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Instrucciones para fabricar el Sol

As¨ª se ha acelerado la carrera para conseguir energ¨ªa con la fusi¨®n nuclear

Instrucciones para fabricar el Sol: as¨ª se ha acelerado la carrera para conseguir energ¨ªa con la fusi¨®n nuclear

Impulsado por los ¨²ltimos avances cient¨ªficos y una gran ola de inversi¨®n en proyectos privados, el viejo sue?o de generar energ¨ªa replicando los procesos que mantienen encendidas las estrellas ha dejado de ser ciencia ficci¨®n

J. A. Auni¨®n

El impacto de 192 potentes l¨¢seres de energ¨ªa ultravioleta sobre una diminuta c¨¢psula de apenas dos mil¨ªmetros de di¨¢metro se produjo unos minutos despu¨¦s de la una de la madrugada. Era el 5 de diciembre de 2022 y el grupo de cient¨ªficos que dirig¨ªa el experimento desde la sala de control en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en California, prorrumpi¨® en aplausos de celebraci¨®n al ver los resultados en las pantallas: hab¨ªan conseguido 3 megajulios de energ¨ªa aplicando a la peque?a pastilla de combustible 2,3 megajulios procedentes de los l¨¢seres. Tras d¨¦cadas de investigaci¨®n y cientos de millones de d¨®lares invertidos, conseguir la energ¨ªa equivalente a la necesaria para calentar el agua para darse una ducha quiz¨¢ no parezca demasiado, pero lo cierto es que acababan de demostrar que es posible crear energ¨ªa reproduciendo en la Tierra la reacci¨®n f¨ªsica que mantiene encendido el Sol y todas las estrellas.

La humanidad lleva m¨¢s de 70 a?os persiguiendo el sue?o de convertir la fusi¨®n nuclear (la uni¨®n de los n¨²cleos de dos ¨¢tomos, exactamente lo contrario que hace la fisi¨®n, con i, en las actuales centrales nucleares, que es separarlos) en una fuente de energ¨ªa que se prev¨¦ segura, limpia (crea residuos, pero muy manejables y no emite gases de efecto invernadero) y casi inagotable: sus principales combustibles se encuentran f¨¢cilmente en la naturaleza (por ejemplo, el agua de mar como fuente de ¨¢tomos de deuterio). Pero hasta que aquella noche de diciembre explot¨® esa diminuta pastilla en el centro de una c¨¢mara de vac¨ªo en California, nadie hab¨ªa conseguido generar un resultado positivo, es decir, producir m¨¢s energ¨ªa de la que efectivamente se aplicaba para unir los ¨¢tomos. ¡°Ha sido un punto de inflexi¨®n, ha dado al mundo la confianza de que es posible. Ha sido como la experiencia de los hermanos Wright [que en 1903 protagonizaron el primer vuelo motorizado controlado]¡±, dice el estadounidense Bruno Van Wonterghem, jefe de operaciones de la Instalaci¨®n Nacional de Ignici¨®n (NIF son sus siglas en ingl¨¦s), el centro perteneciente al gran complejo p¨²blico de Livermore que lleva a cabo el proyecto de fusi¨®n.

En el vest¨ªbulo del mismo edificio, una ma?ana del pasado mes de junio, entre reproducciones de las ¨®pticas de los l¨¢seres, vitrinas que muestran piezas clave del trabajo, como las c¨¢psulas de combustible, y alg¨²n expositor que celebra los r¨¦cords del laboratorio, Van Wonterghem contin¨²a con su analog¨ªa. ¡°Es como si hubi¨¦ramos logrado que el avi¨®n despegara, ahora tenemos que ver hasta qu¨¦ altura podemos subir, a qu¨¦ velocidad podemos volar¡­ Estamos avanzando muy r¨¢pido; hemos pasado de 3 megajulios de rendimiento para 2,2 megajulios de energ¨ªa l¨¢ser a 5 [en experimentos posteriores] y esperamos llegar hasta 10 este a?o. Y luego, con algunas peque?as mejoras en el l¨¢ser, a los 30 megajulios, lo que supone una ganancia de 10 o m¨¢s [respecto a la energ¨ªa entrante]¡±.

