La fusión nuclear promete ser la energía limpia del futuro, ¿podremos acceder a ella?

La comunidad científica mundial está alerta ante la posibilidad de que expertos en Estados Unidos hayan descubierto “El Santo Grial” de la energía limpia y renovable, tal como lo publicó The Washington Post, cuando el Departamento de Energía de este país anunció este histórico hito, en la que se ha podido, por primera vez, producir una reacción de fusión que crea una ganancia neta de energía.

“Se llama ‘El Santo Grial’ porque imagínate tener la capacidad de obtener la energía del Sol en la Tierra. Esto es súper emocionante porque es como tener la fecha en que los cavernícolas pudieron dominar el fuego, ese es como el paralelo, tienes la fecha en la cual la raza humana pudo sacar más energía de la que puso en una reacción de fusión nuclear”, explica Felipe Veloso, académico de la Facultad de Física.

El hito

El profesor explica que este proceso, en el que se unen dos núcleos de átomos con carga positiva, que se repelen, pero que alcanzando una temperatura de unos 250 millones de grados logran acercarse, se ha logrado un montón de veces. Pero nadie en el mundo había podido sacar más energía de la que tenían que poner para hacer esta unión.

“Desde los años 60, todo el mundo lograba que se unieran los núcleos y que saliera energía, pero la que sale es mucho menor que la que tuviste que usar para unir esos núcleos, entonces deja de ser eficiente. Ese es el nivel de relevancia que tiene, de aquí a que sea viable y comercialmente rentable, no se sabe, porque el experimento que lo logró no tiene ese objetivo científico. Ellos no buscan generar más energía de la que ponen, pero lo lograron igual”, agrega el investigador UC.

En su columna de ciencia “El sueño de ‘embotellar’ el Sol está cada vez más cerca”, publicada en EMOL y coordinada por el Proyecto Ciencia 2030-UC, Felipe Veloso comenta que al sur de Francia se está desarrollando, desde mediados del siglo XX, una iniciativa que originalmente tenía el nombre de “La Gran Máquina”, y que posteriormente se llamó Proyecto ITER, en el que participan más de 35 países, y que se espera en 2035 produzca las primeras reacciones de fusión generando energía limpia y casi ilimitada.

“Para entender la envergadura de lo que estamos hablando, debemos considerar que el Sol se encuentra en un estado de la materia llamado plasma y que está a una temperatura muy alta: aproximadamente 6000 °C en su superficie, unos 15.000.000 °C en su centro; y ‘encapsulado’ en forma de esfera gracias a su propia gravedad. Estas altísimas temperaturas son necesarias para liberar energía mediante la unión de dos partículas cargadas con el mismo signo, por lo que la alta temperatura es un requerimiento que no podemos obviar”, escribe en su columna.

El experto explica que el desafío real para desarrollar un “contenedor del Sol” es buscar alternativas que no involucren paredes físicas. Actualmente, para contener estos plasmas, a altísimas temperaturas, existen dos métodos: usar láseres de gran potencia que los confinan por unas pocas milésimas de microsegundo y producen las reacciones nucleares deseadas en ese tiempo; o usar campos magnéticos que mantengan al plasma alejado de las paredes.

El proyecto ITER utiliza estos campos magnéticos, a través de una familia de experimentos llamados “Tokamak”, un acrónimo ruso que significa “cámara toroidal con bobinas magnéticas”. “Estos han demostrado ser uno de los principales candidatos a tener éxito en el proceso de generar un campo magnético, suficientemente intenso como para mantener un plasma de millones de grados de temperatura confinado en su interior, y que es donde ocurren las reacciones nucleares de fusión”, explica en su columna el experto.

Energía limpia y barata

Felipe Veloso asegura que la energía de fusión nuclear es limpia porque no deja residuos radiactivos, como a diferencia de la energía nuclear. "Por ejemplo, la cantidad de combustible y de desechos que se usa en una planta nuclear, que requiere unas 3 mil toneladas de carbón al día para operar, envía una cantidad de residuo de 9 mil toneladas de CO2 a la atmósfera. La misma producción de energía en una planta basada en fusión nuclear dejaría máximo un kilo de helio”, dice.

“En mis charlas muestro unos camiones grandes de minería que representan unas tres mil toneladas y al lado, una niña llevando una bolsa de pan. Los residuos son todos esos camiones de minería versus lo que puede llevar una niña en la bolsa del pan cuando va a comprar con la abuelita. Estamos hablando de ese nivel, por eso es limpio”, explica Veloso.

El experto recalca que han sido 70 años de investigación que ha realizado la comunidad científica mundial sobre este tema, por lo que para que sea viable una planta eléctrica de fusión nuclear podríamos llegar al año 2100. “Lo que va a ocurrir posiblemente es que las grandes potencias son las que van a poder tener acceso probablemente y comercialmente en ese año a esta energía. Esto va a reducir tremendamente las emisiones de CO2 para todo el planeta”.

“El sueño de décadas de la comunidad científica está pronto a cumplirse en poco más de una década. La pregunta importante es: ¿estamos haciendo hoy la inversión necesaria para cuando llegue el momento? En el intertanto, en la comunidad científica seguiremos trabajando para lograr este anhelado sueño”, concluye.

Lee las columnas publicadas en EMOL por Felipe Veloso sobre esta temática:

La energía de las estrellas al alcance de nuestras manos

El sueño de “embotellar” el Sol está cada vez más cerca