La energía de fusión: el sueño y el desafío de la humanidad
Este año arranca la construcción en Granada de IFMIF-DONES, una instalación puntera y estratégica que estudiará materiales para esta vital energía
La idea de una fuente de energía limpia y masiva llamada a acabar con los problemas energéticos que acechan a la humanidad parece un sueño, pero también tiene tintes de realidad. El físico Michio Kaku describió durante el Global Mobilital Call a la fusión nuclear como la tecnología más importante de todas las que están en desarrollo al considerar que sería la única tecnología capaz de responder al enorme reto energético al que se enfrenta el ser humano. “Si la carrera por lograr la energía de fusión falla, volveríamos a la edad de piedra”, resumió en el transcurso de un encuentro con los medios de comunicación.
Hablar de energía de fusión es hablar del ITER. Se trata del reactor de fusión experimental en el que trabaja una alianza de los países más punteros del mundo. Según el pacto, cada miembro aportará una serie de componentes. A modo de ejemplo, rivales geopolíticos como Rusia, China o Estados Unidos colaboran en él. Situado en Saint-Paul-lez-Durance, en el sureste de Francia, este proyecto lleva en marcha desde que Estados Unidos y la Unión Soviética decidieron sumar fuerzas para hacerlo realidad. Ha sufrido distintos atrasos, pero se trata de la mayor esperanza en lo que a generación de energía limpia se refiere.
La tecnología en la que se basa consiste en usar partículas de hidrógeno en el interior de un reactor en el que se producen reacciones de fusión. Al fusionarse dos átomos simples dan lugar a otro más complejo y, en el proceso, se libera energía. Con esa energía, el ITER sería capaz de generar unas temperaturas 10 veces superiores a las del interior del núcleo del sol. Mediante un campo electromagnético 100.000 veces más potente que el de la Tierra, esas energías se mantienen “contenidas” y así se evita que las enormes temperaturas fundan los materiales del núcleo.
"El objetivo de ITER es alcanzar una energía 10 veces superior a la empleada en el proceso de calentar la materia. Alcanzar lo que llamamos un factor de amplificación del orden 10. Por cada unidad de energía que viertes, obtener 10 veces esa energía", explica Carlos Hidalgo, director del laboratorio nacional de fusión del Ciemat. "ITER no tiene como objetivo verter energía a la red. Tiene como objetivo la viabilidad científico tecnológica de la fusión nuclear generando ese factor de amplificación. ITER demostrará, esperemos, que es viable", desea.
Si bien ITER no verterá energía a la red eléctrica, sí lo haría el sucesor de este reactor. "El primer prototipo de reactor de fusión comenzará su construcción una vez ITER haya alcanzado su reacción de fusión. Este hito de construir el primer reactor de fusión, que llamamos DEMO, se iniciará alrededor de 2040 y la creación de un reactor comercial tendrá lugar en la segunda mitad del siglo XXI. Esperamos alcanzar un factor de amplificación de 30 en él", profundiza Hidalgo.
La llave del futuro
Este año, en Granada se empezará a construir la llave que permitirá llegar a DEMO. "Entre ITER y DEMO, para que sea realidad el último, hace falta un dispositivo adicional. Es lo que llamamos IFMIF-DONES. Este proyecto pretende demostrar que los materiales que se utilizan en un reactor soportan una exposición extrema como las que suceden en el núcleo de un reactor de fusión", asevera Hidalgo.
Dicho con otras palabras, IFMIF-DONES se tratará de una instalación de 100.000 metros cuadrados estratégica para la ciencia europea. En pos de experimentar con la respuesta de diferentes materiales a un eje de neutrones de alta energía, la instalación contará con un acelerador de partículas y una suerte de cascada de litio líquido que permitirán recrear parte de los fenómenos extremos que se producen en un núcleo de un reactor de fusión. La instalación tiene 2028 como fecha prevista de puesta en marcha, mientras que en 2033 se prevé su inicio de operaciones.