The National Ignition Center, at the Lawrence Livermore Laboratory, in California.
Instalaciones del Centro Nacional de Ignici¨®n, en el Laboratorio Lawrence Livermore, en California (EE UU).Manuel V¨¢zquez

Lo cierto es que para conseguir con l¨¢seres una planta viable de generaci¨®n har¨ªa falta una ganancia de entre 50 y 100 veces. Y no solo eso, tambi¨¦n habr¨ªa que hacer al menos 10 disparos por segundo (en el NIF se puede por ahora uno cada siete u ocho horas) y con l¨¢seres mucho m¨¢s eficientes (este requiere una enorme cantidad de energ¨ªa para poner en marcha todo el mecanismo). Y esta m¨¢quina de Livermore nunca lo conseguir¨¢, para empezar, porque no est¨¢ hecha para eso; es una instalaci¨®n cient¨ªfica experimental cuya principal misi¨®n es estudiar las armas nucleares. Ser¨¢n otros los que tengan que buscar las soluciones tecnol¨®gicas a unos desaf¨ªos de ingenier¨ªa que parecen de ciencia ficci¨®n, pues consisten en crear una planta de generaci¨®n de energ¨ªa que reproduzca en la Tierra esos procesos que ocurren en el Sol a millones de grados de temperatura y con una presi¨®n equivalente a 100.000 millones de atm¨®sferas terrestres.

De hecho, la v¨ªa de investigaci¨®n que representa el laboratorio de Livermore, por confinamiento inercial (conseguir la fusi¨®n a base, principalmente, de presi¨®n), ha sido siempre la hermana pobre del sector, con respecto a la opci¨®n que, todav¨ªa hoy, parece tener m¨¢s papeletas para llegar antes a la meta, aunque tambi¨¦n tenga sus propios problemas a¨²n por resolver. Este es el confinamiento magn¨¦tico, que consiste en llevar a los ¨¢tomos a unas temperaturas tan altas (m¨¢s de 10 veces las del Sol) durante el tiempo suficiente para que venzan la repulsi¨®n natural de sus n¨²cleos y no les deje m¨¢s remedio que fusionarse. Pero nadie pone en duda que la demostraci¨®n del laboratorio californiano est¨¢ en el centro de los avances que han reavivado la carrera despu¨¦s de d¨¦cadas de adormecimiento, con m¨¢s dinero y enfoques que tratan de cerrar las preguntas cient¨ªficas que quedan a¨²n abiertas con soluciones tecnol¨®gicas que ya sean en s¨ª mismas viables y eficientes.

Alemania ha lanzado un plan de investigaci¨®n de 1.000 millones de euros hasta 2028 que integra por primera vez las dos v¨ªas: magn¨¦tica e inercial. Su objetivo es tener una planta de fusi¨®n en 2040. En esa misma d¨¦cada quiere tener lista la suya el Reino Unido, STEP, que se construir¨¢ sobre una antigua central el¨¦ctrica de carb¨®n en West Burton, en el centro de Inglaterra. El plan de China, que gasta al a?o en el sector unos 1.500 millones de d¨®lares, es tener su primer prototipo industrial de reactor de fusi¨®n, bautizado como ¡°sol artificial¡±, en 2035 y comenzar la producci¨®n comercial a gran escala en 2050. El Congreso de Estados Unidos aprob¨® este a?o una inversi¨®n r¨¦cord de 1.480 millones de d¨®lares.

Detail of the TJ-II experimental reactor at CIEMAT in Madrid, which produced its first plasma in 1997.
Detalle del reactor experimental TJ-II, del CIEMAT en Madrid, que produjo su primer plasma en 1997. Manuel V¨¢zquez

¡°Ahora mismo, me cuesta mucho esfuerzo conseguir estudiantes de doctorado y posdoctorales suficientes para trabajar en todos los proyectos que tengo ya financiados. Y eso est¨¢ pasando a escala global. Tenemos financiaci¨®n para acometer los enormes desaf¨ªos que tenemos por delante, pero no tenemos una fuerza laboral suficiente para hacerlo¡±, asegura Jaime Marian, profesor de la Universidad de California, Los ?ngeles (UCLA), experto en materiales aptos para los reactores de fusi¨®n. El cient¨ªfico opina que, en realidad, el esfuerzo p¨²blico, al menos en Estados Unidos, ha ido a remolque de un sector privado que ha visto que esta aventura no es solo viable, sino que es potencialmente muy lucrativa.

