27 de diciembre de 2018 (*) actualizado a las 13:43

Fusión nuclear, la solución a nuestros problemas energéticos

( @FajardoRacing ) el

El título puede parecer un poco pretencioso, pero la revolución que nos puede aportar la fusión nuclear supera con creces cualquier otra fuente de energía. Desde Tecmovia estamos muy concienciados con la ecología, la eficiencia energética, las fuentes de energía no contaminantes, movilidad eléctrica, etc. y la fusión nuclear encaja a la perfección en un futuro mundo dominado por los electrones.

Desde aquí voy a romper una lanza en favor de una fuente de energía que suena mal debido a su hermana, la fisión nuclear, pero que poco tiene que ver con ella. Para muchos será quizá una fuente de energía desconocida, y aunque aun está en fase experimental los resultados son concluyentes. Vamos a dar un pequeño paseo por el mundo de la física para ver de qué se trata la fusión nuclear y cómo nos va a beneficiar a todos, aunque todavía queden entre 20 y 30 años para poder disfrutarla.

La energía nuclear, mala fama sin importar el tipo

Para empezar con buen pie vamos a definir lo que es fisión nuclear (el tipo de energía nuclear que tenemos ahora mismo) y fusión nuclear (el futuro). La fisión nuclear consiste en fisionar (dividir) átomos, o bien de uranio o de plutonio mediante (normalmente) neutrones. Esta fisión de un átomo pesado en dos más ligeros es exotérmica, y ese calor que se genera por la fisión del núcleo se usa para calentar agua y transformarla en vapor (el humo blanco que se ve en las centrales), que a su vez mueve unas turbinas y generan electricidad.

El problema de la energía nuclear de fisión son los residuos radiactivos que genera, muy costosos de tratar y peligrosos para cualquier forma de vida que se exponga a su radiación sin la debida protección o durante demasiado tiempo. Además, hay que guardar esos residuos en contenedores especiales hechos de hormigón bajo tierra durante mucho tiempo, hasta que se puedan reciclar (o interese hacerlo). A cambio es una fuente de energía muy buena, porque es capaz de conseguir grandes cantidades de energía de manera constante y a bajo precio, pero aun así tiene muchos puntos por los que la gente está en contra.

Central nuclear de fisión

Sin embargo, la fusión nuclear consiste en lo contrario, en unir dos átomos ligeros en uno más pesado. La principal ventaja es que no utiliza átomos que generen una radiación peligrosa, y el combustible que se necesita existe en todo el mundo, por lo que no habrá problemas de recursos naturales para producir electricidad. El combustible usado es el hidrógeno en forma de dos de sus isótopos, tritio y deuterio.

Al fusionar estos dos isótopos en el reactor nuclear obtenemos como resultado un átomo de helio, un neutrón y mucha energía. Como se puede apreciar, el combustible es barato y fácilmente accesible, y los productos son tan innocuos y limpios que harían palidecer a los paneles solares o los molinos de viento.

La tecnología, el gran problema para la fusión nuclear

¿Y cómo es que si se conoce la fusión nuclear desde hace más de 50 años todavía no se haya desarrollado? Pues el principal problema es, como veremos a continuación, conseguir una fusión estable. No hay lobbys ocultos ni conspiraciones, en todo caso había poco empeño en gastarse el dinero en I+D cuando todavía había recursos fósiles baratos y fácilmente accesibles.

¿Por qué es un problema la tecnología? Bueno, cuando queremos conseguir una fusión nuclear estable lo que estamos haciendo es reproducir el medio que usan las mismísimas estrellas para mantenerse vivas. Esto en la práctica se traduce a que al realizar una fusión nuclear estable se generan unas cantidades de calor increibles, entre 100 y 200 millones de grados, en algunos casos mayores que el propio núcleo del Sol.

fusión nuclear reactor tokamak

Y la realidad es que no existe material en el universo que soporte semejante temperatura, por lo que se han tenido que desarrollar sistemas para controlar el plasma que se genera en la fusión nuclear sin necesidad de que ningún material lo toque. En este punto entran los campos magnéticos y el reactor Tokamak. Mediante unos campos magnéticos fortísimos conseguimos contener el plasma dentro del reactor con seguridad, y mediante el mismo campo se controla la propia reacción.

En estos momentos podéis estar pensando en que aquello, con tanta energía pudiera explotar por cualquier fallo que pudiera ocurrir, como por ejemplo lo que pasó en Fukushima. El hecho es que en cuanto se corta la electricidad la reacción se para y el calor se disipa, por lo que la situación no tiene mayores repercusiones, y como no existen productos radioactivos intermedios no hay que tomar mayores medidas de seguridad.

