Así es un Tokamak, donde se debe producir la fusión nuclear
Así es un Tokamak, donde se debe producir la fusión nuclear
Energía

Fusión nuclear: las ‘startups’ que quieren cambiar el mundo

En diez años, dicen, la fusión de atómos de hidrógeno podría generar energía limpia y suficiente para todo el mundo. Peter Thiel, Jeff Bezos y el fallecido Paul Allen, entre los inversores detrás de las startups que prometen cambiar el mundo.

Justo cuando la vida de la próxima generación de humanos está en juego por nuestro abuso de los combustibles fósiles aparece la esperanza: una energía limpia que no depende del viento ni del sol para funcionar y cuya materia prima es prácticamente inagotable.

La fusión, el santo grial de las energías, está cada vez más cerca de convertirse en una realidad gracias al esfuerzo de una veintena de startups surgidas en Europa, Estados Unidos y Canadá. Según las previsiones más optimistas, en diez años ya podríamos estar sustituyendo hidrocarburos por átomos de hidrógeno para abastecer de electricidad a nuestras fábricas y ciudades.

La fusión de átomos como forma de generar energía no es nueva. Ya en 1950, el físico y disidente soviético Andréi Sájarov diseñó el Tokamak, la máquina con forma de donut donde el deuterio y el tritio (dos isótopos de hidrógeno) pueden alcanzar la temperatura necesaria para fusionarse creando átomos de helio y liberando, en la reacción, una cantidad fabulosa de energia.

El problema, hasta ahora, es que ninguna iniciativa ha logrado sostener unas temperaturas que multiplican por diez a las que se registran en el sol (que también libera energía por la fusión de átomos) durante el tiempo suficiente como para asegurar la sostenibilidad del proceso. La mayor de todas, el proyecto internacional y público ITER, promete conseguirlo pero no antes de 2035. Primero tiene que terminar la construcción de su gigantesco reactor en el sur de Francia y hacer las pruebas pertinentes.

Financiadas por personajes del mundo tecnológico tan conocidos como Jeff Bezos (Amazon), Peter Thiel (Paypal) y el fallecido Paul Allen (Microsof), las nuevas startups de fusión se ven capaces de llegar antes a ese escenario idílico. Entre otros motivos, por la flexibilidad que dicen tener en comparación con el ITER, una especie de Naciones Unidas de la ciencia donde colaboran investigadores de Estados Unidos, Rusia, China, Japón, India, Corea del sur y Europa.

Maquinaria de General Fusion

Michl Binderbauer, director de TAE Technologies, lo explica: "Tener financiación privada te obliga a disciplinarte y a concentrarte en las metas y partes críticas de la misión". Su empresa se creó en California hace 20 años con el objetivo declarado de generar energía de forma comercial mediante la fusión. Funciona con un modelo de "dinero a cambio de objetivos": "Solo conseguimos financiación si cumplimos con los objetivos parciales prometidos a los inversores".

No quiere decir que lo privado sea bueno y lo público malo. Los avances sobre los que trabajan TAE Technologies (en la que invirtió Paul Allen) y muchas de las nuevas startups de fusión vienen de investigaciones públicas de los años 70 y 80 que entonces no eran practicables. Los imanes superconductores de hoy, por ejemplo, permiten crear reactores de fusión mucho más pequeños que los del ITER: al tener mayor potencia y resistencia, hace falta menos material para comprimir el plasma de hidrógeno donde se produce la fusión.

Carlos Alejaldre, director del CIEMAT y ex directivo del proyecto ITER

Otra novedad ha sido la posibilidad de fabricar componentes metálicos de alta complejidad y ahí el reciente desarrollo de técnicas de impresión 3D ha sido fundamental. Como dice Binderbauer, la adopción generalizada de nuevas tecnologías en los últimos años ha redundado en una "mayor conciencia, capacidad y apoyo para la electricidad generada mediante fusión".

Primer reactor

En TAE Technologies quieren validar los resultados de sus experimentos en 2019 para empezar con la construcción del primer reactor. El objetivo es comenzar a comercializar energía eléctrica al final de la próxima década. Un pronóstico similar al de la startup canadiense General Fusion. Según su director, Christofer Mowry, si todo sale bien para esa fecha ya podría estar listo su primer prototipo, generando electricidad a un precio capaz de competir con el de las centrales de carbón.

