La energía de fusión nuclear, la prometida solución “limpia y casi inagotable”, parece salir del letargo de décadas. Dos proyectos europeos de vanguardia, uno en España (Smart) y otro en Reino Unido (STEP Fusion), prometen plantas piloto generadoras de energía neta en un lapso de 10 a 15 años. La apuesta sevillana, con un diseño compacto y reciente inyección de fondos, incluso arriesga una meta más ambiciosa: 2035. Ambos buscan dominar el plasma a millones de grados, utilizando materiales y tecnologías avanzadas, pero la carrera es ardua y los desafíos persisten.
Durante décadas, la quimera de la fusión nuclear nos ha sido vendida como el maná energético del futuro, siempre a la vuelta de la esquina… de unos 30 años. Una suerte de «mañana te pago» científico que pocos se atrevían a cuestionar. Pero en los laboratorios, ese rincón del mundo donde las promesas se cocinan a fuego lento, algo ha cambiado. Los caciques de dos de los prototipos más avanzados de Europa, uno en suelo británico y otro en la España profunda –léase, Sevilla–, acaban de patear el tablero y aseguran que la realidad de plantas piloto generadoras de energía neta está, ahora sí, a la vuelta de la esquina. Pero de 10 o 15 años, lo que ya es un número más digerible que el mantra de antaño.
Andalucía se atreve: el «Smart» que busca domar al sol
El prototipo de reactor de fusión nuclear Smart (Small Aspect Ratio Tokamak), con la Universidad de Sevilla (US) a la cabeza y un consorcio internacional en la nómina, consiguió hace un año lo que parecía ciencia ficción: arrancar el dispositivo, generar plasma (el bendito combustible del reactor), elevar su temperatura a unos 10 millones de grados y mantenerlo durante el doble de tiempo del previsto. Fue el primer paso para acelerar una carrera que, hasta hace poco, parecía caminar con plomo en los pies. Recientemente, y como si de una bendición divina se tratara, recibió una subvención excepcional de ocho millones de euros, cortesía del Programa Andalucía FEDER, para equipamiento y la infraestructura necesaria. Dinero fresco para seguir soñando.
Manuel García Muñoz, físico de la Universidad de Sevilla, excientífico titular del prestigioso Max-Planck alemán y codirector del tokamak, lo dice sin vueltas, con un entusiasmo que raya en la osadía: «Smart corre y crece a pasos agigantados. Ha pasado de ser un proyecto de investigación a uno de desarrollo de tecnología clave para el reactor de fusión más compacto posible».
Pero no es solo el optimismo lo que distingue al Smart. Es una cuestión de diseño, de filosofía. Mientras los británicos le ponen fecha a 2040, García Muñoz se permite un lujo impensado: adelantar ese horizonte en un lustro. Claro, si «el apoyo institucional y financiero se acompasa», que no es poco decir en estos tiempos de vacas flacas y prioridades cambiantes. La receta sevillana es audaz: un diseño esférico, compacto, más eficiente en menos volumen; imanes superconductores de alta temperatura (HTS), la clave para reducir costos y apretar el campo magnético en espacios más reducidos; y la “triangularidad negativa del plasma”, una excentricidad geométrica que promete mejorar el rendimiento y alargar la vida útil del reactor. Una jugada maestra, al menos en el papel.
Esta segunda fase, rebautizada como hSmart –la ‘h’ de ‘hundred millions’ o de ‘hype’, quizás–, busca escalar hasta los 100 millones de grados Celsius, diez veces más que su arranque inicial. El objetivo es ni más ni menos que la energía neta: una potencia de fusión térmica de aproximadamente 650 MWt y una generación eléctrica de unos 200 MWe, capacidad suficiente para iluminar más de 300.000 hogares de una ciudad media europea. Números que, de concretarse, harían temblar a más de una usina fósil. El proyecto SMART, además, se integra en la estrategia Fusion2Grid, que busca acelerar la conexión a la red de los primeros reactores en colaboración con la comunidad internacional, y en sinergia con el proyecto IFMIF-DONES en Granada.