La agrupaci¨®n internacional del sector, Fusion Industry Association, ha contabilizado este a?o 45 empresas (25 de ellas en Estados Unidos) que han conseguido en conjunto una financiaci¨®n de 7.100 millones de d¨®lares; en 2020, cuando hicieron su primer informe, eran 25 empresas y 1.900 millones. La mayor parte del dinero les llega de inversores privados ¡ªentre los que se cuentan Jeff Bezos, Bill Gates y empresas como Google¡ª, pero la parte p¨²blica ha pasado de 85 a 426 millones.

¡°Hace muy poco recibimos una importante subvenci¨®n, financiada al 50% por el Gobierno brit¨¢nico y al 50% por nosotros. Trabajamos adem¨¢s con el Imperial College, la Universidad de Oxford y el Instituto de F¨ªsica del Plasma de York. Es un programa de investigaci¨®n de 12 millones de libras [algo m¨¢s de 14 millones de euros] para cinco a?os¡±, explicaba a primeros de a?o Nick Hawker, fundador de First Light Fusion, en la sede de la empresa, en Oxford.

La compa?¨ªa, fundada en 2011, trata de conseguir lo mismo que en Livermore, pero en vez de con un l¨¢ser, con proyectiles lanzados con un potente ca?¨®n de 22 metros de largo. La clave para que este consiga lo mismo que un l¨¢ser es un amplificador, una especie de envoltorio de la c¨¢psula de combustible que ¡°aumenta la presi¨®n y tambi¨¦n moldea la energ¨ªa de modo que, aunque golpeamos, conseguimos una implosi¨®n esf¨¦rica¡±, explica Hawke. ¡°Es nuestra tecnolog¨ªa clave¡±, a?ade poco antes de ofrecer un tour por el laboratorio donde est¨¢ ubicado el ca?¨®n que, cargado con tres kilos de p¨®lvora, lanza proyectiles a siete kil¨®metros por segundo que acaban impactando sobre la c¨¢psula dentro de una c¨¢mara de vac¨ªo parecida a la de Livermore, pero en peque?o; aquella tiene 10 metros de di¨¢metro y esta 1,7. ¡°La ingenier¨ªa de nuestro enfoque es tremendamente m¨¢s sencilla, as¨ª que la ingenier¨ªa necesaria para llegar a una planta de energ¨ªa, tambi¨¦n. Y es much¨ªsimo m¨¢s barato¡±, insiste. Tiene ya el dise?o inicial para una planta piloto. ¡°Nuestro objetivo es conseguirlo en la d¨¦cada de 2030. Igual que todas las empresas privadas. Entre los programas p¨²blicos, incluso los m¨¢s ambiciosos hablan de 2040. Estoy convencido de que una peque?a empresa privada ¨¢gil puede ir m¨¢s r¨¢pido que esas grandes instituciones¡±, concluye.

Hawke pone el ejemplo de un proyecto internacional de investigaci¨®n con l¨¢seres que, cuando necesit¨® renovar las instalaciones, tuvo que contratar con nuevos proveedores de distintos pa¨ªses porque hab¨ªa que repartir el pastel, lo cual retras¨® enormemente todo el proceso. De hecho, los retrasos y los sobrecostes del gigantesco proyecto internacional de energ¨ªa de fusi¨®n que ha acaparado casi toda la atenci¨®n del sector en los ¨²ltimos lustros parece darle, al menos en parte, la raz¨®n.

Impulsado por 35 pa¨ªses ¡ªentre ellos, los de la UE, EE UU, Jap¨®n, Corea, China y Rusia¡ª, el ITER (el camino, en lat¨ªn) es un reactor experimental de dimensiones descomunales, las necesarias sobre el papel para demostrar que es posible hacer plantas de energ¨ªa viables por confinamiento magn¨¦tico. Su objetivo es alcanzar lo que se conoce como el triple producto: mucha temperatura ¡ªal menos 100 millones de grados Celsius¡ª, una presi¨®n de m¨¢s de cinco atm¨®sferas y un tiempo de p¨¦rdida de la energ¨ªa (si se deja de calentar el gas) de m¨¢s de tres segundos, creando al menos 10 veces m¨¢s energ¨ªa de la necesaria para poner en marcha todo eso ¡ª500 megavatios desde 50¡ª. Incluido un conjunto de imanes de 1.000 toneladas capaces de controlar magn¨¦ticamente la forma y colocaci¨®n del plasma: la sopa en la que se convierten las part¨ªculas cuando alcanzan temperaturas tan elevadas. Unos imanes hechos con materiales superconductores que, para funcionar, deben estar a su vez a unas temperaturas baj¨ªsimas. ¡°En apenas cuatro metros puedes llegar a tener en el centro del plasma unos 300 millones de grados y menos de 200 bajo cero en los imanes. All¨ª tienes el Sol y aqu¨ª el lado oscuro de la Luna¡±, se?ala el tambi¨¦n espa?ol Alberto Loarte, jefe cient¨ªfico del ITER, junto a la c¨¢mara de vac¨ªo donde se generar¨¢ el plasma, un monstruo de 19,4 metros de di¨¢metro, 11,4 de altura y unas 5.200 toneladas.

