Qué es la fusión nuclear y por qué es el 'Santo Grial' de las energías limpias: las siete claves del hallazgo

Según adelantaba The Financial Times, el Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), un centro de desarrollo e investigación financiado con fondos públicos en California, ha conseguido generar energía de fusión potencialmente utilizable por primera vez en la historia, lo que para muchos expertos supone ya todo un hito científico. 

"Se trata de un enorme paso para creer que efectivamente esta puede ser la fuente de alta densidad de energía masiva y concentrada que necesita la humanidad", explica José Manuel Perlado, presidente del Instituto de Física Nuclear Guillermo Velarde de la Universidad Politécnica Madrid, a SMC España.

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En la misma linea se muestra Carlos Hidalgo, responsable de la División Experimental del Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT, que ha calificado la consecución práctica de la energía de fusión nuclear como "uno de los grandes desafíos de la humanidad del siglo XXI".

No obstante, para el que no esté tan metido en materia, todas estas frases pueden sonar un poco desconcertantes. ¿Por qué es tan importante todo esto? ¿Lo nuclear no era 'polémico'? He aquí una guía rápida con siete cuestiones básicas sobre la fusión nuclear. 

Qué es la energía por fusión

La fusión nuclear, grosso modo, podría entenderse como el proceso inverso de la fisión nuclear, que es lo que actualmente se emplea y es un método controvertido por sus peligros y los residuos que genera. Ésta lo que hace es romper átomos muy grandes para liberar energía, mientras que la fusión, como su propio nombre indica, fusiona átomos ligeros, como cuando en el Sol se unen átomos de hidrógeno, produciendo cantidades ingentes de energía.

Para realizar este proceso artificialmente, en general, se utiliza, al igual que en el Sol, el hidrógeno y sus isótopos, el deuterio y el tritio, que son, además, de fácil obtención. El primero se produce en el agua del mar y, el segundo, viene del litio. Los residuos, además, son generalmente inocuos y la radiación del proceso es mínima.

Hasta aquí, todo parece muy idílico y fácil, pero hay un problema. Para que esto ocurra, hay que elevar los reactivos a temperaturas superiores a las del interior del Sol, además de controlar el funcionamiento del reactor, que se ve puede ver comprometido con los efectos colaterales del proceso. De ahí, todos los años de investigación.  

Por qué supone un hito

La búsqueda para alcanzar energía por fusión nuclear comenzó en la década de los 50. Durante todo este tiempo, científicos de todo el mundo han luchado por lograr reacciones de fusión nuclear en laboratorios y lo cierto es que algunos equipos consiguieron el objetivo. Por ejemplo, a principios de 2022, una instalación experimental situada en Oxford (Reino Unido) logró generar una energía de fusión durante cinco segundos.

Lo que ocurre aquí es que es la primera vez que se ha conseguido una ganancia neta de energía, es decir, nunca antes se había logrado obtener más energía de la empleada en provocarla. El equipo del LLNL gastó 2,1 megajulios en desencadenar la fusión de núcleos y habría obtenido 2,5 megajulios, lo que otorga una ganancia neta de 0,4 megajulios.

Para ello, los investigadores utilizaron el método por 'fusión por confinamiento inercial', que se caracteriza por el empleo de láseres para cosechar la alta temperatura que mencionábamos antes. Como curiosidad, el equipo ha utilizado uno de los mayores láseres del mundo.

Hasta ahora, este método suponía un gasto de energía mayor que el que generaba la reacción, por lo que no parecía el más rentable para conseguirlo.

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Por qué se habla de 'Santo Grial'

La mayoría de medios, al hacerse eco de la noticia, han utilizado la metáfora del Santo Grial para referirse a esta energía. Al igual que la famosa reliquia cristiana, conseguir la fusión nuclear de la manera que se ha logrado parecía un imposible, pero una vez encontrada da pie a una fuente ilimitada de energía. Es el secreto de la inmortalidad energética. Como citan los científicos consultados por The Financial Times, "una pequeña taza de combustible de hidrógeno podría alimentar una casa durante cientos de años".

