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Cómo construir el Sol en una caja: la fusión nuclear comienza a tomar forma más allá del laboratorio

Publicado: marzo 18, 2025, 3:30 am

El Proyecto Rodas es parte de la contribución española a la búsqueda de la fusión nuclear. El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) lidera un consorcio de empresas y centros de investigación españoles para desarrollar tecnologías de fabricación avanzada para la producción de componentes críticos para los reactores de fusión nuclear. Si se cumplen las expectativas, podrían empezar a construirse a partir de 2050.

Los responsables del Proyecto Rodas señalan sus ventajas: es una fuente de energía de gran rendimiento y muy limpia. «La fusión nuclear se presenta como una de las soluciones más prometedoras para el futuro, gracias a su seguridad y a la disponibilidad prácticamente inagotable de recursos», asegura Nerea Ordás, directora de Fabricación Aditiva del centro tecnológico CEIT, creado por iniciativa de la Universidad de Navarra, y parte del consorcio.

De entrada, conviene no confundir la fusión nuclear con la fisión nuclear. Esta última es la que utilizan las actuales centrales nucleares, un procedimiento que es costoso, implica riesgos de seguridad (Chernobil, Harrisburg…) y genera residuos radiactivos. La fusión es en cambio, como dijo un físico, «construir el Sol en una caja» y, en teoría, una fuente de energía limpia e ilimitada.

Tanto la fisión como la fusión nuclear liberan la energía almacenada en el núcleo de un átomo. La fisión es la separación de un núcleo pesado en núcleos más pequeños, mientras que la fusión nuclear es la combinación de núcleos ligeros para crear uno más grande y pesado.

La fusión, que hasta hace poco era sólo una posibilidad teórica, replica los procesos de las estrellas que, como el Sol, son capaces de generar enormes cantidades de calor y luz. De modo que puede crear energía baja en emisiones, sin producir desechos radiactivos directos. Además, no precisa de un combustible no renovable y tan escaso como el uranio.

Conseguir una ganancia neta de energía

La fusión nuclear es una reacción en la que dos núcleos atómicos ligeros, como los del hidrógeno, se combinan para formar un núcleo más pesado, como el helio. Este proceso libera una enorme cantidad de energía y ocurre a temperaturas altas. Sin embargo, la fusión es mucho más difícil de iniciar que la fisión.

De la teoría se está pasando a la práctica, como lo consiguieron en diciembre de 2022 los científicos del laboratorio de Livermore, en California (EEUU). Lograron por primera vez una fusión nuclear con ganancia neta de energía, esto es, producir más energía de la que se usó en la reacción de fusión.

Su experimento generó unos 2,4 megajulios (MJ) de energía con 2,1 MJ empleados con la fusión de un pequeño cilindro lleno de hidrógeno. Luego, en julio de 2023, el Laboratorio de la Instalación Nacional de Ignición de EEUU (NIF) llegó a una producción de más de 3,5 MJ. Pero estamos lejos. Para hacernos una idea, con esa energía apenas podríamos usar una plancha durante una hora o poner a hervir varios litros de agua.

35 naciones unidas por el ITER

Los esfuerzos mundiales confluyen en Europa; en el ITER, el Reactor Termonuclear Experimental Internacional, que como palabra en latín significa «el camino». Ha sido diseñado como el paso experimental clave entre las actuales instalaciones de investigación de fusión y las plantas de energía de fusión del mañana.

Los esfuerzos mundiales, y especialmente en Europa, confluyen en el ITER, el Reactor Termonuclear Experimental Internacional, que como palabra en latín significa «el camino». Ha sido diseñado como el paso entre las actuales instalaciones de investigación de fusión y las plantas de energía de fusión del mañana.

Se lanzó en 1985 y es uno de los proyectos energéticos más ambiciosos del mundo actual. 35 naciones —China, la Unión Europea, India, Japón, Corea, Rusia y EEUU— están implicadas en este experimento científico liderado por la UE. Los miembros de ITER participan en una colaboración de al menos 35 años.

Pero van a tener que se más años, porque el ITER no arranca. La fecha de 2025 quedó descartada el año pasado, cuando la dirección anunció que las primeras pruebas con plasma no se producirán hasta al menos 2035. Es, como dijo un estudio publicado por Scientific American, el proyecto científico más aplazado y con los sobrecostes más elevados de la historia. El coste se estimó en aproximadamente 4.570 millones de euros, pero se calcula que ya se han gastado unos 18.000 millones.

El ITER se está construyendo en Cadarache (Francia) y está gestionado por Euratom, institución de la UE. Allí se intenta producir un plasma de fusión que tenga diez veces más potencia térmica que la potencia necesaria para calentar el plasma. Se busca construir el tokamak más grande del mundo (el calendario decía que debía lograrse este 2025).

Tokamak es un acrónimo del ruso que significa cámara toroidal con bobinas magnéticas. Se trata de un dispositivo de fusión magnética que ha sido diseñado para demostrar la viabilidad de la fusión como una fuente de energía a gran escala y libre de carbono. Miles de ingenieros y científicos han contribuido al diseño de ITER, que «es crucial para avanzar en la ciencia de la fusión y preparar el camino para las plantas de energía de fusión del mañana».

Del ITER a DEMO, pasando por Granada

Así lo asegura el International Fusion Materials Irradiation Facility – Demo Oriented NEutron Source (IFMIF-DONES), una infraestructura de investigación para probar, validar y calificar los materiales que se utilizarán en futuras plantas de energía de fusión. Todo ello se utilizará para construir DEMO, un prototipo de reactor de fusión de demostración y sucesora de ITER. Con esa transición, la fusión pasará de ejercicio de laboratorio a programa impulsado por la industria y la tecnología.

Para el IFMIF-DONES se prepara Granada. En Escúzar, en el área metropolitana de la ciudad andaluza, se está construyendo ya un acelerador de partículas. Será una infraestructura científica única que tendrá un impacto de en torno a 4.000 millones de euros con la generación de 1.000 puestos de trabajo tanto directos como indirecto, según un informe de la Universidad de Granada.

¿La primera central de fusión en Reino Unido?

Otro proyecto ha tenido lugar en Reino Unido desde finales de los años 70: el reactor Joint European Torus (JET), en Culham (Oxfordshire). Financiado principalmente por Euratom de la UE, el JET ha trabajado en conexión con otros dispositivos que forman parte del programa de EUROfusion (Consorcio Europeo para el Desarrollo de la Energía de Fusión que une a la UE con Suiza, Noruega y Reino Unido). Son ASDEX Upgrade (Alemania), MAST Upgrade (Reino Unido), TCV (Suiza) y WEST.

Tras 40 años de funcionamiento, en diciembre de 2023, el JET puso fin a sus experimentos. En su última prueba, el reactor produjo una cantidad récord de energía. Se espera que la reconversión del reactor lleve unos 12 años, con el objetivo de reutilizar la mayor parte posible de la máquina.

El plan del gobierno británico era construir en Nottinghamshire la primera central de fusión del mundo, informa BBC News. El propósito es que comience a funcionar en la década de 2040. Para ello se debe antes levantar el Tokamak Esférico para la Producción de Energía (STEP).

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