La promesa de energía ilimitada
¿Estamos ad portas de una nueva era gracias a la fusión nuclear? Avances, desafíos y lo que está en juego
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Ahora sí, a lo que vinimos:
Hace un par de meses, en nuestra entrada de bono sobre tecnologías contra el cambio climático, hablábamos de cómo la fisión y la fusión nuclear están llamadas a jugar un papel protagónico, no sólo en la lucha contra el calentamiento global, sino también en asegurar la suficiencia energética ante la creciente demanda de nuestra sociedad conectada: inteligencia artificial, robótica, Internet de las cosas, computación de alto desempeño, en fin.
Y sin restarle importancia a los muy prometedores avances que se han venido dando en el campo de la fisión nuclear (y sobre los que muy seguramente escribiremos más adelante), quizás no sea exagerado afirmar que, de conseguirse su viabilidad comercial a gran escala, la fusión nuclear podría desbloquear un futuro distópico para nuestra especie; un futuro de energía limpia, virtualmente ilimitada, segura y a un costo marginal ínfimo.
Es precisamente esa promesa de un futuro energético radicalmente diferente lo que me ha llevado a escribir estas líneas. Quiero compartir con ustedes una perspectiva sobre el estado actual de la fusión nuclear y, más importante aún, sobre sus prospectos, para que podamos alinear nuestras expectativas con lo que es realista... desde mediados del siglo pasado el chiste entre la comunidad científica es que "la fusión nuclear siempre está a treinta años de distancia": ¿qué tan cierto sigue siendo eso hoy por hoy? Veamos.
El sueño de un sol en la tierra: ¿qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear ha cautivado la imaginación de científicos e ingenieros durante décadas. A diferencia de la fisión nuclear, que consiste en “romper” núcleos de átomos pesados (como el uranio o el plutonio) para liberar energía, la fusión nuclear se basa en el proceso opuesto: la unión de núcleos ligeros, como los de hidrógeno, para formar núcleos más pesados, como el de helio. Esta unión libera una enorme cantidad de energía, mucho mayor que la que se obtiene de la fisión.
Para que la fusión ocurra, los núcleos de hidrógeno deben superar su repulsión electrostática natural. Esto requiere de condiciones extremas en temperatura y presión, similares a las que se encuentran en el centro de las estrellas. Justamente, la fusión nuclear es el motor que impulsa al Sol y a todas las estrellas del universo. El sueño es poder replicar este mecanismo en la Tierra.
La fusión nuclear, además de su enorme potencial energético, ofrece importantes ventajas sobre la fisión nuclear. El deuterio, un isótopo de hidrógeno que se encuentra en abundancia en el agua de mar, sería el principal combustible para la fusión, lo que la convertiría en una fuente de energía prácticamente ilimitada. Además, los residuos radiactivos generados por la fusión nuclear tienen una vida media mucho más corta que los residuos de la fisión, lo que facilitaría su gestión. Y, quizás lo más importante, la fusión nuclear es un proceso inherentemente más seguro que la fisión, ya que no produce reacciones en cadena descontroladas.
En busca del santo grial: avances y desafíos
Desde mediados del siglo XX, científicos e ingenieros de todo el mundo han estado trabajando arduamente para lograr la fusión nuclear controlada en la Tierra. Y si bien esta búsqueda ha dado lugar a importantes avances, el camino hacia la fusión comercial sigue siendo largo y complejo.
Los primeros intentos para lograr la fusión nuclear se remontan a la década de 1950. En aquellos años, se experimentaba con dispositivos llamados "máquinas Z", que generaban pulsos intensos de corriente eléctrica para calentar y comprimir el combustible. Sin embargo, estos dispositivos no eran lo suficientemente potentes para alcanzar las condiciones necesarias para la fusión.
Fue en la década de 1960 cuando surgió el "tokamak", un dispositivo en forma de rosquilla que utiliza campos magnéticos para confinar el plasma de fusión que rápidamente se convertiría en la apuesta más prometedora para la fusión nuclear y que, desde entonces, se han construido por decenas alrededor de todo el mundo.
Proyectos como el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), en donde más de 35 gobiernos nacionales cooperan, son muestra de los esfuerzos públicos y privados por alcanzar la viabilidad comercial de la fusión nuclear apalancándose en el diseño tokamak.