Fabrício Mainenti
RedatorA humanidade encontra-se em uma encruzilhada: conseguiremos garantir nosso suprimento de energia a longo prazo, apesar da demanda cada vez maior por eletricidade, calor e combustíveis?
Na década de 1960, o astrofísico soviético Nikolai Kardashev situou esse desafio em uma escala cósmica. Dependendo da quantidade de energia que uma civilização é capaz de dominar, ela ascende em uma escala: desde o uso de recursos planetários (Tipo I), passando pela energia de uma estrela (Tipo II), até o domínio de uma galáxia inteira (Tipo III).
Hoje, ainda não estamos nem no patamar mais baixo dessa escala. Estamos avançando passo a passo. De acordo com estimativas de pesquisadores, a humanidade já alcançou, aproximadamente, o nível 0,7.
A fusão nuclear é frequentemente considerada o "Santo Graal" dessa trajetória — uma futura fonte de energia de base que, um dia, poderia nos aproximar significativamente do Tipo I. Contudo, a realidade dos nossos sistemas energéticos é mais fragmentada: não será um único salto tecnológico que fará a diferença, mas sim um mosaico de tecnologias que, juntas, preencherão essa lacuna.
É justamente aqui que entra em cena uma fonte quase tão antiga quanto a própria Terra: a água. Na interface entre rios e oceanos, existe um tesouro discreto — um gradiente natural que pode ser convertido em energia utilizável.
O Japão dá o primeiro passo
O Japão colocou em operação sua primeira usina de energia osmótica. À primeira vista, ela parece minúscula se comparada a parques solares ou turbinas eólicas offshore, especialmente no que diz respeito à sua potência.
Mas será que não estamos subestimando o início de uma tecnologia que, um dia, poderá se tornar um pilar silencioso, porém estável, na matriz energética?
Como funciona uma usina de energia osmótica?
Representação esquemática de uma usina de energia osmótica. (Fonte da imagem: Statkraft)
As usinas de energia osmótica também são chamadas de usinas de gradiente salino — um nome que já sugere o seu funcionamento. Elas aproveitam a diferença de salinidade entre a água doce e a água do mar para gerar energia.
O princípio fundamental, a osmose, ocorre na natureza: de forma simplificada, a água (ou outro solvente) flui através de uma membrana semipermeável, indo do lado com menor concentração de sal para o lado com maior concentração.
Assim, a água flui, por exemplo, de um reservatório de água doce (com cerca de 0,1% de salinidade) em direção à água do mar (com 3,5% de salinidade). A natureza demonstra esse efeito em várias situações: a pele enruga após um banho porque contém mais sais dissolvidos do que a água do banho, fazendo com que a água penetre nela; pelo mesmo motivo, as cerejas podem estourar quando chove.
Na verdade, trata-se simplesmente de difusão — um processo de mistura espontânea que busca equilibrar diferenças de concentração.
O grande feito de uma usina osmótica é permitir que esse efeito ocorra, mas retardando a mistura o máximo possível. É a membrana que possibilita isso.
Do lado da água salgada, a entrada de água doce gera uma pressão — a chamada pressão osmótica. A uma temperatura de dez graus e com uma salinidade de 3,5%, essa pressão chega a cerca de 28 bar. Essa força é utilizada para acionar uma turbina e gerar eletricidade.
Limitações atuais
No entanto, existe um grande obstáculo: a potência gerada por segundo é, atualmente, relativamente baixa. A usina existente no Japão produz cerca de 100 quilowatts, o que equivale a aproximadamente 876 megawatts-hora por ano — o suficiente para abastecer cerca de 250 residências ocupadas por duas pessoas.
Para fins de comparação: uma turbina eólica terrestre típica gera entre quatro e sete milhões de quilowatt-hora por ano — ou seja, cerca de cinco a oito vezes mais do que a usina de energia osmótica japonesa. Em condições ideais, utilizando equipamentos de última geração, esse número pode chegar a até 15 milhões de kWh. Isso sem falar nas usinas a carvão, a gás ou nucleares.
Ainda assim, a energia osmótica apresenta uma vantagem decisiva: ao contrário da energia solar ou eólica, ela é capaz de fornecer energia de base (baseload). Ela consegue gerar eletricidade de forma relativamente constante ao longo de todo o ano — de maneira silenciosa, contínua e estável.
A usina singular em Fukuoka
A usina de energia osmótica na metrópole de Fukuoka, que custou cerca de quatro milhões de euros, é um caso especial — poderia ser descrita como uma "usina simbiótica". Isso porque ela não apenas opera uma unidade de dessalinização de água do mar — que fornece água salgada de alta concentração —, mas também trabalha em conjunto com uma estação de tratamento de esgoto municipal, que fornece água doce purificada.
Dessa forma, o ciclo é mantido. O gradiente permanece elevado, a pressão, constante, e a produção de energia, estável. Sem esse ciclo, seria necessário bombear continuamente novas quantidades de água doce e salgada para o sistema; caso contrário, a diferença de concentração diminuiria e o rendimento cairia rapidamente.