¿Cómo funciona un tokamak?

Imagine un inmenso donut de metal. En su interior se genera un plasma, esto es, el cuarto estado de la materia tras el sólido, líquido y gas. Este circulará a 150 millones de grados centígrados (a esa temperatura, cualquier gas se convierte en realidad en plasma), enjaulado a altísimas presiones por los potentísimos campos magnéticos generados por imanes. Los dos componentes a partir de los que se generará el plasma serán dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y el tritio. Con el calor y las altas presiones se generan helio y neutrones (inofensivos, explica Alejandre), los cuales, a su vez, transferirán su energía a una de las piezas clave del reactor, el manto, que está situado en las paredes internas del donut. Su misión no es otra que frenar los neutrones, transferir calor al sistema de refrigeración y, a través de este proceso, generar energía eléctrica. Esta es la teoría y lo que se produce a cada instante en las estrellas.

"Una de las ventajas de nuestro enfoque es que podemos hacerlo relativamente pequeño", dice Mowry. Su reactor mínimo será capaz de generar unos 100 megavatios. Juntando dos de ellos se obtiene el tamaño ideal para una pequeña ciudad. "Por supuesto que se pueden hacer mayores pero eso los haría menos flexibles y uno de los desafíos es usar esta tecnología para producir cantidades menores de energía".

Además de la abundancia de la materia prima (agua y litio), la otra gran ventaja de la fusión es la seguridad. No tiene uso militar (lo que explica la extraordinaria colaboración internacional del ITER) y su riesgo es similar al de cualquier instalación industrial. Como dice Mowry, "es absolutamente imposible tener un accidente como los que ocurren con la energía nuclear tradicional [donde se separan átomos, en vez de fusionarlos]".

"Ahora mismo estamos en lo que yo llamo el momento Space X de la fusión", explica Mowry con un ejemplo. "Igual que ocurrió con Space X [de Elon Musk], Blue Origin [de Jeff Bezos] o Virgin Galactic [de Richard Branson].... Ninguna de esas empresas inventó la ingeniería aeroespacial, usaron todo el trabajo que habían desarrollado la NASA, la Agencia Europea Espacial, y después aplicaron tecnologías modernas para desarrollar versiones más baratas, rápidas y mejores de lo que se había hecho antes".

Donde todavía faltan avances es en la forma de convertir en energía eléctrica el calor generado con la fusión de los isótopos de hidrógeno. La tradicional turbina impulsada por vapor de agua sigue siendo el principal método para generadores de grandes dimensiones.

Como explica el físico Carlos Alejaldre, director del CIEMAT y ex directivo del proyecto ITER, no es lo más eficiente: "Sería mejor una transformación directa en energía eléctrica, como ocurre con la solar fotovoltaica; en un futuro, no sé si dentro de 100 o de 1.000 años, la fusión también podría ser así porque tiene la capacidad de generar electricidad directamente al producir partículas cargadas".

La fusión es la energía del futuro y siempre lo será, dice el chiste repetido por los científicos. ¿Pasará esta vez lo mismo? Es imposible saberlo pero la existencia de unas 25 empresas privadas con sus respectivos inversores detrás hace pensar en un escenario diferente: los inversores nunca se han destacado por su ingenuidad ni por su altruismo. Según Alejaldre, no es el único motivo para ser optimistas. "En un proyecto europeo que se hizo en Inglaterra ya se consiguieron reacciones de fusión de una manera controlada durante periodos cortos; pocos segundos, pero ya se obtuvo un calentamiento equivalente a 16 megavatios; esa era la idea fundamental y ya se hizo".

Tanto si son los 10 años que prometen algunas startups como los 20 o 25 que podría tardar el ITER, para evitar el cambio climático va a haber que actuar antes. "Es una pena que no la tengamos ya, cuando la podíamos haber tenido si de verdad hubiera habido un deseo político", dice Alejaldre. En cualquier caso, dice, tendremos que seguir trabajando: "Es el problema más importante de la humanidad". 

Retina

18/08/2019
07
¿Pero quién conduce este mundo?

¿Pero quién conduce este mundo?

No queremos que el robot se siente en la cabina, por si se hace con los mandos; pero lo cierto es que no controlaremos esas palancas sin su asistencia

Normas