Construction of the ITER reactor in Cadarache (France).
Construcci¨®n del reactor del ITER en Cadarache (Francia).Manuel V¨¢zquez

En 2007, cuando se constituy¨® la organizaci¨®n responsable de su construcci¨®n en Cadarache, en el sur de Francia, el compromiso era que en 2025 ya ser¨ªan capaces de generar reacciones que produjeran energ¨ªa. Entre medias, sin embargo, fallos en el dise?o, errores de gesti¨®n y de fabricaci¨®n, algunos enfrentamientos entre responsables de seguridad y, tambi¨¦n, una pandemia han hecho que en la ¨²ltima revisi¨®n, este verano, hayan calculado que esas primeras reacciones llegar¨¢n en 2039. De un presupuesto inicial de 6.000 millones de euros, se calcula que el proyecto acabar¨¢ costando muy por encima de los 20.000 millones. A partir de ah¨ª, el plan es que sus resultados sirvan para crear ya esas centrales capaces de llevar electricidad a la red. Europa, por ejemplo, planea construir su planta piloto (DEMO) en 2050.

El problema es que la velocidad a la que avanzan la investigaci¨®n y la tecnolog¨ªa en otras partes se est¨¢ acelerando exponencialmente, con lo que existe la posibilidad de que para entonces sus resultados queden superados por alguna de las distintas v¨ªas alternativas que prometen hacer lo mismo antes, con m¨¢quinas m¨¢s peque?as y manejables y, por lo tanto, m¨¢s viables econ¨®micamente. Seguramente por eso, los pa¨ªses est¨¢n retomando posiciones y revisando sus estrategias.

¡°Los dem¨¢s se est¨¢n organizando. En China tienen plan, en EE UU tambi¨¦n. Y creo que hay un reto tambi¨¦n europeo¡±, dice Marc Lachaise, director de Fusion for Energy, la organizaci¨®n de la UE con sede en Barcelona encargada de las aportaciones europeas al ITER. Y a?ade: ¡°Llevamos a?os colaborando y lo hemos hecho muy bien, pero creo que es el momento para que Europa configure una nueva hoja de ruta que se adapte al contexto y que tenga sentido para todos¡±. En todo caso, contin¨²a: ¡°El ITER sigue siendo el objetivo com¨²n y no es solo en Europa; es el proyecto m¨¢s grande al que todo el mundo mira porque ninguna start-up puede hacer algo parecido¡±.

De hecho, buena parte de la comunidad cient¨ªfica levanta la ceja con escepticismo cuando escuchan las promesas con las que las compa?¨ªas recaudan sus fondos. Admiten, eso s¨ª, que con su acci¨®n disruptiva, su agilidad de movimiento y su capacidad para atraer talento y darle alas, alguna de ellas puede dar con esa tecla que a¨²n no se ha tocado y dar el pelotazo.

As¨ª lo ve Sam Davis, jefe de proyecto del reactor experimental JT60, en Jap¨®n, uno de los hermanos peque?os del ITER que est¨¢n haciendo pruebas para allanar el camino del gigante franc¨¦s y est¨¢n consiguiendo, de hecho, algunos resultados magn¨ªficos que han contribuido, junto al de Livermore, a insuflar nuevas fuerzas al sector; por ejemplo el r¨¦cord de energ¨ªa de 69 megajulios logrado hace unos meses en el complejo brit¨¢nico del JET. ¡°Durante muchos a?os, el progreso ha sido lento, la financiaci¨®n, bastante escasa, y la gente se ha visto obligada a hacer estas colaboraciones internacionales, en parte, porque ning¨²n pa¨ªs pod¨ªa hacerlo por s¨ª solo. As¨ª que esta ola de inversi¨®n privada es muy bienvenida¡±, explica Davis. Y contin¨²a: ¡° Muchas de estas nuevas empresas no van a ser capaces de cumplir sus promesas, pero pueden resolver algunos problemas concretos. Y si tienes diez empresas y todas resuelven un problema, ya sabes, son diez problemas menos que te colocan m¨¢s cerca del objetivo¡±.

