El sueño de la energía 'ilimitada' por fusión nuclear, cada vez más cerca: "Llegará en 20 años"

¿No lo cree? En 2018 se constituyó en Washington la Asociación de la Industria de la Fusión, que une a las empresas privadas implicadas en la búsqueda de este maná energético, una treintena en todo el mundo. La primera se fundó en 1992, pero dos tercios de ellas tienen cinco años de vida o menos.

La inversión privada total en el sector es de 4.700 millones de dólares y ha crecido nada menos que un 139% este año. Por supuesto, detrás hay nombres conocidos por todos, como Jeff Bezos, Bill Gates o la sempiterna Google. No hay duda: la fusión nuclear tiene todos visos para ser una realidad en un plazo relativamente corto. De hecho, la mayoría de estas empresas confía en que a principios de la próxima década ya haya plantas aportando electricidad a la red de consumo.

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"Personalmente, creo que el calendario descrito en el programa europeo de fusión es el esquema más realista", comenta Carlos Hidalgo, director del Laboratorio Nacional de Fusión Nuclear, integrado en el Ciemat (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas).

Se refiere a EUROfusion, un consorcio en el que participan una treintena de países y cuyo objetivo es poner en marcha el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que será la gran prueba de fuego: la demostración de que es viable producir energía mediante la fusión nuclear. Está construyéndose en Cadarache, en el sureste francés, a menos de 100 kilómetros de Marsella, y se prevé que esté listo en 2035.

Tras él vendrá DEMO, el primer reactor de fusión encaminado a suministrar energía a la red eléctrica, previsto para 2040. DEMO servirá de ejemplo para las centrales nucleares comerciales, cuya previsión es "que estén operativas a mediados de este siglo".

Diez veces más energía de la que gasta

El precursor del ITER es el JET (Joint European Torus), una instalación experimental situada en Oxford, Reino Unido, que "no está diseñada para producir energía, solo para investigar", explica Elena de la Luna, investigadora del Ciemat que ha contribuido al mayor hito de la fusión nuclear hasta el momento.

A principios de este año, el JET logró generar una energía de fusión de 59 megajulios durante cinco segundos. Parece poco tiempo, pero los fenómenos físicos involucrados duran entre 300 y 500 milisegundos, por lo que fue todo un logro y, de hecho, lo que más alegró a De la Luna y su equipo. "Los cinco segundos están limitados por la ingeniería de la máquina", explica: "Las bobinas son de cobre, con lo que tienen que ser refrigeradas con agua, por lo que no pueden estar enchufadas más de cinco o seis minutos".

ITER, en cambio, tendrá bobinas superconductoras que permitirán estar encendidos durante mucho más tiempo. Su objetivo es ser capaz de generar diez veces más energía que la que gasta durante un espacio de una hora.

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Hasta el momento, sin embargo, ningún experimento ha conseguido producir más energía de la consumida. La esperanza para que esto cambie ha sido la llegada de los superconductores a alta temperatura, que han permitido una 'popularización' de la fusión y la llegada masiva del capital privado. Gracias a ellos, "ahora podemos diseñar y construir máquinas y experimentos a una fracción del coste, y mucho más rápidas de construir", opina Pablo Rodríguez Fernández, que trabaja para la competencia del ITER, en el Massachusetts Institute of Technology, más conocido como MIT.

La columna central del tokamak en el pozo del reactor ITER.

Es decir, se puede experimentar diferentes formas de llegar al objetivo de la fusión por menos dinero, lo que permite fallar más y aprender más rápido. Por ejemplo, utilizando diferentes configuraciones del reactor: ITER utilizará la más famosa, llamada tokamak, la que tiene forma de donut, pero algunas empresas se basan en stellarator, que es como un anillo arrugado, o incluso hay formas completamente rectas, como si fuera un acelerador lineal de partículas, como la que desarrolla TAE Technologies, que ha atraído a inversores como Google o la petrolera Chevron.

No se trata únicamente de la configuración, también hay distintas posibilidades de combustible. El ITER utiliza deuterio y tritio, dos isótopos (mismo elemento pero distinto número de electrones en el núcleo) del hidrógeno, pero hay empresas que están experimentando con otros elementos como el boro o el helio.

"Estamos en un momento muy emocionante de la carrera por la fusión nuclear", proclama Rodríguez, a quien la revista Forbes calificó el año pasado como uno de los 30 jóvenes menores de 30 años más prometedores del mundo. Llegó al MIT en 2015, donde trabaja en el proyecto SPARC realizando simulaciones de principios físicos con superordenadores. Como el ITER, se trata de un reactor tokamak que funciona con deuterio y tritio pero, a diferencia del proyecto europeo, lo desarrolla a través de una empresa llamada Commonwealth Fusion Systems que le ha permitido recaudar cerca de 2.000 millones de dólares de fondos privados.

