Bill Gates, Jeff Bezos y el MIT tienen un plan: un reactor de fusi贸n nuclear comercial para 2025
ITER no es el 煤nico camino que estamos recorriendo hacia la fusi贸n nuclear comercial. El reactor que un consorcio internacional en el que tiene un papel muy destacado la Uni贸n Europea est谩 construyendo en la localidad francesa de Cadarache es una de nuestras mejores bazas para alcanzar este hito, pero, afortunadamente, no es la 煤nica.
Otro proyecto muy prometedor est谩 en manos del Instituto Tecnol贸gico de Massachusetts (MIT) y la empresa Commonwealth Fusion Systems (CFS). El primero aporta sus recursos en el 谩mbito de la investigaci贸n y la innovaci贸n, y la segunda se est谩 encargando de la construcci贸n de SPARC, que es como llaman a su prototipo de reactor de fusi贸n nuclear mediante confinamiento magn茅tico.
El hecho de que el MIT est茅 involucrado de forma directa en el dise帽o de este reactor transmite confianza debido a que objetivamente es uno de los centros de investigaci贸n m谩s reputados del planeta. Tambi茅n merece la pena que no pasemos por alto que CFS fue fundada por varios profesores e investigadores del MIT, y, sobre todo, que se apoya en el m煤sculo financiero de Bill Gates y Jeff Bezos, que son dos de sus principales inversores.
La magnitud de los desaf铆os que es necesario superar para hacer viable la fusi贸n nuclear comercial requiere afrontar una gran inversi贸n econ贸mica, y no cabe duda de que contar con el respaldo financiero de dos de las personas m谩s ricas del mundo ayuda. De hecho, la solidez cient铆fica y econ贸mica de su propuesta ha incitado al MIT y CFS a poner sobre la mesa una apuesta muy ambiciosa (quiz谩 demasiado): quieren tener preparado y operativo su prototipo de reactor de fusi贸n nuclear en 2025.
El coraz贸n de SPARC son sus imanes superconductores de alta potencia
La columna vertebral de ITER y SPARC es esencialmente la misma: un reactor de tipo tokamak. En su interior el plasma a alt铆sima temperatura que contiene los n煤cleos de deuterio y tritio, los dos is贸topos del hidr贸geno que est谩n involucrados en la reacci贸n de fusi贸n nuclear, queda confinado por un campo magn茅tico muy potente con el prop贸sito de evitar que entre en contacto con las paredes de la c谩mara de vac铆o. Si lo hiciese las da帽ar铆a de una forma irreversible.
Hasta aqu铆 la estrategia de ambos proyectos es id茅ntica, pero la forma en que est谩n abordando algunos de los mayores desaf铆os es diferente. El principal ingrediente del motor magn茅tico de SPARC son unos imanes superconductores de alta potencia y alta temperatura que, seg煤n sus simulaciones, consiguen mantener a raya con eficacia las turbulencias que provocan la desestabilizaci贸n del plasma (este es uno de los mayores desaf铆os que plantea la fusi贸n nuclear actualmente).
Adem谩s, seg煤n Martin Greenwald, el subdirector del centro especializado en fusi贸n nuclear del MIT y uno de los fundadores de CFS, la energ铆a que requieren estos imanes para generar el campo magn茅tico responsable del confinamiento del plasma es mucho menor que la que es necesario invertir en otros motores magn茅ticos, como, por ejemplo, el que emplea ITER.
Esta propiedad sobre el papel permite a SPARC alcanzar un balance energ茅tico positivo, de manera que la energ铆a que es necesario suministrar al reactor para iniciar y sostener en el tiempo la reacci贸n de fusi贸n es menor que la que produce. La propuesta del equipo liderado por Greenwald parece demasiado optimista, pero tiene a su favor algo que merece la pena que no pasemos por alto.
En octubre de 2020 los investigadores del MIT y CFS publicaron siete art铆culos revisados por pares en la revista Journal of Plasma Physics en los que explican las claves de su tecnolog铆a. Y ya en ese momento Greenwald defendi贸 que estos art铆culos les permiten confiar en que la estrategia que han desarrollado es lo suficientemente fiable para llevar la construcci贸n del reactor de fusi贸n nuclear SPARC a buen puerto.
