Parra, el ingeniero español que triunfa en Princeton: "Con la inversión actual no tendremos fusión nuclear"

Ingeniero aeronáutico por la Universidad Politécnica de Madrid, Parra dejó su barrio natal de Ventas en 2004 para doctorarse por el MIT, regresó a Europa para ejercer en la Universidad de Oxford y volvió a cruzar el charco hace poco más de dos años para ejercer en Princeton. El tiempo vivido en entornos anglosajones solo le delatará al principio de la entrevista con un ligero acento que 'corrige' en segundos.

Parra se dedica al que quizá es el problema fundamental de la fusión nuclear. Para conseguir que dos moléculas se unan en una sola, liberando toda la energía que produce esta reacción, es necesario mantener la materia en estado de plasma, con una temperatura de millones de grados.

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Y esto genera dos cuestiones. La primera: ¿cómo se puede encerrar esa materia incadescente cuando cualquier contacto con un objeto lo desharía? Hay dos corrientes principales: el uso de potentes imanes (confinamiento magnético) o de láseres (confinamiento inercial). 

La segunda se deriva de la anterior. Una vez que se logra encerrar el plasma, ¿cómo extraer de él la energía? Resolver ambas cuestiones abrirá la puerta a la energía limpia y barata que se lleva décadas anunciando pero hoy parece más cerca que nunca. 

Para Parra, esa es la parte divertida del asunto y solo es cuestión de tiempo solucionarla. La otra, la que decidirá si tenemos energía por fusión nuclear o no, es la económica. Y al ritmo de inversión actual, advierte, no llegaremos nunca a disfrutarla.

¿Hay en Princeton pizarras lo suficientemente grandes para abarcar sus ecuaciones?

[Risas] Ahora mismo nos hemos cambiado de localización dentro del laboratorio porque van a derribar nuestro edificio y construir uno nuevo. En el antiguo, que es de los años 60, hay pizarras enormes por todos lados, siempre llenas de ecuaciones, algunas de ellas bastante famosas, no solo en física de plasmas. Es una pena que vayan a derribar el edificio. 

¿Es la pizarra el principal instrumento de trabajo de un teórico del plasma? 

No, no, la teoría de plasmas ahora mismo utiliza mucho los grandes ordenadores. Somos de los campus que más usamos los superordenadores estos de los que hay solo unos pocos en el mundo: Japón, Estados Unidos, Europa, China… 

Los problemas a los que nos enfrentamos son muy costosos computacionalmente. Entonces, intentamos hacer mucha de la teoría en la pizarra para ahorrar tiempo de computación: muchos de estos recursos son imposibles sin antes hacer aproximaciones, pero luego llega un momento que tienes que calcular y para eso utilizamos estos superordenadores. Aquí tenemos el Aurora y el Summit, en Europa está el Marconi y hay varios también en Japón.

Parece paradójico que siendo ingeniero esté en un departamento de teoría. 

Sí, siempre he tenido mucho gusto por la teoría, también en la carrera: en España, la ingeniería tiene una parte teórica muy fuerte, mientras que en otros países no, y eso me permitió tener una base de matemáticas con la que pude entrar en el mundo de la física, hacer teoría comparable a la de mis compañeros y llegar a los puestos que he llegado. En España, las ingenierías son muy buenas en ese sentido, muy completas.

Hay otro ingeniero español trabajando en fusión en EEUU, en el MIT, Pablo Rodríguez.

Sí, es ingeniero de industrial y, de hecho, empezó a estudiar el doctorado cuando yo era profesor del MIT, coincidimos un año.

¿Son valorados los ingenieros españoles fuera de nuestro país?

Es una buena pregunta. Se nos conoce poco y la gente le sorprende bastante la formación que tenemos. Se nos aprecia cuando se nos conoce, lo que pasa es que salimos poco de España. No sé si ahora hay más que cuando yo me fui, pero creo que se aprecia la educación del ingeniero español una vez que se nos conoce.

¿Qué es lo que le ofrecían fuera de España que le movió a salir?

La verdad es que no me lo pensé mucho, fue por aventura. Tenía ganas de probar nuevas cosas. Había vivido toda mi vida en Madrid, hice la carrera en Madrid, y mi novia de aquel momento, ahora mi mujer, también le apetecía. Y no he vuelto.

¿Qué es lo que ofrece Princeton para un experto en física de plasmas? 

Princeton es el laboratorio más importante de Estados Unidos en este tema y tiene una historia muy fuerte de teoría. Mucha de la teoría de física de plasmas aplicada a fusión ha venido de aquí. Fue Lyman Spitzer [profesor de astrofísica en Princeton en los años 50] el que se imaginó que se podía hacer fusión por confinamiento magnético y juntó un grupo de teóricos muy fuerte. 

La otra cosa que me ofrece Princeton, y Estados Unidos en general, es que la gente está muy con la fusión, hay muchas compañías apostando por ella. Lo vi desde Europa y pensé que quería participar en ello.