Do bule de chá ao terawatt-hora
O fato de a osmose liberar energia é algo conhecido desde a década de 1950. Os primeiros conceitos foram desenvolvidos na década de 1970. Finalmente, em 2009, surgiu na Noruega o primeiro protótipo. Ele era capaz de gerar eletricidade suficiente apenas para ferver um bule de chá.
No entanto, os pesquisadores não desistiram. Diversos métodos foram testados e, ao final, as membranas semipermeáveis — baseadas no princípio da eletrodiálise reversa — mostraram-se a solução mais eficiente. Atualmente, já existem até membranas feitas de nanomateriais capazes de gerar uma pressão osmótica significativamente maior.
No entanto, ainda estamos longe da produção industrial, pois o material precisa ser, ao mesmo tempo, robusto e altamente permeável.
O potencial, contudo, é enorme: futuras membranas feitas de nanotubos de nitreto de boro poderiam gerar 30 megawatts-hora de eletricidade por metro quadrado ao ano — cerca de 3,4 quilowatts de potência contínua. Isso representa um valor muitas vezes superior ao das membranas atuais, que produzem apenas cerca de cinco (no máximo dez) watts por metro quadrado.
Com isso, uma área de pouco menos de 30 metros quadrados seria suficiente para gerar 100 kW. Para produzir um gigawatt, seriam necessários cerca de 300.000 metros quadrados de membrana — o equivalente a aproximadamente 42 campos de futebol da Bundesliga. Mas isso ainda é algo para um futuro distante.
Um pouco mais tangíveis são as tecnologias que geram entre 20 e 30 watts por metro quadrado, como a "Ionic Nano Osmotic Diffusion" (Difusão Osmótica Nano-Iônica), desenvolvida pela empresa francesa Sweetch Energy. O canal alemão do YouTube "Breaking Lab" analisou essa tecnologia com mais detalhes:
O potencial global oferecido por estuários e deltas é estimado pelos franceses em até 30.000 terawatts-hora (TWh) por ano — um valor superior ao consumo mundial atual de eletricidade, que gira em torno de 27.000 TWh. No entanto, estima-se que apenas cerca de 10% desse montante seja aproveitável, a fim de evitar sobrecargas à navegação e aos ecossistemas.
Ainda assim, segundo a agência francesa Bretagne Développement Innovation, as usinas de energia osmótica poderiam suprir cerca de 15% da demanda global de eletricidade até 2050 — uma previsão extremamente otimista.
Meio ambiente e efeitos colaterais
Essas instalações, de concepção elegante, apresentam impactos ambientais negativos relativamente baixos: não emitem gases de efeito estufa, não utilizam produtos químicos e não geram ruído.
Problemas podem surgir, sobretudo, em relação às próprias membranas, dependendo de sua durabilidade e da forma como são descartadas. Intervenções em habitats, no transporte de sedimentos e nas populações de peixes também são efeitos colaterais possíveis, caso uma parcela significativa da energia seja extraída e a mistura natural entre água doce e salgada seja excessivamente restringida.
Uma força silenciosa no mosaico energético
As usinas de energia osmótica não substituirão as usinas nucleares, a carvão ou a gás, nem os parques eólicos oceânicos. Contudo, elas poderiam desempenhar um papel relevante na matriz energética, atuando como um pilar silencioso e capaz de fornecer carga de base.
Se utilizarmos a escala de Kardashev para avaliar a humanidade com base em sua relação com a energia, uma usina osmótica parece um passo minúsculo — algo quase imperceptível, uma gota no oceano da transição energética. Mas talvez seja justamente nessas gotas que resida a verdadeira sabedoria: não no grande salto, nem em um milagre isolado, mas na combinação de muitas pequenas forças que nos impulsionam adiante.
A energia osmótica é um símbolo disso. Um fluxo invisível que, a partir de uma diferença de concentração oculta, gera pressão — a qual, por sua vez, aciona turbinas. Da menor das diferenças, surge energia aproveitável.
Atualização 2026: um ano de testes práticos — o que aconteceu com a usina de energia em Fukuoka?
O conceito operacional da usina simbiótica em Fukuoka tem se mostrado eficaz: a estratégia de combinar água pré-filtrada, proveniente de uma estação de tratamento de esgoto, com a salmoura de uma planta de dessalinização, soluciona o maior obstáculo enfrentado por projetos anteriores de osmose.
O temido entupimento das membranas por partículas orgânicas (bioincrustação ou biofouling) é efetivamente minimizado graças à pré-filtragem realizada pela infraestrutura urbana.
Enquanto o Japão aposta nessa integração urbana híbrida, a startup francesa Sweetch Energy testa, no delta do rio Ródano, a aplicação em águas fluviais abertas, utilizando membranas de nanocelulose de base biológica.
Contudo, a ampla consolidação comercial ainda não se concretizou: o principal entrave continua sendo o alto custo de produção de membranas de alto desempenho em escala industrial. Por ora, a energia osmótica permanece, portanto, como uma solução especializada e promissora para locais específicos.
Imagem de capa | Adobe Firefly, gerada por IA; prompt: Alexander Köpf
Texto traduzido e adaptado do portal GameStar Tech
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