio-4 (hélio, com dois neutrões), que, em seguida, libertaria rapidamente um neutrão, um protão, ou radiação gama. Com base na quantidade de energia produzida pela interação do deutério, a teoria nuclear pode ser usada para fazer uma previsão sobre a quantidade de cada um destes subprodutos que seria produzido se a fusão realmente ocorresse.

Uma célula de fusão simples

Baseia-se em evidência?
Pons e Fleischmann descobriram que sua experiência produziu uma grande quantidade de energia — tanta que eles consideraram que a ocorrência de era a única explicação. No entanto, nem o número de neutrões nem a quantidade de radiação gama medida correspondia às expetativas geradas pela teoria nuclear. Pons e Fleischmann inicialmente não verificaram se a sua experiência tinha produzido hélio. Quando finalmente as medições de hélio foram feitas, os resultados encontrados foram inconsistentes com a ideia de que a fusão fria tinha ocorrido. Além disso, outro grupo de investigação — liderado pelo físico nuclear Steven Jones - realizou experiências semelhantes, mas encontraram resultados contraditórios. Pons e Fleischmann decidiram ignorar esses resultados.

Envolve a comunidade científica?
Jones tinha acabado de construir um detetor de neutrões de ponta e tinha experiência na deteção de neutrões de que Pons e Fleischmann careciam, no entanto, Pons e Fleischmann recusaram colaborar com ele. Na verdade, eles fizeram o seu trabalho em segredo, sem mesmo consultar os membros de seu próprio departamento de física. Dada a importância dos seus resultados, o editor dos EUA do Journal of Electroanalytical Chemistry — e contato pessoal de Pons — ofereceu-se para dar um artigo a Pons e Fleischmann através de um processo de revisão rapida. Ao estabelecer prazos apertados aos revisores e acordando revisões entre si (em vez de as mandar de volta aos revisores para aprovação como é habitual), um processo que normalmente leva meses levou apenas nove dias. Então, antes que o seu trabalho fosse publicado — antes que pudesse ser revisto pela comunidade científica como um todo — eles realizaram uma conferência de imprensa para anunciar os resultados.

Parte do artigo de jornal de Pons-Fleischmann

Parte do artigo de jornal de Pons-Fleischmann.

Conduz a novas investigações?
Dado o potencial da sua descoberta para resolver os problemas de energia do mundo e rever a teoria nuclear, muitos cientistas apressaram-se a tentar confirmar os resultados de Pons e Fleischmann. Não só experimentalistas tentaram repetir a experiência, mas também muitos teóricos examinaram uma variedade de efeitos potenciais que poderiam acontecer dentro do paládio e que poderiam explicar as descobertas de Pons e Fleischmann. No entanto, a maioria não encontrou qualquer evidência para apoiar a fusão. Algumas experiências produziram um excesso de energia que poderia ser atribuído à fusão, mas nenhum deles conseguia reproduzir os resultados sempre: às vezes havia produção de excesso de energia, às vezes não. Estes resultados inconsistentes foram um grande golpe para a fusão a frio. No final de 1989, a maioria dos cientistas tinha posto de parte as ideias de Pons e Fleischmann. No entanto, alguns cientistas continuaram com a pesquisa nesse sentido, tentando descobrir por que é que a experiência paládio-deutério era tão imprevisível e como é que poderia ser conciliada com o resto da física. Parte desse trabalho continua até hoje.

Um laboratório moderno para investigação sobre fusão fria na Universidade de Purdue

Um laboratório moderno para investigação sobre fusão fria.

Os investigadores comportam-se cientificamente?
Uma marca dos cientistas é que eles prestam atenção ao que já foi feito. Normalmente, os cientistas estudam os seus campos extensivamente, mas sendo eletroquímicos, nem Pons nem Fleischmann tinham estudado o campo da física nuclear em profundidade. Apesar disso, eles recusaram a ajuda de cientistas que tinham o conhecimento que eles não tinham e escolheram ignorar os resultados desses cientistas. Eles não comunicaram as suas ideias e os seus testes publicamente aos outros cientistas, deixando de fora importantes detalhes técnicos no seu artigo que tornaram difícil que outros cientistas repetissem a experiência e reproduzissem os seus resultados. Inicialmente eles também não realizaram vários testes rápidos que poderiam ter fornecido evidência que permitiria refutar a sua hipótese. Só depois de uma pressão significativa por parte da comunidade científica é que Pons e Fleischmann permitiram que no seu paládio fosse analisado o hélio, subproduto da fusão.

Agora, decida por si mesmo. A investigação da fusão fria de Pons e Fleischmann bate certo com o guia da ciência?

Para ver a nossa resposta, clique aqui.

resumo
A ciência não pode ser absolutamente definida, no entanto, os esforços científicos têm um conjunto de características fundamentais, resumidos no Guia da Ciência.


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Foto da configuração da fusão fria cortesia do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Purdue — de Kim, Y.E., D.S. Koltick, R. Pringer, J. Myers, and R. Koltick. 2006. Experimental Test of Bose-Einstein Condensation Mechanism for Low Energy Nuclear Reaction in Nanoscale Atomic Clusters. Condensed Matter Nuclear Science, pp. 711-717. World Scientific Publishing Co., Singapore.

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