El corazón del TJ-II, visto desde arriba.
Viaje a las entrañas de la fusión nuclear en España: así se busca la energía inagotable y del futuro
El Laboratorio Nacional de Fusión-Ciemat alberga el JT-II, donde se experimenta con temperaturas 10 veces mayores que las del Sol.
13 febrero, 2023 02:05Carlos Hidalgo reconoce que este año no podrán comprar parte del equipamiento que tenían previsto por el encarecimiento de la factura de la luz. Paradójicamente, él dirige el centro español que nos ofrecerá una fuente de energía, barata, limpia e inagotable.
"Hemos aplicado las restricciones de consumo energético, por eso yo suelo llevar bufanda, porque aquí hace fresco", explica. Hidalgo es el máximo responsable del Laboratorio Español de Fusión Nuclear-Ciemat, colindante con el campus de la Ciudad Universitaria de Madrid y cercano a la sierra, a donde se ha acercado EL ESPAÑOL para ver de primera mano la aportación española al sueño mundial de conseguir la fusión nuclear. "Un sueño que van a poder ver mis hijas", afirma el científico con absoluta convicción.
El corazón de este proyecto en España es el TJ-II, un "stellarator flexible de tipo hellac de tamaño medio". Este aparente galimatías describe un dónut de 1,5 metros de diámetro vacío por dentro donde las partículas de hidrógeno alcanzan temperaturas 10 veces mayores que las del centro del Sol, necesarias para que dos partículas con la misma carga eléctrica superen la fuerza de repulsión y se fusionen, liberando una gran cantidad de energía.
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Conseguir una temperatura tan alta es esencial para lograr la fusión nuclear y, precisamente, Hidalgo es una eminencia en este campo. Lleva ligado al Ciemat, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, desde su creación en 1986: es heredero de la antigua Junta de Energía Nuclear, el organismo encargado de velar por las investigaciones atómicas desde los años 50, incluyendo una proyecto de bomba que nunca llegó a ponerse en marcha.
Los militares de la Junta dieron paso a los científicos del Ciemat y el reactor JEN-1, uno de los primeros de España, que fue desmantelado en 2007 y cuyo edificio, sellado a cal y canto, puede verse desde cualquier punto del complejo como un convidado de piedra, lo hizo a un amplio abanico de fuentes de energía, desde la fisión nuclear –que sigue estudiándose– hasta las renovables.
Carlos Hidalgo, director del Laboratorio Nacional de Fusión-Ciemat, sobre el TJ-II.
Desde hace más de dos décadas, la estrella del Ciemat es el TJ-II. Anualmente atrae a científicos de todo el mundo para estudiar el comportamiento de plasmas confinados magnéticamente, pues a tales temperaturas es imposible que un material contenga las partículas que giran dentro del dónut.
El físico nuclear ya sabe las preguntas que le vamos a hacer. "¿Cómo alcanzamos esa temperatura? Pues utilizamos dos métodos: el elegante y el de la fuerza bruta". El primero de ellos lo compara con un columpio: si quieres balancearte más, tienes que empujarlo a la misma velocidad. "Es lo que se conoce como fenómeno de resonancia: si quieres que el sistema absorba energía tienes que aplicar una fuerza a la misma frecuencia". Esa fuerza se va aplicando a través de impulsos eléctricos controlados.
El segundo método, el de la fuerza bruta, se basa en un acelerador de partículas. "Generamos un haz muy energético de átomos de hidrógeno y lo inyectamos dentro de la cámara", un chorro que hace girar los electrones a velocidades de vértigo.
El TJ-II se rodea de un diverso aparataje utilizado para realizar todo tipo de mediciones.
Alrededor del toro –que así se llama a la forma de dónut en términos geométricos– hay una miríada de cajas, cables, resortes y ordenadores que sirven para medir lo que pasa dentro de la cámara de vacío. Todos los años, en dos campañas que duran varios meses, el TJ-II toma vida y los científicos pueden realizar cualquier medición que se les ocurra.
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Porque, a pesar de las restricciones energéticas, la agenda del TJ-II no ha variado. Hidalgo confiesa que han tenido que reajustar los presupuestos del laboratorio para hacer frente a la factura de la luz, pero no han llegado al extremo de apagarlo, como sí han tenido que hacer en Suiza con el Gran Colisionador de Hadrones.