Pero para entender un poco mejor de qu¨¦ problemas estamos hablando y c¨®mo de cerca o de lejos puede estar el objetivo, habr¨ªa que hacer un poco de historia y entender algunos conceptos b¨¢sicos. ¡°Lo que queremos conseguir es reproducir las reacciones que tienen lugar en el Sol y las estrellas. Todas funcionan igual: como tienen mucha masa, por gravitaci¨®n hacen que los n¨²cleos de sus part¨ªculas se fusionen para dar elementos m¨¢s pesados: dos hidr¨®genos se convierten en un helio. Y en ese proceso se desprende mucha energ¨ªa, porque se produce un d¨¦ficit de masa, el de la famosa ecuaci¨®n de Einstein: E=mc? [energ¨ªa igual a masa por velocidad de la luz al cuadrado]¡±, explica Isabel Garc¨ªa Cort¨¦s, cient¨ªfica del Laboratorio de Fusi¨®n del Centro de Investigaciones Energ¨¦ticas, Medioambientales y Tecnol¨®gicas (CIEMAT), con sede en Madrid, que acoge desde los a?os noventa otra de esas m¨¢quinas de investigaci¨®n en este campo, el TJ-II. Y contin¨²a: ¡°La dificultad que tenemos en la Tierra, obviamente, radica en que no tenemos la gravedad que tiene el Sol¡±.

Isabel Garc¨ªa Cort¨¦s, researcher at CIEMAT in Madrid.
Isabel Garc¨ªa Cort¨¦s, investigadora del CIEMAT en Madrid.Manuel V¨¢zquez

As¨ª, las dos principales maneras que hemos encontrado para compensar eso y conseguir que los dos n¨²cleos ¡ªque de forma natural se repelen porque tienen carga positiva¡ª se junten hasta fusionarse son esas v¨ªas de confinamiento inercial (por compresi¨®n) y magn¨¦tico (por temperatura en un plasma confinado durante tiempos largos). Ambas necesitan una c¨¢mara de alto vac¨ªo para producir la fusi¨®n ¡ªal trabajar con hidr¨®geno, el elemento m¨¢s ligero de la naturaleza, cualquier otro elemento puede interferir¡ª y el mismo combustible, formado por los is¨®topos del hidr¨®geno que tienen m¨¢s posibilidades de fusionarse a una temperatura menores. Son el deuterio (que, como hemos visto, se encuentra sin problemas en el agua del mar) y el tritio, que no se encuentra en la naturaleza y hay que fabricarlo (he aqu¨ª un problema tecnol¨®gico y econ¨®mico). Al fusionarse, las dos part¨ªculas se convierten en una sola de helio, y desprenden un neutr¨®n cargado con mucha energ¨ªa, una parte de la cual habr¨ªa que convertir en electricidad y otra se utilizar¨ªa para producir m¨¢s tritio (otro reto sin resolver). Adem¨¢s, esos neutrones hacen un da?o terrible a cualquier material contra el que impacten.

Ya desde su invenci¨®n en los a?os cincuenta del siglo pasado, el desarrollo que ha sobresalido sobre los dem¨¢s en el camino para intentar resolver todo eso es una m¨¢quina con forma de d¨®nut llamada Tokamak (el ITER es su evoluci¨®n), que viene con sus propios problemas. El principal es controlar por medio de imanes superpotentes esa especie de sopa en la que se convierten las part¨ªculas cuando se calientan much¨ªsimo (el plasma, el cuarto estado de materia) confinados dentro de ese d¨®nut, a la temperatura y durante el tiempo suficientes para que se produzca una fusi¨®n que cree una ganancia de energ¨ªa.