La contrincante británica: «STEP Fusion» y el legado de JET
Del otro lado del charco, Paul Methven, director general del proyecto británico STEP Fusion, no se queda atrás y se proclama con la seguridad que da el acento de Su Majestad: «Hay una carrera global y el valor económico es en cierto modo lograrlo pronto». Y asegura, sin pestañear, estar en «buena posición». «Tenemos la base para decir cómo llegaremos a una planta comercial de fusión viable. Hemos pasado de la fase inicial de concepto para hacer el diseño detallado y el trabajo de ingeniería», declara. Luego, si todo va sobre ruedas, la construcción comenzaría a principios o mediados de 2030, para entrar en fase de puesta en marcha y operaciones en 2040. Un cronograma ambicioso, pero con la experiencia de la investigación nuclear británica a sus espaldas.
Una clave de la fusión está en la ínfima cantidad de material necesario para generar una enorme cantidad de energía sin riesgo y prácticamente sin desechos. Howard Wilson, director de Ciencia y Tecnología de Step Fusion, lo grafica con una imagen que no deja indiferente a nadie: “Aproximadamente un gramo de deuterio y tritio, menos que la mantequilla que has untado en tu tostada esta mañana, es suficiente para darte 340.000 millones de julios de energía. Se trata de la electricidad que haría falta para conducir un coche eléctrico durante una distancia equivalente a la que hay hasta la luna”. Una imagen poética para algo tan prosaico como la energía.
Su proyecto se fundamenta en los logros alcanzados en las instalaciones de investigación Joint European Torus (JET) situada en Oxfordshire, donde se consiguieron generar, con una reacción sostenida durante cinco segundos, el récord de 59 megajulios (MJ) de energía de fusión, tres veces más que el récord alcanzado en el mismo complejo en 1997. Un pedigrí que no es menor, considerando que se consiguió con una reacción sostenida. El modelo persigue la misma meta que el hSmart: la creación de un reactor compacto, con un campo magnético más eficaz para contener el plasma, de fácil mantenimiento y de menor coste que los grandes proyectos. Este tiene que alcanzar temperaturas de unos 150 millones de grados en una jaula magnética capaz de mantener el plasma.
El talón de Aquiles y el combustible del futuro
Amy Gandi, jefa de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Autoridad de Energía Atómica de Reino Unido (UKAEA), explica un elemento común para ambos proyectos: el “alimento de las centrales de fusión”. “Como fuentes de combustible usaremos deuterio y tritio. El deuterio podemos obtenerlo fácilmente del agua de mar. Pero hay muy poco tritio en la Tierra, así que tendremos que fabricar el nuestro”. El dilema es claro: el deuterio abunda en el mar, pero el tritio es un bien escaso. La solución, a lo MacGyver: fabricarlo a partir de litio y partículas alfa. Una alquimia moderna que pone de manifiesto que el camino a la energía «casi inagotable» tiene sus bemoles.
El otro gran dolor de cabeza, compartido por ambos bandos, es la jaula que contendrá a ese Sol en miniatura. La “primera pared”, como la llama Amy Gandi, debe soportar temperaturas infernales. “Afortunadamente, podemos controlar el plasma, así que solo tenemos que diseñar o elegir materiales que resistan unos 1.000 o 1.300 grados”, precisa. Como material más cercano al plasma de fusión, el proyecto utiliza ahora tungsteno, que admite temperaturas cercanas a los 3.500 grados. Mientras tanto, el dispositivo que se desarrolla en la Universidad de Sevilla también recurre a electroimanes superconductores de alta temperatura, pero opera con triangularidad negativa del plasma (forma de D invertida). Esta característica permite obtener el mismo confinamiento de plasma con la mitad de potencia externa, algo fundamental para la eficiencia del sistema. El resultado es un reactor capaz de alcanzar mayor presión y temperaturas de fusión con las que generar hasta diez millones más de energía por gramo que en la combustión de combustibles fósiles.
En esta compleja carrera hacia la fusión, se dice que solo habrá ganadores, porque la investigación invertida y las posibles aplicaciones de los desarrollos ya suponen avances en múltiples campos. En este sentido, Paul Methven señala: “Nadie sabe cuál será el caballo adecuado, pero tengo la sensación de que no habrá solo un caballo con tecnologías complejas, sino muchos que pueden ser válidos y pueden tener diferentes aplicaciones”. Una verdad de Perogrullo, pero que, viniendo de quien viene, suena a reconocimiento de la titánica tarea que tienen por delante. Y, como acota Howard Wilson, muchas de estas tecnologías serán transversales. ¿Será la fusión el fin de nuestra dependencia energética, o una quimera más que seguirá otros 30 años en el horizonte? La respuesta, como siempre, en los laboratorios… y en la billetera de los que apuestan a este Sol artificial.
