¿La fusión nuclear es la respuesta a la crisis climática?
Foto: T. Henderson, CFS / MIT-PSFC / Wikimedia

Si todo va como lo planeado, EU eliminará todas las emisiones de gases de efecto invernadero de su sector de electricidad para 2035. Un plan ambicioso del presidente electo Joe Biden, depende en gran parte de un aumento en la generación de energía solar y eólica. Ese plan podría tener pronto un impulso de fusión nuclear, una tecnología poderosa que hasta hace poco se veía muy fuera de alcance. 

Los investigadores que desarrollan un reactor de fusión nuclear que puede generar más energía de la que consume demostraron en una serie de artículos recientes que su diseño debe funcionar, lo que restaura el optimismo que esta fuente de poder limpia e ilimitada ayudará a mitigar la crisis climática.

 Aunque el nuevo reactor sigue en desarrollo, los científicos esperan que produzca energía para finales de la década. Martin Greenwald, uno de los científicos con más experiencia del proyecto, dijo que una motivación clave para la ambiciosa línea del tiempo es cumplir con los requerimientos energéticos en un mundo que se calienta. “La fusión parece una posible solución para sacarnos del inminente desastre climático”. 

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La fusión nuclear, el proceso físico que energiza a nuestro sol, ocurre cuando se juntan los átomos a temperaturas y presiones extremadamente altas, lo que causa que liberen cantidades enormes de energía al fusionarse en átomos más pesados.

Desde que se descubrió en el siglo pasado, los científicos buscan cómo aprovechar la fusión, una forma muy densa de energía de la que su combustible, isótopos de hidrógeno, es abundante y renovable. Además, la fusión no produce gases de efecto invernadero o carbono, y a diferencia de los reactores de fisión nuclear, no hay riesgo de desastres nucleares. 

Aprovechar esta forma de energía nuclear es muy difícil, se necesita calentar un caldo de partículas subatómicas, llamado plasma, a cientos de millones de grados, demasiado calor para que un recipiente de cualquier material lo resista. Para trabajar con esto, los científicos desarrollaron una cámara con forma de dona llamada tokamak, con un fuerte campo magnético que corre en ella, que suspende al plasma en su lugar. 

Científicos del MIT y una compañía, Commonwealth Fusion Systems, comenzaron con el diseño del nuevo reactor, que es más compacto que sus predecesores, a principios de 2018, y comenzarán con la construcción en la primera mitad del próximo año. Si su línea del tiempo va como planean, el reactor, llamado Sparc, será capaz de producir electricidad para la red en 2030, de acuerdo a investigadores y directivos de la compañía. Esto será mucho más rápido que las grandes iniciativas de fusión nuclear existentes.

Los diseños existentes de reactores son demasiado grandes y caros para generar de manera realista energía para los consumidores. Con el uso de imanes ultrafuertes de vanguardia, el equipo del MIT y Commonwealth Fusion espera hacer un reactor tokamak que sea compacto, eficiente y escalable. “Lo que hicimos fue combinar una ciencia existente con un nuevo material para abrirnos a nuevas posibilidades”, dijo Greenwald. 

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Después de demostrar teóricamente en los artículos de investigación que se publicaron en septiembre que el dispositivo Sparc puede producir más energía de la que requiere para funcionar, el siguiente paso involucra construir el reactor, seguido de una planta piloto que generará electricidad para la red

Científicos y emprendedores siempre hacen promesas de que la fusión está a la vuelta de la esquina, solo para encontrarse con problemas incontables. Esto ha hecho difícil invertir en ella, particularmente cuando la energía eólica,solar y otras renovables, aunque sean menos poderosas que la fusión, se han vuelto más eficientes y rentables.

Pero la marea cambia. En el plan de Biden de dos billones de dólares, él puso a la tecnología nuclear como parte de la estrategia de descarbonización, es la primera vez que los demócratas apoyan la energía nuclear desde 1972. También hay inversiones significativas de fuentes privadas, hasta de algunas compañías grandes de petróleo y gas, que ven a la fusión como mejor opción a largo plazo que el viento y el sol. 

De acuerdo a Bob Mumgaard, director ejecutivo de Commonwealth Fusion, el objetivo no es usar la fusión para reemplazar la energía solar y eólica, sino para complementarlas. “Hay cosas que serán difíciles de hacer solo con renovables, cosas a escala industrial, como darle energía a ciudades grandes o para la manufactura”, dijo. “Aquí es donde puede entrar la fusión”. 

La comunidad científica del plasma está entusiasmada por el progreso de Sparc, aunque algunos cuestionan el plazo ambicioso debido a los obstáculos de ingeniería y regulatorios.

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Daniel Jassby, que fue científico investigador en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton, está escéptico sobre si un reactor de fusión como Sparc proveerá una fuente viable de energía. El tritio, uno de los isótopos de hidrógeno que se usará como combustible para Sparc, no se da naturalmente y se tendrá que producir.

El equipo del MIT propone que esta sustancia se regenerará continuamente por la misma reacción de fusión. Pero Jassby cree que esto requerirá una gran cantidad de electricidad, lo que vuelve al reactor demasiado caro. “Cuando consideras que obtenemos energía solar y eólica gratis, depender de la reacción de fusión sería ingenuo”. 

Mumgaard concede que los retos que vienen son difíciles. Pero se mantiene confiado. 

“Hay una mayor tendencia para reconocer la importancia del clima y que todos tenemos que actuar”, dijo. “Nos metimos en este problema con tecnología, pero con la fusión hay grandes oportunidades para resolver esto con tecnología”.