Y es que la ciencia no es ajena a lo que sucede en el mundo, incluidos los grandes conflictos internacionales. "Dos meses antes de que el Gobierno ruso decidiera invadir Ucrania, nosotros estábamos en el Ciemat con investigadores del Instituto Kurchátov (Rusia) y del de Járkov (Ucrania)", rememora Hidalgo.
Un operario trabajando en el TJ-II.
El mismo día en que comenzó la invasión, el 24 de febrero del año pasado, recibió sendos mensajes por parte de dos de los científicos del último. "Llevaban colaborando con nosotros 30 años, yo he estado en sus casas, conozco a sus hijos". Hidalgo elude dar detalles de cómo lograron contratarlos y traerlos a España pero recalca que "nos acogimos a figuras totalmente legales". El 10 de marzo llegó el primero de los investigadores, y el 15, el segundo.
El programa europeo de fusión nuclear, EUROfusion, no permite la colaboración con grupos rusos a raíz de la invasión, pero el físico reconoce que, a nivel personal, ha podido hablar con colegas rusos, "fuera de Ciemat y a través de correos privados, sin comunicarme con ninguna institución rusa".
Carrera científica y empresarial
La carrera por la fusión nuclear está más viva que nunca. En febrero del año pasado, apenas una semana antes del comienzo de la invasión rusa de Ucrania, el Joint European Torus de Reino Unido anunció que había alcanzado un récord de energía generada por fusión nuclear: 59 megajulios durante cinco segundos. Y en diciembre, el Lawrence Livermore National Laboratory de California, en Estados Unidos, logró un hito histórico: generar más energía por fusión nuclear de la consumida en el proceso.
Se trata de un momento apasionante en la investigación de esta forma de energía. Está alcance de la mano y solo es cuestión de tiempo ir superando las barreras tecnológicas que se plantean para lograrla. De ahí que, en un campo de investigación sustentado durante décadas única y exclusivamente a través de la financiación pública, hayan comenzado a acercarse cada vez más y más empresas.
David Rapisarda, director de la división tecnológica del Laboratorio Nacional de Fusión, junto a un circuito de metales líquidos para investigación.
Es un cambio de paradigma para el que los grandes centros no estaban preparados y se han visto obligados a plantear nuevas formas de colaboración con el sector privado. "Los centros públicos no podemos regalar nuestro conocimiento al primero que llegue", afirma Hidalgo. "Es una etapa muy interesante la que se inicia ahora".
En el Ciemat tienen parte del camino recorrido. En los últimos 15 años, el retorno conseguido en contratos industriales ganados por empresas españolas gracias a la colaboración con los grandes proyectos de astronomía, física de partículas y fusión nuclear ha sido de 1.600 millones de euros, de los que 1.300 corresponden a proyectos relacionados con la fusión nuclear. "¡Hemos invertido 30 millones y ahora tenemos un retorno de 1.300!"
Salimos de la nave que alberga el TJ-II y entramos en la sala de control, un amplio salón alargado repleto de mesas con ordenadores. La puerta roja que conecta ambas estancias permanece abierta pero volverá a cerrarse en abril, cuando comience la siguiente campaña de experimentos.
Los botones rojos de la sala de control.
"Hay partículas energéticas que emiten radiación", señala Hidalgo, que rápidamente nos calma: después de intensas mediciones en todos los rincones, "la zona está catalogada como no radiactiva". El único peligro es para aquellas personas que lleven marcapasos, pero no por la radiación sino por los campos magnéticos, que pueden afectar al funcionamiento del aparato. Por eso todos aquellos trabajadores con uno han sido trasladados a otros edificios del complejo.
Como si de una sala de guerra de las películas se tratara, en la sala de control del Laboratorio Nacional de Fusión también hay dos grandes botones rojos, uno de ellos con una llave. Pulsarlo interrumpe la función del TJ-II. Por suerte, solo han sido pulsados una vez, a principios del presente siglo, cuando se detectó un pequeño incendio.
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Afortunadamente, el complejo del Ciemat tiene su propio cuerpo de bomberos. "En dos minutos estaba aquí y el fuego quedó atajado", cuenta el físico. De recuerdo queda una mancha oscura en una de las paredes de la nave que se ha quedado sin pintar "para recordar que la seguridad es lo primero".
Esa mancha es uno de los mayores peligros asociado a la investigación en la fusión nuclear. Se trata de un aviso pero, ciertamente, queda muy lejos del potencial catastrófico demostrado por la fisión nuclear. La energía del futuro es segura, no va a causar fusiones del núcleo ni unos residuos radiactivos eternos. Y al lado de la sierra madrileña están trabajando para que sea posible.