"Estos grandes proyectos son grandes movilizadores de todo el tejido industrial y esto genera un beneficio importantísimo a todos los países que forman parte de este desarrollo. A nivel nacional español, la industria está participando muy activamente en todos los aspectos tecnológicos", dice Hidalgo al respecto de su impacto económico.
Dificultades y tensión
Oficialmente se prevé que el ITER se ponga en marcha en 2025 y que para 2035 sea operativo. No obstante, Hidalgo advierte de que el proyecto probablemente se retrasará tres años por problemas generados a raíz de la pandemia. Y esto, si no se generan más problemas a raíz de la invasión rusa en Ucrania ya que Moscú es parte del pacto científico.
"El drama de la guerra en Ucrania por parte de Rusia está generando muchísimos problemas. Rusia ha quedado aislada del resto del mundo y muchos acuerdos de investigación se han interrumpido hasta que esta guerra finalice. En el caso de ITER, el acuerdo ITER no contempla que ninguno de sus miembros sea expulsado. Rusia, en el caso de ITER sigue siendo parte de la organización y efectivamente tiene una serie de compromisos de suministro de componentes importantes para ITER que a día de hoy me consta que se van a cumplir. Esta guerra ha generado mucha incertidumbre y puede haberla en el caso de ITER, pero a día de hoy, Rusia sigue respetando sus compromisos y el resto de socios sigue manteniendo la estructura acordada a nivel político que impide que ningún miembro sea expulsado", detalla Hidalgo.
Aunque no haya supuesto la ruptura del acuerdo científico, el terremoto geopolítico sí que tiene impacto en el proyecto. "Hay problemas éticos. En nuestro laboratorio de Madrid hemos contratado a investigadores ucranianos que salieron del país tras el estallido de la guerra, no estaría nada bien que contrataramos también a investigadores rusos cuando su país está bombardeando Ucrania. En el caso de ITER a día de hoy se mantienen los acuerdos y que yo sepa no hay cambio en las escalas temporales de suministro de componentes. No obstante, si se diera esta circunstancia, lo que sucedería es que el resto de socios asumirían las responsabilidades de Rusia", prevé Hidalgo.
Preguntado sobre la inversión total que supone ITER, Hidalgo responde que aproximadamente asciende a un total de 25.000 millones de euros de los cuáles alrededor del 45% proviene de la Unión Europea. A raíz de una pregunta sobre qué ocurriría en caso de fallo en el reactor, Hidalgo afirma que por su naturaleza de funcionamiento, la fusión nuclear es segura.
"Si hablamos de fusión contra fisión hay que hacer una diferencia drástica. Las reacciones de fisión nuclear están basadas en reacciones en cadena y sabemos que ha habido accidentes con tremendo impacto social. Fukushima estará en la mente de muchas personas. La diferencia es que la fusión es un actor intrínsicamente seguro. Por qué. Para que funcione la fusión tiene que haber temperaturas extremas en el reactor. Si un operador comete un error, lo que sucede es que la temperatura bajaría, y cuando la temperatura baja de un umbral, la reacción de fusión automáticamente se detiene. Por esto, un reactor de fusión es intrínsicamente seguro porque un error conllevaría la paralización inmediata de toda la planta. Esa es la gran diferencia entre un reactor de fisión y uno de fusión. Si falla el confinamiento magnético, se pararía de manera inmediata", afirma Hidalgo.
En referencia a lo trascendente de esta tecnología, el experto de Ciemat no es tan categórico como Kaku y piensa que todas las energías serán necesarias. “El aumento de población y la mejora de condiciones de vida en países en desarrollo hará que todas las fuentes tengan su nicho. Sin duda, la energía de fusión nuclear será la energía masiva por excelencia, pero todavía es el gran sueño y el gran reto de la humanidad”, afirma.
El científico reflexiona y llega a la conclusión de que los frutos de este proyecto no es algo que vaya a disfrutar su generación, sino que los resultados del esfuerzo que ha unido a países antagónicos, lo disfrutarán las generaciones venideras. "Generaciones de científicos y sociedades están aportando su esfuerzo y fondos para que sean sus hijos los que disfruten de una fuente de energía masiva y sostenible", resume.
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