Algo más optimista que Hidalgo y De la Luna, este ingeniero cree que es posible ver las primeras plantas de fusión que aporten energía a la red eléctrica "en las próximas dos décadas". "Hay todavía desafíos relacionados con el mantenimiento en estado estacionario, de la resistencia de materiales a la alta afluencia de neutrones y calor, y la producción continua de tritio. Estas son líneas de investigación abiertas y que esperamos que experimentos como SPARC e ITER ayuden a estudiar y resolver".

La fusión nuclear no es la panacea

La pregunta de cuándo verá el mundo la fusión nuclear en funcionamiento tiene otra duda asociada: ¿cuándo lo verá España? Elena de la Luna cree que en esa decisión no tiene que ver la ciencia. "Todos los países que participan en el ITER lo hacen de la tecnología que se desarrolla: la tecnología está en nuestras manos; a partir de ahí, es una decisión política y estratégica de cada país".

La coyuntura internacional ha renovado el interés por una fuente de energía poco contaminante y que puede evitar desagradables dependencias como la del gas ruso. Sin embargo, la investigadora no crea que sea la panacea a todos nuestros problemas energéticos. "Nadie que trabaje en esto habla en esos términos".

Para De la Luna, la fusión nuclear ocupará un espacio "junto al resto de energías renovables, como la eólica y la solar, pero por sí sola no podría solucionar todos los problemas porque el ritmo de crecimiento de la población es tan alto que hacen falta todas las energías que podamos encontrar".

Instalación experimental de plasmas para fusión nuclear en Cadarache, Francia, sede del proyecto ITER.

De lo que no cabe duda es de que supondrá un puntal de la producción energética del futuro. Al contrario que el uranio (el corazón de las centrales de fisión), su combustible –hidrógeno– es barato y abundante, aunque el isótopo tritio no lo es tanto pero "se podrá autorregenerar dentro del reactor".

Tampoco emite gases contaminantes y los residuos generados, frente a los eternos tiempos que necesitan los de fisión para desactivarse, lo hacen en el plazo de la vida de una persona. Por último, el miedo a jugar a ser Dios y que acabe en un desastre, inherente a la fisión, aquí no existe: "Si hay un problema dentro del reactor, la reacción se apaga. Aquí no habrá un Fukushima ni un Chernóbil".

Quizá ha tardado mucho en llegar pero, como señala De la Luna parafraseando a un director del laboratorio inglés de fusión, "cuando llegue, lo habrá hecho a tiempo, porque harán falta todas las fuentes de energía que podamos utilizar".

España, puntal en el desarrollo de la fusión

La participación de nuestro país en la consecución de esta energía verde, como la califica Carlos Hidalgo, es más que notoria. No se trata solo de nutrir la investigación de científicos del más alto nivel como Elena de la Luna o Pablo Rodríguez, sino que las empresas también juegan un papel fundamental.

"A nivel industrial, España se sitúa en el tercer puesto del concierto europeo, tras Francia e Italia, con un volumen de contratos superior a los mil millones de euros. Muchos de ellos en ingeniería y obra civil, pero también en tecnologías ligadas al ITER".

Para Hidalgo, el objetivo e involucrar a la industria española en este programa internacional se ha cumplido con creces. "Los resultados logrados hoy están por encima de cualquier previsión optimista de hace diez o veinte años".

La colaboración público-privada, en nuestro país, suele verse vista en dos extremos: los que piensan que hay demasiada y los que creen que hay demasiado poca. Sin embargo, el director del Laboratorio Nacional de Fusión afirma que la transferencia de conocimiento y la conexión entre centros públicos, como el Ciemat, y privados es "un éxito sin precedentes".

El Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación, ha subvencionado con 4,3 millones de euros a distintas empresas con el objetivo de investigar materiales, tecnologías y procesos. Algunas como Empresarios Agrupados Internacional se encargarán de distintas aspectos de la seguridad del proyecto.

Pero quizá la iniciativa más emblemática que habrá en suelo español es el IFMIF-DONES, un consorcio público que pondrá este año su primer ladrillo en Granada. Se encargará del desarrollo y cualificación de los materiales que formen la primera pared de los futuros reactores, sometida a condiciones extremas.

"Este proyecto tiene un objetivo trascendental a nivel tecnológico", explica Hidalgo, "y es el ejemplo perfecto de cómo España se está posicionando como actor imprescindible de la fusión nuclear".