CRIOGENIA

É praticamente impossível produzir materiais com altíssima pureza e mantê-los assim ao longo do tempo. No caso do Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), contaminantes no argônio líquido podem interferir nas interações dos neutrinos, além de reduzir ou alterar drasticamente os sinais elétricos e luminosos obtidos nos detectores. Entre os principais contaminantes em recipientes contendo argônio líquido estão o nitrogênio (N²) e o oxigênio (O²), que correspondem a aproximadamente 78% e 21% do ar atmosférico, respectivamente, e que precisam ser continuamente filtrados.

Quando se considera uma massa total de 70.000 toneladas de argônio líquido — ocupando um volume de cerca de 50.000 m³, suficiente para cobrir o campo do Estádio do Maracanã com uma lâmina de aproximadamente 7 metros de altura — torna-se evidente a magnitude do desafio de purificação. Nesse cenário, mesmo pequenos ganhos de eficiência podem ter um impacto significativo nos custos financeiros e logísticos do experimento.

Nesse contexto, a equipe liderada pelo pesquisador Pascoal Pagliuso, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), desenvolveu novos sistemas de filtragem para N² e O², baseados em materiais inovadores. A eficiência desses sistemas foi demonstrada em experimentos realizados no criostato Iceberg Cryostat, no Fermilab, nos Estados Unidos.

Os resultados do projeto foram muito bem recebidos pela colaboração do DUNE, que aprovou o uso da tecnologia brasileira nas Liquid Argon Time Projection Chambers (LArTPCs) do Detector Distante (FD).

Sistemas de criogenia e filtragem de argônio líquido possuem aplicação em diversos processos industriais, e o projeto apresenta potencial para contribuir não apenas com a academia, mas também com o desenvolvimento da indústria brasileira.

O desenvolvimento desse projeto, dada sua magnitude, impulsionará empresas nacionais a desenvolver componentes para sua implementação, os quais poderão ter aplicação futura em sistemas de criogenia utilizados na indústria. A empresa parceira no desenvolvimento desse projeto é a Akaer.