Un grupo de investigadores del MIT ha creado la presión de plasma más alta jamás creada. Así a bote pronto esto probablemente no te diga nada, pero es que lograr altas presiones y temperaturas extremas es algo crucial para lograr un sueño: el de la fusión nuclear, que nos proporcionará energía lmpia e ilimitada para siempre. Para siempre jamás.
La fusión nuclear se nos lleva escapando de las manos durante años, pero avances como el del MIT parecen demostrar que estamos algo más cerca del objetivo. Este tipo de reacción, de lograrse, permitiría obtener más energía de la que se utiliza para generarla, y hace que nos planteemos un futuro en el que nuestras necesidades energéticas estarán cubiertas sin necesidad de acudir a los sistemas actuales. Adiós a las gasolineras, a las polémicas centrales nucleares y al carbón. Entre otras. Esa revolución no está tan lejos, parece.
El MIT le cede el testigo al ITER
Los investigadores del MIT lograron obtener una presión de plasma de 2,05 atmósferas, lo que supone un incremento del 16% respecto al anterior récord (1,77 atmósferas) que se logró en 2005. La temperatura alcanzada fue de 35 millones de grados centígrados —calorcito rico—, aunque ese logro sólo duró un instante. Apenas un par de segundos.
Para alcanzar tal hito los investigadores hicieron uso de campos magnéticos muy potentes para lograr contener el plasma, ya que precisamente ese —que el plasma no se escape— es uno de los problemas a los que precisamente se enfrenta la fusión nuclear. Para Dale Meade, antiguo director del Laboratorio de Física del Plasma en Princeton "este es un logro destacable que valida que utilizar campos magnéticos de alta intensidad es un camino muy atractivo para la fusión de energía práctica".
Hay un problema con ese logro: que fue alzanzado en el reactor de tipo tokamak Alcator C-Mod, que funcionaba bajo un programa pagado por el Departamento de Energía de los EE.UU. Ese programa acaba de darse por finalizado, y buena parte de los esfuerzos que realizaban diversos países están centrándose ahora en el gigantesco reactor de fusión nuclear ITER que se está construyendo al sur de Francia. ¿Cuánto de gigantesco? Mucho: el volumen del reactor tomakak del ITER será 800 veces superior al que usaba el MIT.
Por qué la fusión nuclear está tardando tanto en llegar
Los científicos que trabajan en la energía de fusión tienen un sueño contagioso: podríamos dar energía a nuestras ciudades con estrellas en miniatura, pequeños reactores que proporcionarían esa fuente inagotable que tiene ventajas asombrosas. El combustible es el hidrógeno, una fuente inagotable que podemos extraer del agua de mar. No hay emisión de gases que calienten nuestro planeta, y al contrario de lo que ocurre con la fisión -la reacción que rige las centrales nucleares- la fusión produce muy pocos residuos radiactivos, y lo que produce puede ser reciclarse para ser usado en el reactor.
El referente de la energía de fusión es, lógicamente, el Sol. En esa estrella se produce la llamada nucleosíntesis estelar, una serie de reacciones nucleares que hacen que el plasma quede atrapado por una fuerza gravitatoria tan enorme que es imposible de reproducir en nuestro planeta. El confinamiento del plasma en los reactores es uno de los grandes problemas a resolver en la actualidad, y existen varias alternativas (inercial, magnético, por pinzamiento, gravitacional) que precisamente están enfocadas a retener ese plasma que produce la energía.
Michael Williams, responsable del National Spherical Torus Experiment de la Universidad de Princeton dejaba claro uno de los obstáculos de este tipo de proyectos: "la fusión es una ciencia cara, porque estás tratando de construir un sol en una botella". Otro de ellos es esa eterna promesa que de una energía limpia e ilimitada que no acaba de llegar nunca y para lo que los investigadores tienen una broma peculiar: "hace 30 años iba a llegar en los próximos 30, y ahora llegará dentro de otros 30".
Los diseños tokamak no son los únicos que se han aplicado en este tipo de reactores existen otros como los fusor, polywell o stellarator que tienen como objetivo desarrollar un plasma denso y estable con el que lograr esa producción continua de energía, pero según varios expertos todos ellos tienen el problema de la radiación de frenado o Bremsstrahlung: no hay base teórica para un resultado positivo (producir más energía de la que se consume) .
Lo saben bien en el citado International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), ese proyecto conjunto de la Unión Europea y otros seis países que incluyen a los Estados Unidos. Es el proyecto más ambicioso que existe al respecto, pero eso ha hecho que su propio desarrollo esté resultando enormemente complejo.
El objetivo del ITER es es el de producir 500 megavatios de potencia durante varios segundos necesitando "tan solo" 50 megavatios para lograr esa reacción. Su construcción se inició en 2013, y se estima que el coste total ascenderá a más de 14.000 millones de dólares. Aunque se espera que la construcción termine en 2020 y sea entonces cuando se comience a experimentar, hasta 2027 no se experimentará con la fusión del deuterio y el tritio, los dos elementos clave de la fusión nuclear.
¿Ayudará el ITER a lograr el sueño? Eso es lo que esperan los responsables del proyecto, pero nadie se atreve a dar estimaciones concretas en las que todos coincidan. Algunos prometen que la fusión nuclear será una realidad en 2040, pero otros argumentan que estos proyectos nunca llegarán a nada. Entre los motivos hay uno real y contundente: la presión de toda una industria que se forra gracias a una energía que (nos) cuesta mucho dinero a todos cada día.
No todo son reactores gigantes
Para algunos eso no es suficiente y es necesario ir desarrollando otros proyectos en paralelo. Es el caso de Tokamak Energy, una empresa que se ha creado a raíz del Laboratorio de Fusión Nacional del Reino Unido y que hace uso de superconductores de alta temperatura para crear esos campos magnéticos que sirven para contener el plasma en fusión. El Dr. David Kingham, máximo responsable de la empresa, afirma que el logro del MIT demuestra que las condiciones extremas necesarias para la fusión nuclear pueden alcanzarse en laboratorios más reducidos.
No son los únicos que piensan así, y hay otras empresas que están trabajando en reactores de fusión nucleares de pequeño tamaño. La conocida Lockheed Martin tiene en marcha un proyecto desde hace años bajo su división Skunk Works. Este equipo se ha encargado del diseño de aviones ya legendarios como el SR-71 Blackbird —el de la Patrulla-X, sí— o el polémico F-35, pero es allí donde también están desarrollando su Compact Fusion Reactor, un proyecto que quiere convertirse en un producto viable que produzca por fin electricidad en 2025.
Algunos gurús tecnológicos también creen en el futuro de la fusión nuclear y están invirtiendo en proyectos independientes. Tri Alpha Energy hace uso de la tecnología de los aceleradores de partículas y tiene detrás a Paul Allen, co-fundador de Microsoft. El creador de Amazon, Jeff Bezos, ha invertido en General Fusion, una empresa que ha desarrollado un vórtice de plomo y litio fundidos para contener el plasma, y hay más esfuerzos que tratan de explorar otras vías.
Este es el camino adecuado según el profesor Dennis Whyte, director del Plasma Science and Fusion Center del MIT en el que se lograba este hito: "los tokamaks compactos y de campos magnéticos de alta intensidad proporcionan una oportunidad fantástica para acelerar el desarrollo de la energía de fusión, de forma que esté disponible lo suficientemente pronto para marcar la diferencia en problemas como el cambio climático y el futuro de la energía limpia, objetivos que creo que todos compartimos".
En Xataka | La fusión nuclear da un paso de gigante
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