Es, precisamente, el triple producto con ganancia que trata de demostrar el ITER. ?C¨®mo? Para empezar, por volumen, con los imanes m¨¢s grandes para crear el plasma m¨¢s grande del mundo: plasma de 840 metros c¨²bicos en un flujo de 6,2 metros de di¨¢metro. El objetivo es que el plasma, llegado el momento, se autoalimente, creando por s¨ª mismo la mayor¨ªa de la energ¨ªa y parte del campo magn¨¦tico que necesita para permanecer caliente, manteni¨¦ndose continuamente activo para recibir las c¨¢psulas de combustible (pellets). Estas estar¨¢n criogenizadas para poder entrar en el plasma cuando se lancen a toda velocidad. Unas placas de litio (test blankets), probablemente l¨ªquido, ser¨¢n las encargadas de recoger una parte de los neutrones para reconvertirlos en tritio y electricidad de manera eficiente. Y una estructura de wolframio situada en el suelo de la c¨¢mara de vac¨ªo y refrigerada con agua extraer¨¢ el calor y las cenizas producidas por la reacci¨®n de fusi¨®n, minimizando la contaminaci¨®n del plasma y protegiendo las paredes de altas temperaturas y los impactos de los neutrones.

Alberto Loarte, scientific head of the ITER project.
Alberto Loarte, jefe cient¨ªfico del proyecto ITER. Manuel V¨¢zquez

La complejidad es enorme por la infinidad de variables que entran en juego ¡ªdel tama?o y la composici¨®n del pellet a la forma exacta del plasma, el modo de calentarlo, m¨¢s r¨¢pido o m¨¢s despacio¡ª y los escenarios tan impredecibles ¡ªmuchas veces no sabes c¨®mo reaccionar¨¢ alg¨²n material llegado a tal temperatura o tal presi¨®n ni c¨®mo eso afectar¨¢ a otros componentes, teniendo en cuenta que todos tienen que funcionar perfectamente a la vez¡ª, explica Loarte. Habla tambi¨¦n de las complicaciones burocr¨¢ticas l¨®gicas de un proyecto tan grande y con tantos pa¨ªses implicados cuyo esp¨ªritu, adem¨¢s, es que todo el conocimiento sea compartido. Y defiende que el del ITER sigue siendo el camino a seguir no solo por su impulso a la creaci¨®n de un gran tejido industrial para el sector y el ¨¦xito pol¨ªtico que representa: ¡°Yo creo que estas empresas privadas dejan muchas cosas abiertas. Si t¨² quieres demostrar que tienes un gas que se autocalienta y solo eso, o que tengo una ganancia de cinco veces la energ¨ªa que pongo, no construyes el ITER. Pero, cuando se quiere demostrar todo lo necesario para la producci¨®n de energ¨ªa a la vez, creo que es un paso inevitable. Por eso Estados Unidos, que abandon¨® el proyecto en 1998, volvi¨® en 2003. En todo caso, si alguien demuestra que se puede hacer m¨¢s deprisa, fen¨®meno¡±.

En eso est¨¢n empresas como la estadounidense Commonwealth Fusion Systems o la brit¨¢nica Tokamak Energy, utilizando imanes superconductores de alta temperatura (HTS, en sus siglas inglesas) que permiten hacer reactores mucho m¨¢s peque?os y manejables. La primera est¨¢ construyendo ya en Devens, Massachusetts, la que su director cient¨ªfico y cofundador Brandon Sorbom define como ¡°el primer dispositivo de fusi¨®n comercialmente relevante del mundo¡±, con una tecnolog¨ªa que, sobre el papel, puede llegar a obtener una ganancia de 10, asegura. De momento, el objetivo es conseguir empatar en 2026 (crear tanta energ¨ªa como meten) y pasar entonces a la construcci¨®n de una segunda generaci¨®n de planta con la que esperan empezar a llevar electricidad a la red en la d¨¦cada de 2030.

Tokamak, por su parte, tiene el mismo objetivo, pero a¨²n no ha comenzado a construir su prototipo. En su caso, adem¨¢s de los HTS, trabajan con una forma distinta del reactor una esfera en lugar del donut. ¡°Es m¨¢s eficiente, y requiere una inversi¨®n de capital y unos costes de funcionamiento menores y un espacio m¨¢s reducido¡±, explica por videoconferencia el CEO de la compa?¨ªa, Warrick Matthew, y recuerda que el proyecto p¨²blico de Reino Unido para construir una central, tambi¨¦n es un Tokamak esf¨¦rico.

Los enfoques de las empresas muchas veces consisten en retomar v¨ªas aparcadas tiempo atr¨¢s, aplicando nuevos avances cient¨ªficos y t¨¦cnicos. Por ejemplo, la californiana TAE Technologies ha dise?ado una m¨¢quina que retoma la vieja idea de la Configuraci¨®n de Campo Invertido (FRC), que crea un plasma toroidal que permitir¨¢, en teor¨ªa, alcanzar temperaturas suficientes para sustituir el combustible de deuterio y tritio, por hidr¨®geno y boro. Esto evitar¨ªa la emisi¨®n de neutrones y, en consecuencia, el da?o que hacen a los materiales y su carga radiactiva; que no es mucha, sino similar a la de los aceleradores que se utilizan en los hospitales, pero es un problema menos.

