¿La fusión nuclear será el futuro de la energía del mundo?

Científicos llevan 60 años intentando crear un reactor de fusión nuclear como fuente de energía; un proyecto en Francia busca ser el primero aunque enfrenta varios tropiezos.
Fusión nuclear  (Foto: Getty)
Thom Patterson

Aunque decenas de millones de dólares se han gastado a lo largo de los pasados 60 años en construir un reactor de fusión nuclear que pueda convertirse en una fuente de energía sustentable, aún no se ha demostrado que se pueda construir uno comercialmente viable.

Después de topar con pared desde hace tanto tiempo, los científicos podrían preguntarse para qué seguir intentándolo. La razón es que, en teoría, la fusión podría salvar al mundo, de acuerdo con ellos.

Un mundo que use una fuente de energía barata, segura, limpia, virtualmente inagotable y sostenible. Si el combustible y la energía fueran baratos y accesibles para todos los países, se reducirían las tensiones políticas mundiales. Si nuestra energía proviniera de una fuente de combustible limpia, se reduciría la contaminación. Todo eso sería bueno, ¿no?

Al menos eso parecen creer multimillonarios como el fundador de Amazon, Jeff Bezos; el cofundador de PayPal, Peter Thiel, y el cofundador de Microsoft, Paul Allen, que han invertido dinero en diferentes empresas de desarrollo de fusión, cada una con su propia idea de cómo resolver el enigma, según la revista Forbes.

"Lo que en realidad estamos tratando de hacer es construir una estrella en la Tierra", consideró Laban Coblentz, que trabaja en el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), un enorme reactor de fusión que se está construyendo en el sur de Francia como parte de un esfuerzo de 35 países.

Cuando Coblentz dice "estrella", es una referencia literal. La fusión es lo que provoca que las estrellas como nuestro Sol sigan brillando.

Esta es la forma (muy simplificada, desde luego) en la que se supone que funciona la fusión:

Tomas dos gases llamados deuterio y tritio y los calientas bajo presión hasta que alcancen cuando menos 100 millones de grados Celsius. Estas sustancias se calentarán tanto que dejarán su estado gaseoso y se volverán plasma. Cuando se fusionan, liberarán una racha de calor adicional. Esa racha se conoce como reacción de fusión.

El calor provoca que el agua hierva y se vuelva vapor, mismo que impulsa una turbina y genera electricidad que llega a tu vecindario.

Esto es lo realmente importante: para que sea comercialmente viable, tienes que crear más energía que la que usaste para calentar el combustible. Y aquí está la trampa: no hemos logrado descifrar esa parte. El proyecto ITER, en Caradache, Francia, tiene justamente ese objetivo.

Cinco años después de iniciadas las construcciones, la actividad se ha intensificado. Han llegado varios tanques de almacenamiento de 10 metros de altura desde Estados Unidos. Los trabajadores han estado ocupados reuniendo los componentes necesarios para construir unos electroimanes gigantescos, lo que Coblentz llama "la adquisición más grande de superconductores de la historia del planeta".

Coblentz dijo que reina la esperanza en Caderache. "Hay una sensación muy palpable de que al menos estamos entrando en una fase en la que vemos cambios físicos", dijo. "Estamos viendo el avance del proyecto".

Sin embargo, los retrasos por cambios en el diseño y en la construcción han aumentado los costos. En un estimado se indica que el proyecto habrá costado 21,000 millones de dólares (unos 336,000 millones de pesos) para la fecha proyectada de conclusión, alrededor del 2020. Estados Unidos habrá aportado 3,900 millones de dólares (unos 62,400 millones de pesos).

"La verdadera pregunta es si la organización puede funcionar de forma armónica, ser confiable y apegarse al itinerario.  Confío en que así será. Sorprenderemos a muchos incrédulos".

ITER inauguró recientemente el Edificio de Ensamblado, una de las primeras estructuras enormes del sitio, con casi 60 metros de alto. Dentro, los trabajadores ensamblarán los componentes enormes del reactor antes de insertarlos en la instalación principal que alberga una cosa llamada tokamak.

El tokamak es una cámara de vacío en forma de dona, rodeada con electroimanes. Está diseñada para conservar el plasma en su sitio con la ayuda de un campo magnético. Si se puede mantener el plasma en el mismo sitio durante el tiempo suficiente, el calor y la presión crearán una reacción de fusión.

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El tomakak del ITER medirá 30 metros y pesará 23,000 toneladas. 

¿Por qué es tan difícil la fusión?

El manejo del plasma es uno de los desafíos de la fusión. Para lograr el proceso, tienes que embotellar ese plasma supercaliente para que quede bastante denso. Luego hay que mantenerlo caliente y contenido por el tiempo suficiente como para que haga fusión.

Los multimillonarios como Allen, Thien y Bezo han invertido su dinero en empresas privadas que llevan a cabo proyectos a una escala mucho menor que ITER.

 Allen invirtió en una empresa llamada Tri-Alpha Energy, en el condado de Orange en California. Se cree que Thiel respalda a Helion Energy en Washington, Estados Unidos y que Bezos tiene sus esperanzas puestas en un grupo llamado General Fusion en la Columbia Británica, en Canadá.

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General Fusion usa pistones de precisión controlada para martillar las ondas de choque gigantes en una esfera magnetizada. 

Todas estas empresas usan electroimanes en sus intentos por cumplir la promesa de la fusión. Sin embargo, hay quienes prueban métodos que no usan electroimanes. En Livermore, California, el National Ignition Facility se ha dedicado a un proceso llamado fusión por confinamiento inercial.

Así funciona: Tomas una esfera llena con gases de deuterio y tritio y la colocas dentro de un tanque recubierto de oro. Luego le disparas una luz de láser muy intensa. La luz calienta las paredes internas del tanque y crea un plasma supercaliente que baña la esfera con rayos X suaves.

Los rayos X a su vez calientan la superficie externa de la esfera y provocan que implosione, lo que presiona e incendia el plasma y quema el combustible, con lo que se provoca una reacción de fusión.

Los expertos dicen que la ciencia ha avanzado mucho recientemente y algunos tienen bastante confianza.

"Por 20,000 millones de dólares en efectivo te puedo construir un reactor funcional", declaró Steven Cowley, director ejecutivo de la Autoridad de Energía Atómica de Reino Unido, a la revista Popular Mechanics. "Sería algo grande, tal vez no muy confiable, pero hace 25 años ni siquiera sabíamos si podríamos lograr la fusión. Ahora, la pregunta es si podremos hacerla asequible".

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Sin embargo, no es probable que desaparezca el impulso a la fusión, siempre y cuando prometa resolver el problema de la energía a lo largo del siguiente milenio.

"Seguro. Lo resolvería. No hay duda", dijo Coblentz. "Solo tenemos que demostrarlo y luego replicarlo a una escala que sea realmente práctica".

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