¿Imaginas un mundo en que la energía es totalmente limpia y asequible? Es muy probable que vivas en ese mismo mundo, pero a unas cinco décadas de distancia. ITER es un proyecto que involucra a buena parte de la humanidad y persigue el sueño de la energía limpia y gratuita. Todo gracias a la fusión nuclear.
Aunque “nuclear” tiene connotaciones peyorativas heredadas del siglo pasado, los expertos aseguran que la fusión será la energía sostenible del futuro. Junto con proyectos internacionales como la Estación Espacial Internacional (ISS) o el Square Kilometre Array (SKA), el ITER es una de esas empresas reseñables y bonitas que nos unen a todos. El tipo de iniciativas que hace amar la ciencia.
¿En qué consiste la fusión nuclear y por qué es limpia?
Cuando hablamos de fusión nuclear, a menudo lo confundimos con la fisión nuclear. Ambos son procesos químicos que liberan grandes cantidades de energía, pero su funcionamiento es totalmente distinto. Sus consecuencias también.
La fisión consiste en dividir un núcleo pesado en dos más pequeños. Como resultado aparecen los residuos radioactivos de varios tipos. La fusión nuclear no tiene nada que ver con eso, sino con una ‘operación’ química inversa. Al unir dos núcleos atómicos muy ligeros estos forman un núcleo estable más pesado y liberan energía.
Esta energía es limpia, y de hecho es el mecanismo que usa el Sol para generar luz. Esta luz solar no son sino fotones que llegan a nuestro planeta. Un reactor de fusión nuclear, o Tokamak, acrónimo del ruso “cámara toroidal con bobinas magnéticas”, copia este mecanismo solar para generar energía eléctrica a partir del plasma.
¿Cómo funcionará el reactor ITER?
En el Sol, las reacciones de fusión se realizan en su núcleo, y no en el manto o la corona. De hecho, hace falta una gran presión y temperatura para comprimir los núcleos de hidrógeno unos contra otros, formando helio y liberando energía. Formalmente, la reacción más eficiente es la que se da entre dos isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio, aunque estos son tecnicismos.
Podemos llamarlo simplemente “plasma”. Aunque en la Tierra tenemos todos los elementos para conformar este cuarto estado de la materia, no existen las condiciones naturales de presión y temperatura. Tampoco dentro de un volcán, por si al lector le surge la duda. Con el Tokamak (abajo vemos el JET de 1997), se busca alcanzar unas condiciones similares para el plasma solar y así conseguir una reacción estable que libere energía.
Un Tokamak es una estructura en forma de toroide (un dónut, la zona amarilla en el esquema de arriba) por cuyo interior se desplaza el plasma a gran velocidad. Este plasma está encerrado dentro de una vasija cerámica, pero no es esta la que hace presión para contenerlo. Son grandes campos magnéticos los que aprisionan las partículas en una estructura invisible llamada “confinamiento magnético”.
Buena parte de la tecnología para acelerar estas partículas viene del LHC, y otra tanta es más conocida por el público general. El plasma de protones, deuterio y tritio, al comprimirse, emite cantidades enormes de calor. Con esta energía se calienta vapor, y este se transfiere a través de una turbina. Esta última tecnología se usa en multitud de centrales de energía, desde las termoeléctricas a las nucleares.
ITER, uno de los proyectos más bonitos de la humanidad
A lo largo de nuestra historia hemos logrado enormes hitos cuando hemos usado la ciencia para metas comunes. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el Observatorio de Detección de Ondas Gravitatorias (LIGO), la Estación Espacial Internacional (ISS), el Super-Kamiokande o el Square Kilometre Array (SKA) son algunos de los ejemplos más sonados. Junto a ellos se enmarca ITER, un proyecto en el que participan directamente 35 países.
Este tipo de asociaciones, que fomentan el desarrollo científico y tecnológico así como la colaboración entre países, también hace posible el intercambio de ideas y el aprendizaje mutuo. Por sí solo, ya es reseñable el hecho de que 35 naciones se hayan puesto de acuerdo para financiar este tipo de prototipos (el ITER es eso). Claro, que la envergadura del proyecto hace imposible para una sola nación llevarlo a cabo.
Pero es aún más interesante el que el Reactor Experimental Termonuclear Internacional persiga como fin último la generación de energía limpia, y que lo haga en el muy largo plazo. Una vez construido será el Tokamak más grande del mundo. Esto no será hasta dentro de bastante tiempo. La fase de ensamblaje está arrancando y el reactor no se pondrá en marcha hasta 2024.
El primer plasma será introducido un año después, pero no será hasta 2035 cuando se inicie la operación de fusión. Además, esta reacción no será rentable. Es decir, el reactor consumirá más energía de la que generará. Como fuente de energía no parece muy inteligente, pero es que hay muchísimo trabajo por delante. Una gran cantidad de comprobaciones y medidas. De mejoras graduales y de iteraciones.
Actualmente hay 2.000 personas trabajando directamente en labores puramente de ingeniería civil. Ese es el tamaño del proyecto, sin contar a los físicos, químicos, gestores, diplomáticos, fabricantes y varias docenas de puestos laborales directos más. Más los indirectos. Y todo lo hacen por y para las futuras generaciones.
La energía limpia del futuro necesita acciones presentes
Hemos mencionado el largo plazo, pero pongamos otro calendario por delante para verlo en perspectiva. En 2035 se harán las primeras pruebas con plasma. En 1995, el JET, el proyecto precursor de ITER, logró generar una potencia eléctrica de 16 MW, mientras que su primo mayor busca generar 500 MW. Aun así, el ITER es puramente experimental. No se usará como central energética.
Para algo así hay que viajar mucho más al futuro, a un 2050 en que las pruebas del ITER hayan salido bien y se haya empezado a construir la primera central comercial. Para entonces, al menos 139 países usarán solo energía renovable. La explotación de ITER, si todo sale bien, podría ser un hecho en 2060 o 2070. Aunque es poco probable que todo salga según el calendario, que ya conserva décadas de retrasos. La última en 2017 con Trump.
Para situarnos, el origen de las centrales de fusión nuclear se remonta a Gorbachov y Reagan. Serán los hijos o los nietos de los ingenieros del proyecto los que se beneficiarán de sus resultados. Es probable que nazcan niños en Marte antes de que hayamos conseguido estabilizar la reacción dentro de los siguientes reactores Tokamak.
O, planteado de otro modo, es improbable que la gente que hoy trabaja en el proyecto ITER observe sus resultados finales. La energía limpia del futuro necesita acciones presentes. Que hoy haya profesionales dedicando su vida a este tipo de proyectos lo convierte en uno de los más bellos de la humanidad. Uno que hacemos entre todos y para todos.
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Imágenes | iStock/LV4260, iStock/vitacopS, JET (1997), ITER.org, iStock/sakkmesterke