La sueca Novatron, por su parte, asegura que ha encontrado la manera de solucionar los problemas que apuntillaron la investigaci¨®n con ¡°m¨¢quinas de espejos¡±, en las que un plasma m¨¢s potente y controlable ¡°en forma de salchicha¡±, explica Erik Od¨¦n, presidente ejecutivo de la compa?¨ªa, dar¨¢ acceso a una tecnolog¨ªa m¨¢s sencilla, eficiente y barata que tambi¨¦n dar¨¢ la posibilidad, asegura, de trabajar con otras alternativas de combustible. Su propuesta capt¨® mucho inter¨¦s durante una presentaci¨®n en un encuentro de empresas del sector celebrado recientemente en la sede del ITER. Su idea ha sido calificada por el reputado profesor de Berkeley Kenneth Fowler como ¡°el eslab¨®n perdido de la fusi¨®n nuclear¡±.

Las propuestas siguen y siguen. El a?o pasado, seg¨²n el recuento de la Agencia Internacional de la Energ¨ªa At¨®mica, hab¨ªa 100 dispositivos experimentales de fusi¨®n nuclear en funcionamiento (90 de ellos, p¨²blicos), otros 14 en construcci¨®n, (cinco de ellos, privados; e incluido entre los p¨²blicos uno en la Universidad de Sevilla) y otros 44 proyectados (m¨¢s de dos tercios, en este caso, privados).

Tammy Ma, head of the fusion energy commercialization initiative at Livermore.
Tammy Ma, responsable de la iniciativa para la comercializaci¨®n de la energ¨ªa de fusi¨®n en Livermore.Manuel V¨¢zquez

El escenario est¨¢ tan abierto, hay tanta excitaci¨®n, que no parece f¨¢cil actuar con la cabeza fr¨ªa a la hora de decidir d¨®nde poner los esfuerzos. ¡°?Cu¨¢l es la mejor manera de utilizar el dinero para que no hagamos todos lo mismo? Asegur¨¢ndonos de que tambi¨¦n abordamos los grandes problemas¡±, dice en las instalaciones del NIF Tammy Ma, la persona a la que han encargado en Livermore de la iniciativa para la energ¨ªa de fusi¨®n inercial para proponer un programa nacional, con vistas a la partici¨¤ci¨®n tambi¨¦n de otros pa¨ªses, para la comercializaci¨®n de energ¨ªa de fusi¨®n. ¡°Por eso, con el programa p¨²blico, lo que intentamos es financiar las tecnolog¨ªas b¨¢sicas que se pueden utilizar en todos los enfoques. Por ejemplo, si necesitas crear tritio, todo el mundo necesitar¨¢ las mantas para hacerlo. As¨ª que el programa de EE UU est¨¢ tratando de poner dinero en las ¨¢reas que aporten el mayor beneficio para todos¡±, dice.

¡°En todos los proyectos, sean Tokamak o el que sea, tienen un problema con el tema de los materiales¡±, aporta Jos¨¦ Aguillar, coordinador en la Universidad de Granada de la Oficina T¨¦cnica para el IFMIF-DONES, el proyecto del programa ITER para construir un gran acelerador de part¨ªculas en el sur de Espa?a que sea capaz de probar la resistencia de los componentes antes de usarlos en los reactores. A punto de empezar su construcci¨®n, se trata de una especie de ca?¨®n de neutrones, ¨²nico en el mundo, que lanzar¨¢ sobre los materiales que vayan a sufrir la agresi¨®n de estas part¨ªculas durante los procesos de fusi¨®n para predecir c¨®mo lo aguantan. Conf¨ªan en empezar a funcionar a pleno rendimiento en 2034. ¡°Ser¨¢ una infraestructura cient¨ªfica que est¨¦ funcionando 24 horas al d¨ªa, intentaremos que sean todos los d¨ªas del a?o¡±, a?ade Aguilar.

