Liderado pelo laboratório Fermilab-EUA, o projeto DUNE reúne mais de 200 instituições e centros de pesquisa de todo o planeta para desvendar a origem da matéria
A Akaer, referência em inovação nos setores de Defesa e Aeroespacial, foi selecionada para desenvolver sistemas críticos de um dos maiores experimentos científicos mundiais da atualidade: o DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment).
O projeto, liderado pelo laboratório Fermilab-EUA, que reúne mais de 200 instituições e centros de pesquisa de todo o planeta, busca desvendar a origem da matéria estudando os neutrinos, partículas fundamentais que podem ajudar a entender a formação e o futuro do universo.
Neste ecossistema, a Akaer é responsável pelo desenvolvimento, em parceria com a Unicamp, de um sistema pioneiro de filtragem e purificação de argônio, elemento essencial para a detecção dessas partículas. Esses equipamentos serão instalados em cavernas subterrâneas a mais de um quilômetro de profundidade em Dakota do Sul, nos Estados Unidos, epicentro do programa.
“Este é um marco que coloca o Brasil entre os protagonistas da ciência internacional. O DUNE alia ciência, engenharia e logística em uma escala sem precedentes. Embora o objetivo principal do programa seja desvendar segredos do universo, as tecnologias envolvidas podem ter aplicações diretas no dia a dia. Desde avanços na medicina, como técnicas de imagem e diagnóstico, até melhorias na engenharia e no setor energético, o impacto dessa pesquisa científica promete ser vasto e duradouro”,
disse o CEO da Akaer, Cesar Silva.
Expertise
A Akaer e UNICAMP trabalham para superar desafios tecnológicos associados à purificação do argônio líquido (LAr). A Unicamp é a instituição líder do projeto no Brasil.
O sistema de purificação de LAr, testado no criostato PULArC (estrutura de aço inoxidável com capacidade de 90 litros para fluido a ser purificado) na Unicamp, no Iceberg (infraestrutura restrita onde são realizados vários experimentos e a validação dos resultados obtidos pela Unicamp na purificação) no Fermilab e com testes em andamento no CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) — o maior laboratório de física de partículas do mundo, localizado em Genebra, na Suíça —, agora será aplicado em larga escala na fase 2 do projeto.
O argônio líquido desempenha um papel crucial no experimento: ele permite a interação com neutrinos, tornando possível sua detecção. No entanto, o argônio utilizado precisa ser ultrapuro o que requer um sistema complexo de purificação acoplado ao experimento.
Essa tarefa envolve altos padrões de qualidade e foi designada à Akaer, através da Unicamp, pela sólida experiência em projetos de alta complexidade, expertise na implementação de rigorosos controles de qualidade e também pela capacidade de rastrear peças críticas em todo o ciclo de vida do produto.
Essa combinação de precisão e confiabilidade foi determinante para a escolha da empresa no projeto de gerenciamento e de engenharia das plantas de purificação do DUNE.
Além do desenvolvimento e condução do processo de engenharia no Brasil, a Akaer funcionará como uma empresa integradora, responsável por:
– Selecionar e coordenar fornecedores especializados, garantindo excelência;
– Gerenciar requisitos técnicos em todas as fases do projeto;
– Oferecer suporte técnico completo a fornecedores e parceiros;
– Gerenciar a qualidade e rastreabilidade das peças críticas;
– Monitorar o progresso do projeto e reportar avanços ao Fermilab e à UNICAMP;
– Acompanhar e certificar a entrega do sistema até os EUA.
“Transportar equipamentos de alta precisão até as profundezas das cavernas também é um desafio logístico. “É como construir um navio dentro de uma garrafa. Cada detalhe exige precisão inédita”,
explica Fernando Ferraz, vice-presidente de Operações da Akaer.
A participação da empresa e da Unicamp no DUNE tem o apoio da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e da FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos).
Neutrinos: mistério universal
Os neutrinos são a segunda partícula mais abundante do universo, superadas apenas pelos fótons. Um bilhão de vezes mais numerosos que as partículas que compõem estrelas e planetas, eles são eletricamente neutros, possuem massa quase nula e interagem minimamente com a matéria. Essas características os tornam extremamente desafiadores de estudar.
Nas últimas décadas, experimentos revelaram que os três tipos conhecidos de neutrinos podem se transformar uns nos outros, fenômeno denominado “oscilação de neutrinos”. Essa transformação é similar a imaginar um gato que poderia se transformar em uma onça, depois em um tigre e, finalmente, voltar a ser um gato.
A oscilação dos neutrinos é um dos mistérios que o projeto DUNE busca desvendar e já foi objeto de estudo vencedor do Prêmio Nobel.
Ao entender como os neutrinos se comportam, os cientistas esperam responder perguntas fundamentais, como: por que o universo é dominado por matéria? Qual é a origem dos elementos químicos que compõem a vida? E como as forças fundamentais da natureza se relacionam?
O projeto
O DUNE é liderado pelo Fermilab, principal laboratório de física de partículas dos Estados Unidos, em colaboração de mais de 30 países, cerca de 1.400 cientistas e engenheiros e mais de 200 instituições de todo o mundo, incluindo o CERN. O programa conta com um investimento superior a US$ 5 bilhões, financiado pelo Departamento de Energia dos EUA e parceiros internacionais.
O experimento consiste na instalação de um grande detector a 1.500 metros de profundidade, em Dakota do Sul, para captar neutrinos emitidos por um feixe projetado desde o Fermilab, em Illinois, a uma distância de 1.300 quilômetros.
O detector será instalado em uma caverna subterrânea equivalente a oito campos de futebol. Quando plenamente operacional, o DUNE contará com cerca de 70 mil toneladas de argônio líquido.
Avanços
A primeira fase do DUNE, que incluiu estudos preliminares e a construção de protótipos, foi concluída com sucesso e aprovada.
A Akaer, por meio de sua subsidiária Equatorial Sistemas, participa do projeto desde 2021 colaborando com as pesquisas e o desenvolvimento do sistema de filtragem para os detectores X-Arapuca (uma “armadilha” de luz concebida para aumentar a eficiência da captura dos fótons da cintilação gerada na fraca interação entre neutrinos e o argônio liquido), também desenvolvida por pesquisadores da UNICAMP para o projeto.
A Fase 2, atualmente em andamento, abrange a engenharia, fabricação e testes dos sistemas de purificação e regeneração para os detectores do DUNE. O início das operações dos detectores de neutrinos está previsto para 2028, marcando um novo capítulo na ciência mundial.
“A Akaer desempenha um papel de protagonismo extraordinário ao ser responsável pela engenharia dos componentes do sistema de purificação do argônio, contribuindo diretamente para um dos mais importantes experimentos científicos internacionais. Esta parceria é uma oportunidade única para impulsionar o desenvolvimento científico e tecnológico no Brasil, conectando centros de pesquisa e indústrias de alta tecnologia a um projeto sem precedentes na Física de Partículas, com potencial para descobertas de grande impacto sobre a origem do Universo”,
afirmou Múcio Sormani de Melo, Gestor de Programas da Akaer.
Com informações e imagens da Akaer
Imagem de capa: Argônio líquido cintilante dentro do Liquid-Argon Purity Demonstrator, um protótipo de criostato com capacidade para 35 toneladas usado para os primeiros testes de LBNF/DUNE. (Divulgação/Fermilab)
As informações são do site MundoGEO.