Además, las alabanzas vienen porque es una energía barata, ya que el hidrógeno no tiene un coste elevado y es abundante. El isótopo tritio presenta más escasez, pero expertos aseguraron en EL ESPAÑOL que en un futuro "se podrá autorregenerar dentro el reactor". Sólo hay que ver los nombres de otras personas que hay detrás de esta energía: Jeff Bezos, Bill Gates y Google, entre otros. Son los nuevos buscadores del Santo Grial. 

Por qué combate al cambio climático

También se la considera perfecta porque es una energía limpia. Para su producción no hacen falta combustibles fósiles y no se genera CO2. Esto era el punto a favor de la energía nuclear, pero hasta ahora estaba el problema de los residuos radiactivos que derivaban de la fisión. También se elimina el fantasma de Fukushima y Chernóbil, pues en cuanto se detecta un problema dentro del reactor, la reacción se apaga.

Tampoco depende del clima, como las renovables, aunque como apuntaba a este medio Elena de la Luna, investigadora del Ciemat, parece que éstas tendrán que ser su complemento. Para ella, la fusión nuclear ocupará un espacio "junto al resto de energías renovables". Según la experta, al ritmo que crece la población, "hacen falta todas las energías que podamos encontrar".

Cuánto tardará en generar electricidad

Esta es la pregunta más complicada de contestar. Pablo Rodríguez, ingeniero en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), donde también llevan a cabo proyectos de fusión nuclear, explicó a EL ESPAÑOL que era posible ver las primeras plantas de fusión aportando energía a la red eléctrica "en las próximas dos décadas".

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En su momento, sonaba algo optimista. El EUROfusion, un consorcio en el que participan una treintena de países y cuyo objetivo es poner en marcha el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) para ver si es viable producir energía mediante la fusión nuclear, no tiene previsto funcionar hasta 2035, por lo que ver plantas energéticas en dos décadas era algo complicado. Quizá la buena nueva de la razón a Rodríguez.

Por qué es importante ahora

El precio de la energía en Europa se ha visto incrementado sobremanera desde que estallara la Guerra de Ucrania. Según informaba EL ESPAÑOL, Moscú ingresa un 89% más dinero que hace un año por exportar hidrocarburos a la UE, pese a venderle un 15% menos de combustible.

La situación ha hecho que los gobiernos occidentales se planteen la dependencia de estas fuentes de energía, además de las terribles consecuencias que traería el hecho de que el ejecutivo de Putin cortase totalmente el flujo de gas. Avanzar en la carrera por la fusión nuclear es una buena noticia ante lo que se ha calificado como otro arma de guerra más.

Otros proyectos de fusión nuclear

El Reactor Termonuclear Experimental Internacional, más conocido como ITER, es otro de los experimentos de fusión nuclear más sonados. Financiado por un consorcio de 35 países, entre los que se encuentran Estados Unidos, Rusia, China y la Unión Europea, en agosto de este año anunciaba que estaba a punto de culminar su construcción en el sur de Francia. Como se comentaba anteriormente, hasta 2035 no tiene previsto poner en marcha la viabilidad del proyecto.

En Oxford también se encuentra el JET (Joint European Torus), que a la espera de que se terminen las obras del ITER es el único gran reactor de fusión con capacidad de usar esta energía. Si bien, como matizaba de la Luna, esta instalación no está diseñada para producir energía, sólo para investigar. A principios de 2022, lograron generar una energía de fusión de 59 megajulios. 

Mientras, la Asociación de la Industria de la Fusión aúna a empresas privadas que buscan alcanzar esta energía. Ya hemos comentado que nombres sonados han invertido capitales para conseguir este Santo Grial que, de hecho, coincidiendo con la Guerra de Ucrania, creció un 139% en inversiones para su búsqueda.