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No todas [las empresas] me gustan pero hay algunas que me parecen muy potentes y muy interesantes. Al mismo tiempo, me ofrece la oportunidad de seguir siendo académico. Me gusta estar en la investigación y ayudar al desarrollo de la fusión, pero una de mis pasiones es enseñar.

Entonces, este puesto es perfecto porque, por un lado, tengo el laboratorio que interactúa con estas compañías y, al mismo tiempo, soy profesor de la universidad y eso me permite estar con los estudiantes, que es un trabajo muy agradable cuando tienes estudiantes muy buenos, que es lo que ocurre en sitios como Princeton, Oxford y el MIT.

En la carrera por la fusión nuclear, ¿EEUU es el más adelantado?

Es complicado. Yo diría que, hasta hace relativamente poco, probablemente Europa tenía un programa más potente. Por eso me fui a Oxford. Europa tenía máquinas más nuevas, Wendelstein 7-X, el JET, está construyendo el ITER y además tenía contacto con Japón para hacer el JT-60SA…

Me parece que Europa había hecho un programa muy sólido y además tenía tecnología que Estados Unidos dejó de hacer hace un tiempo, pero las startups claramente han surgido aquí, no sé si por cultura de startup en Estados Unidos, o por falta de máquinas quizá la gente a lo mejor se frustró. Yo sé que, en algunos casos, compañeros míos se han cansado de esperar a que el gobierno invierta en nuevos experimentos y entonces han decidido buscar dinero privado para ese tipo de cosas y eso le ha dado mucho dinamismo.

Ahora mismo, en potencia de innovación Estados Unidos está por delante. Veremos cuánto dura: muchas compañías están surgiendo en Europa, EUROfusion está intentando empujar en este tipo de temas. Van muy parejos pero ahora mismo me parece que Estados Unidos está un poquito por delante.

A final de 2022 Livermore fue el primer reactor en conseguir ganancia neta de energía, en 2023 se ha replicado este hito, ¿qué se espera de 2024?

Una cosa muy interesante es qué va a pasar con el JT-60SA. Es la máquina más grande que hemos hecho, va a empezar a funcionar en Japón, la han inaugurado hace muy poquito. 

No sé si en 2024 vendrán los primeros hitos pero esto claramente es un gran avance y vamos a ver cosas interesantes. Yo diría que JT-60SA es el siguiente gran hito para la fusión. 

Su trabajo es clave para resolver el gran problema de la fusión nuclear: cómo confinar plasma a millones de grados de temperatura, pero también cómo extraer la energía de ese entorno cerrado.

Quizá añadiría más y diría cómo sacar la energía sin cargarte la máquina, que es lo complicado. Cuando tienes una cosa que está a diez veces la temperatura del Sol, es mejor que no toque la pared. Pero, al mismo tiempo, quieres sacar el calor y no sabemos cómo lidiar con eso.

Para la fusión magnética ese es el gran problema ahora mismo: nos hemos vuelto muy buenos en confinar, tan buenos que ahora tenemos problemas para intentar sacar esa energía porque, en cuanto ese plasma toca un poco la pared, la destruye.

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La comunidad [científica] está intentando sacar las partículas que radian y sacarla en forma de radiación, controlar el flujo de la pared a base de química, o sea, ponerle ingredientes a la pared que permitan hacer cosas con la física de plasmas. 

En Europa, EUROfusion ha enfatizado varias veces que es muy complicado construir un reactor de demostración precisamente por este problema. Es muy gordo, pero lo bueno es que hay muchísimas soluciones. Y es muy divertido [buscarlas]. 

Es curioso que, existiendo estos problemas, los investigadores y expertos se muestran muy optimistas con alcanzar la fusión nuclear viable en solo unos años.

Diría que yo estoy en la mitad menos optimista  en la comunidad de la fusión nuclear. No creo que esto sea una cosa que vamos a hacer en cinco años o diez años. No me parece realista.

A ver, hay compañías allá afuera que no están contando sus secretos. No sé si hay alguien que tiene una gran idea que es muy obvia, que va a funcionar y no la quiere compartir. Hay buenas ideas y muchas oportunidades. 

Hay problemas en el mundo científico, sobre todo en tecnología, que se reducen a encontrar el material imposible. La gente en Estados Unidos lo llama el 'impossibilium'. Y hay otros problemas que ves que puedes jugar con la física y sacar ideas para resolverlo. Este es el caso de la fusión. 

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Ahora mismo hay muchas ideas ahí fuera. Estamos muy cerquita. Y lo que ocurre es que hay un montón de gente joven que ha sacado empresas y que está intentando probar estas cosas.

De lo que estoy bastante seguro es que en diez años vamos a saber si esto tiene sentido. Esto no te creas que estaba tan claro hace solo cinco años. Pensaba que era uno de esos procesos lentos y que no íbamos a llegar a una conclusión. 

¿En 10 años sabremos si merece la pena seguir investigando o no? 

Esa fase ya la hemos superado. Va a ser más un tema económico. ¿Merece la pena invertir un montón de dinero para coger estas plantas y ponerlas por todo el mundo? En cinco o diez años va a ser obvio si esto tiene sentido económico o no. O sea, no es una energía que dependa mucho de los recursos sino de la tecnología, del conocimiento. 