Pero para transformar esa fusión nuclear en energía recordemos lo que se produce dentro del reactor Tokamak al fusionar tritio y deuterio, un átomo de helio y un neutrón. Mientras que el átomo de helio se mantiene confinado dentro del campo magnético, los neutrones (que no tienen carga y por lo tanto no se ven afectados por este campo) chocan contra las paredes del reactor generando calor, y ese calor es el que luego se aprovecha para generar electricidad.

El ITER, la humanidad unida para investigar la fusión nuclear

ITER Team 2009

Para poder llevar a cabo toda esta empresa se necesita la ayuda de todo el mundo, un sólo país no puede asumir los costes ni el material humano necesario. Además, esta será la energía que revolucionará el planeta. No será necesario extraer recursos fósiles para generar electricidad, y aunque seguiremos dependiendo de muchos otros recursos para nuestra vida diaria, se podrá llevar calefacción, luz, teléfono, agua, etc a cualquier lugar del mundo, porque la electricidad no será un problema ni será cara.

Con esta premisa de investigar y desarrollar la fusión nuclear nació el ITER en 1985, un equipo multidisciplinar y multinacional de científicos con el único objetivo de conseguir una cosa, que la reacción de fusión nuclear genere 10 veces la energía que utiliza. Su presupuesto desde su creación ronda los 20.000 millones de euros, mucho dinero dicho de golpe, pero no tanto si tenemos en cuenta lo que nos gastamos en petroleo cada día.

Actualmente se está construyendo la primera planta experimental de fusión nuclear al sur de Francia, en Cadarache, que se espera esté terminada en 2019, y con el que se podrá demostrar a gran escala lo que ya se ha demostrado en laboratorios, esa producción de 10 veces la energía que se utiliza.

En resumen. La fusión nuclear es una energía segura, limpia, barata e infinita en la práctica. Seguiremos teniendo los problemas actuales de autonomía con los coches eléctricos, pero si ya sale económico recargar el coche en vez de llenarlo con gasolina, imaginaos con una electricidad casi gratis a cualquier hora del día. Reducir el precio de la electricidad se repercutirá en una bajada de precios (o debería) de prácticamente cualquier producto, y no tener que luchar por recursos para asegurar un estilo de vida creará una mayor estabilidad.

No creo que por ello haya que desechar otras energías renovables, especialmente la energía hidráulica y la solar. Desarrollar unos paneles solares más eficientes puede permitirnos estar más tiempos separados de los enchufes y recargar las baterías gracias a nuestro Sol durante las escapadas, mientras que en casa lo haremos gracias al mini sol creado la tierra que la ciencia nos ha conseguido proporcionar.

Más información: Fisión Nuclear | Fusión Nuclear | ITER
Imágenes: NASA | ITER
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Comentarios...

  1. Jorge

    La fusión nuclear lleva estando toda la vida a 20 años de hacerse realidad. No importan los años que pasen, siempre faltan 20 años. Es una pena.

    En cualquier caso, te recomiendo que le eches un vistazo al capítulo 73 de Redes, «Pequeños soles en la Tierra», en el que se entrevista a Steven Cowley, director del Centro Culham para la Energía  de Fusión. A mi me resultó sumamente interesante e ilustrativo 😉

  2. andrés

    Hola, no pensais que con grandes investigadores y con dinero para dicha investigación, tendríamos ya funcionando grandes máquinas de fusión de hidrógeno generando electricidad para abastecer la red de los paises y poder ir desmantelando las peligrosas y contaminantes, (aunque todo funcione según las reglamentaciones del CSN) centrales nucleares del mundo. Creo que si eso pasara, que debe y ha de pasar, está ralentizado por el dinero que se factura en todas las gasolineras del planeta, literalmente, es un engranaje que mueve millones de millones en un solo día y no podemos pararlo, estas máquinas podrían abastecer la red electrica con sobrante para hacernos funcionar los coches y motos y hasta el transporte público sin contaminar, de manera eléctrica, y sin residuo racioactivo. Hemos de conseguir frenar ese engranaje de dinero contaminante, porque es el que está parando estos «descubrimientos» en los que la humanidad entera podrá y deberá beneficiarse, pues tenemos que preservar el aire que respiramos o pereceríamos por contaminación. Hacer este engranaje más o menos rápido depende de la concienciación de esa gente que se enriquece con las gasolineras, debemos concienciarlea a ellos y parar este engranaje para descontaminar la atmosfera de gases contaminantes y el planeta de residuos radioactivos. Gracias y un saludo.

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