Con cientos, miles de cient¨ªficos trabajando en universidades y centros de investigaci¨®n de todo el mundo, en cada uno de los problemas que quedan por resolver, interconectados y a la vez mirando de reojo al de enfrente ¡ª¡°la magn¨¦tica a¨²n no demostrado que puede hacerlo¡±, ¡°en realidad, lo de Livermore es una bomba de hidr¨®geno en miniatura, investigaci¨®n militar, nunca ha habido un proyecto serio de producci¨®n de energ¨ªa¡±, ¡°hay mucha ocurrencia entre las start-ups sin base cient¨ªfica¡±¡ª, esta es probablemente una extra?a historia a mitad de camino entre la competici¨®n y la ineludible colaboraci¨®n para lograr ese objetivo que parece de ciencia ficci¨®n. Una carrera, al fin y al cabo, en la que al final ganar¨ªamos todos y que ya todo el mundo parece convencido de que hay que correr.

Retomando una vieja frase muy repetida en el sector, varios de los cient¨ªficos consultados para este art¨ªculo responden as¨ª cuando se les piden pron¨®sticos: ¡°La fusi¨®n llegar¨¢ cuando queramos que llegue¡±. Es decir, cuando haga falta de verdad y se pongan los medios. Y aunque hay quien defiende el camino por s¨ª solo merece ya la pena ¡ªThe Guardian repasaba hace poco las aplicaciones pr¨¢cticas, desde tratamientos del c¨¢ncer a mejores bater¨ªas para coches el¨¦ctricos, que pueden tener los descubrimientos en torno a la fusi¨®n¡ª, la necesidad de llegar cuanto antes a la meta es m¨¢s evidente que nunca; ya se empiezan a sentir las consecuencias del cambio clim¨¢tico y parece claro que hacen falta m¨¢s alternativas a los combustibles f¨®siles con una previsi¨®n de aumento de la demanda de electricidad para 2050 de entre un 30% y un 76% y las renovables no podr¨¢n con todo.

Lo que no est¨¢ a¨²n nada claro es que? pinta tendr¨¢ el reactor que se lleve finalmente el gato al agua, resalta Jos¨¦ Manuel Perlado, presidente del Instituto de Fusi¨®n Nuclear Guillermo Velarde de la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid. Recostado en su despacho, junto a Pedro Velarde, director del instituto que lleva el nombre de su padre, Perlado pone un ejemplo:

¡ª?Por qu¨¦ se impuso el reactor de agua a presi¨®n como la tecnolog¨ªa preferida para las centrales de fisi¨®n nuclear? Pues porque el almirante [estadounidense Hyman] Rickover necesitaba para sus submarinos un reactor supercompacto. Hab¨ªa otras ideas, como los reactores de agua pesada, que eran tremendamente voluminosos, pero toda la tecnolog¨ªa, al final, se desarroll¨® para los de agua ligera, que era el ¨²nico que le daba soluciones. Y por eso la adoptaron despu¨¦s Westinghouse y General Electric, que eran los dos monstruos entonces. Y esto pasar¨¢ en la fusi¨®n dentro de 10 a?os; la tecnolog¨ªa, habr¨¢ un momento que se decante por una soluci¨®n.

¡ª?Como paso? con el vi?deo VHS y el Beta?

¡ªEse ser¨ªa otro ejemplo.

¡ªY como precisamente ense?a ese ejemplo, en estas carreras no necesariamente gana el mejor¡ª, interviene Velarde. ¡ªPor ahora hay mucha oferta de ideas, nadie te puede decir exactamente por d¨®nde va a ir el tema al final y las grandes empresas de generaci¨®n de energ¨ªa no van a arriesgarse a invertir hasta que este? m¨¢s claro.

Si el de Livermore fue sin duda un punto de inflexi¨®n en el camino hacia la energi?a de fusi¨®n nuclear, el siguiente, y seguramente ya definitivo, llegar¨¢ el d¨ªa en que las grandes el¨¦ctricas empiecen a invertir de verdad.

Cr¨¦ditos

Dise?o de cabecera: Ana Fern¨¢ndez. 
Desarrollo: Carlos Mu?oz. 
Fotograf¨ªa: Manuel V¨¢zquez. 

Sobre la firma

J. A. Auni¨®n
Reportero de El Pa¨ªs Semanal. Especializado en informaci¨®n educativa durante m¨¢s de una d¨¦cada, tambi¨¦n ha trabajado para las secciones de Local-Madrid, Reportajes, Cultura y EL PA?S_LAB, el equipo del diario dedicado a experimentar con nuevos formatos.
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