Uno podría invertir un montón de dinero e intentar poner un montón de centrales de fusión por todo el mundo para resolver el problema del cambio climático. Hay gente que dice que vamos demasiado tarde. Aunque es una buena idea, ya es demasiado tarde.

Yo no soy un experto en clima pero sabemos que [la fusión nuclear] funciona y, ahora, el gran problema es hacerlo de manera económica y repetitiva. Si funciona todo bien, encuentras un sistema robusto y lo puedes construir en serie, esto podría ser una gran solución. 

Uno de los debates actuales de la fusión está en si es mejor el confinamiento magnético o el inercial. ¿Solo puede quedar uno?

Tienen problemas distintos. En el caso del confinamiento inercial, creo que su gran problema va a ser la repetibilidad. Ser capaz de hacer estos shots continuamente, repitiéndolos y que funcionen todo el rato. Luego, ellos tienen su propio problema de extracción de energía. Al fin y al cabo, cada vez que produces esas reacciones, se trat de una explosión termonuclear. Tienen que ver si eso daña sus láseres, si daña sus sistemas... 

La fusión por confinamiento magnético tiene un camino hacia el reactor más obvio. Pero tienen el problema de cómo sacar la energía, que son máquinas muy grandes. El tamaño es enorme, requieren una inversión muy fuerte... Es un problema más económico. 

Creo que los primeros reactores tienen que ser de fusión magnética. Me parece muy difícil pensar que el confinamiento inercial va a ganar esa batalla del tiempo. ¿Que más adelante son más eficientes? No lo sé. Me extrañaría.

El acuerdo firmado en la COP28 promete por primera vez abandonar los combustibles fósiles. ¿Podemos confiar el freno al cambio climático en una energía que no es una realidad tangible a día de hoy? 

Es una pregunta de lo que llaman los americanos policy, políticas. Es una decisión política muy complicada. No estamos a nivel, digamos, de los paneles solares o la energía eólica. Al mismo tiempo, es una energía firme, puedes encenderla y apagarla cuando tú quieras. Yo creo que no hay mejor candidato para esto. 

¿Convivirán la fusión y la fisión? 

Yo creo que sí. Fisión y fusión tienen cosas interesantes que se pueden combinar. Por ejemplo, la fusión es muy buena para eliminar los residuos de larga duración de la fisión. Mucha gente sugiere que podemos quemar esos materiales que duran miles de años.

Me queda la duda de a qué precio obtendremos la fusión, si esta será más limpia pero la otra más barata. Porque la fusión en sí es una energía barata, pero lo que no es barato es la construcción del reactor. 

Eso es. Básicamente, nuestro competidor son las baterías. O sea, si la gente es capaz de producir baterías que acumulen la energía solar y la eólica, ¿cuánto costará eso? La otra competición es la fisión. ¿Seremos capaces de superar el precio de la fisión? Hombre, la fisión tiene ciertos costes asociados con la seguridad que no tiene la fusión.

La otra cosa es cuánto cuesta la opinión pública. O sea, ¿seríamos capaces de poner un poquito más de dinero para construir una planta que no preocupe a la gente a su alrededor? A lo mejor eso tiene un coste. Este tipo de externalidades no sé muy bien cómo un político las determina y las pesa. O una empresa. Una empresa puede querer tener buena publicidad. Entonces, ahí… Es una discusión curiosa. No lo tengo muy claro. 

Como teóricos e investigadores, ¿os han solicitado asesoramiento? ¿Habéis tenido esos contactos con el mundo político y empresarial a nivel de cómo vender esa idea de la fusión?

Sí. Empresas que no se dedican a la fusión vienen a consultar. Y eso me ha pasado tanto en Oxford como aquí en Princeton. He visto de todo. He visto gente que no entiende mucho pero si hay empresas tecnológicas fuertes que se lo han pensado, ellos se meten en el proceso de pensárselo. 

Me ha sorprendido mucho el punto de vista de esta gente que invierte en tecnologías emergentes. En muchos casos, no les importa tanto el que la tecnología funcione o no: les importa perderse algo. Invierten más por miedo a que funcione y no estén en el tema que realmente pensando que vaya a funcionar. No quieren estar fuera de algo que pueda emerger. Les da mucho miedo perderse algo bueno. 

Antes ha dicho que no es tan optimista como para ver que tengamos fusión nuclear en diez años. ¿Cuál es para usted una fecha realista en la que podamos estar cargando el móvil en nuestra casa con energía de fusión? 

Todo esto depende de cuánto dinero inviertas. El dinero va a ser el factor. A los niveles actuales de inversión, nunca llegaría, porque son bajos para el tipo de tecnología que necesitamos.

Si empezamos a aumentar la financiación, creo que esto puede llegar en torno a [dentro de] 15-20 años. Pero ahora mismo, a los niveles actuales, estamos... Siempre necesitamos estar un poquito por encima de lo que estamos para mantenernos.