El futuro de la energía: la fusión nuclear como solución sostenible

• Francisco María
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• • 05/02/2024 09:00
  • Actualizado: 05/02/2024 09:00

La búsqueda de alternativas al sistema energético basado en combustibles fósiles ha llevado a considerar diversas opciones. Entre estas se destaca la fusión nuclear, una propuesta prometedora, pero aún poco conocida.

El crecimiento desenfrenado del consumo energético global y las preocupantes proyecciones climáticas, han incrementado la necesidad de repensar las fuentes de energía. Lo que antes era una posibilidad, hoy se ha convertido en una urgencia.

A pesar del auge de las energías renovables, muchos consideran que estas no son la solución a corto y medio plazo debido a sus desafíos técnicos y al impacto ambiental, que va más allá de las emisiones de CO2.

Fusión y fisión nuclear

La fusión y la fisión nuclear son fuentes de energía significativamente distintas. La fisión, utilizada en las centrales nucleares actuales, no emite gases de efecto invernadero, pero genera residuos radiactivos de larga duración. La fusión nuclear, en cambio, no produce desechos nucleares radiactivos persistentes.

Sin embargo, la fusión nuclear no está exenta de producir residuos. Principalmente, produce helio, un gas inerte, y tritio, que es radiactivo, pero con una vida corta y en cantidades reducidas. La clave para convertir la fusión nuclear en una actividad industrial limpia radica en la adecuada gestión y seguridad de estos residuos.

La fusión nuclear se ha etiquetado como una fuente de energía ilimitada, pero no infinita. Aunque es altamente eficiente en la generación de energía con poco combustible, tiene limitaciones a largo plazo, como la disponibilidad de litio para reproducir el tritio.

Los desafíos

La fusión nuclear plantea desafíos técnicos y financieros, pero tiene un gran potencial como solución energética sostenible. 

La fusión nuclear, la unión de dos núcleos para formar uno nuevo, es una tarea extraordinariamente compleja. A pesar de una teoría clara, controlar este proceso ha resultado ser un desafío formidable.

La repulsión mutua entre los núcleos, debido a su carga eléctrica, representa una barrera difícil de superar. Sin embargo, cuando dos núcleos ligeros se fusionan, el nuevo núcleo resultante tiene menos masa que la suma de sus precursores.

Esta diferencia de masa se libera como energía según la famosa ecuación de Einstein, E=mc^2, convirtiendo la fusión nuclear en una fuente de energía impresionante.

Lograr la fusión requiere que los núcleos choquen a altas velocidades, generando temperaturas incluso mayores que las del núcleo del Sol. Durante este proceso, la materia se encuentra en un estado de plasma, un gas cargado eléctricamente. Manejar este plasma, que tiende a dispersarse, ha sido un gran desafío para los investigadores en fusión nuclear.

Un largo camino

El objetivo actual es conseguir un plasma que genere más energía de la que consume de manera sostenida en el tiempo. El ITER, una instalación internacional, juega un papel central en este futuro. Aunque lleva en construcción desde 2010, se espera que se encienda a finales de 2025.

El ITER tiene metas ambiciosas que incluyen la generación de un plasma estable y la producción de tritio. Sin embargo, los experimentos y la construcción del primer prototipo de reactor de fusión, conocido como DEMO, llevarán tiempo.

La expectativa más temprana para ver reacciones de fusión significativas es alrededor de 2035. La fusión nuclear sigue siendo un horizonte lejano en la búsqueda de una energía limpia y sostenible.

Un gran avance

Las estrellas, a través de la fusión nuclear, generan cantidades colosales de energía. ¿Y si pudiéramos replicar este fenómeno en la Tierra para obtener una fuente de energía formidable, inagotable y limpia?

Un hito significativo se alcanzó en diciembre de 2022. La National Ignition Facility (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore protagonizó este momento histórico en el que se obtuvo un logro concreto.

Los datos iniciales sugieren que lograron una producción de energía, mediante la fusión nuclear, superior a 3,5 MJ. Esto equivale a alimentar una plancha doméstica durante una hora o hervir varios litros de agua. Falta mucho, pero hay grandes esperanzas.

Ventajas

Una de las ventajas más destacadas de la fusión nuclear es su capacidad para generar grandes cantidades de energía de manera continua. A diferencia de las fuentes renovables como la solar o la eólica, que dependen de factores externos como el clima, la fusión nuclear puede proporcionar energía de forma constante, sin interrupciones.

Además, la cantidad de energía que se puede obtener a partir de la fusión es enorme, ya que un solo gramo de combustible deuterio-tritio puede generar la misma cantidad de energía que 10 toneladas de carbón.

Otro aspecto importante a tener en cuenta es la seguridad de las plantas de fusión nuclear. A diferencia de las centrales nucleares actuales, las plantas de fusión no pueden experimentar fusiones descontroladas ni generar reacciones en cadena. Esto se debe a que el proceso de fusión solo puede ocurrir en condiciones muy específicas de temperatura y presión, lo que hace que sea inherentemente seguro.

Además, en caso de cualquier problema, el plasma de fusión se apagaría automáticamente, evitando cualquier tipo de explosión o liberación de radiación.

La tecnología y la infraestructura necesarias para la fusión podrían generar empleos y estimular el crecimiento económico. Además, al depender de combustibles abundantes y disponibles en todo el mundo, la fusión nuclear podría reducir la dependencia de los países de fuentes de energía importadas y fomentar la independencia energética.

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