Adem谩s, este proyecto tiene otra baza a su favor: su reactor tokamak es mucho m谩s peque帽o que el que utiliza ITER, por lo que el tiempo que es necesario invertir en su construcci贸n te贸ricamente deber铆a ser menor.
Objetivo: tener el prototipo operativo y con ambici贸n comercial en 2025
Si todo sigue su curso sin contratiempos y el itinerario fijado por EUROfusion, que es la organizaci贸n de la Uni贸n Europea que coordina su aportaci贸n cient铆fica a ITER, no se ve alterado, las primeras pruebas con plasma se iniciar谩n en 2025. No obstante, este no es el final del camino. Ni mucho menos. ITER es un reactor de fusi贸n nuclear experimental, y en el camino hacia la fusi贸n comercial debemos tener en cuenta dos proyectos m谩s: IFMIF-DONES y DEMO.
A grandes rasgos IFMIF-DONES persigue desarrollar los materiales que, entre otros cometidos, recubrir谩n el interior de las paredes de la c谩mara de vac铆o con el prop贸sito de soportar el impacto directo de los neutrones de alta energ铆a (14 MeV) producidos por la fusi贸n de los n煤cleos de deuterio y tritio. Este es otro de los grandes desaf铆os de la fusi贸n nuclear. Y despu茅s el proyecto DEMO tendr谩 la responsabilidad de recoger todo lo aprendido en ITER e IFMIF-DONES para hacer posible la construcci贸n de un prototipo funcional de un reactor de fusi贸n nuclear comercial.
El itinerario de EUROfusion prev茅 que las pruebas que se llevar谩n a cabo en DEMO concluir谩n en la d茅cada de los 60, y ese ser谩 el momento en el que quedar谩 demostrada la viabilidad comercial de la fusi贸n nuclear si todo va seg煤n lo previsto. Lo sorprendente es que el prototipo que planean tener a punto el MIT y CFS en 2025 tiene una ambici贸n equiparable a la de ITER, pero la diferencia es que pretenden que SPARC est茅 listo y sea completamente operativo dentro de tres a帽os.
Ser铆a una noticia asombrosa que SPARC est茅 listo en 2025. Y si se retrasa y llega antes de que finalice esta d茅cada a煤n estar铆amos ante una proeza enorme
La fusi贸n nuclear comercial aspira junto a las energ铆as renovables a tener un rol protagonista en el modelo energ茅tico sostenible y respetuoso con el medio ambiente en el que nos hemos embarcado. Y no cabe duda de que el contexto de crisis energ茅tica y emergencia clim谩tica en el que nos encontramos actualmente requiere poner a punto soluciones eficaces lo antes posible.
Ser铆a una noticia asombrosa que SPARC est茅 listo en 2025. Y si se retrasa y llega antes de que finalice esta d茅cada a煤n estar铆amos ante una proeza enorme. No cabe duda de que el motor magn茅tico que han dise帽ado los investigadores del MIT y CFS es extraordinariamente prometedor, pero parece aventurado aceptar que, m谩s all谩 de lo que reflejan las simulaciones, esta va a ser la soluci贸n definitiva a las turbulencias que desestabilizan el plasma y con las que est谩n lidiando los miles de cient铆ficos que participan de forma directa o indirecta en ITER.
Adem谩s, a煤n est谩 sobre la mesa la necesidad de desarrollar los materiales que deben soportar el impacto de los neutrones de alta energ铆a. Este desaf铆o est谩 presente tanto en ITER como en SPARC, por lo que ambos proyectos se beneficiar谩n de los avances en ingenier铆a de materiales que ya se est谩n llevando a cabo, y tambi茅n de los que presumiblemente llegar谩n con IFMIF-DONES, cuyas instalaciones probablemente estar谩n alojadas en Granada.
Estos son los ingredientes de los imanes ReBCO de SPARC: 贸xido de cobre, bario y tierras raras
En un contexto como este, en el que es necesario superar tantos retos que tienen un envergadura tit谩nica, la fecha que propone EUROfusion para DEMO parece razonablemente realista. Por el contrario, la que manejan los responsables de SPARC nos parece excesivamente optimista por mucho que este proyecto cuente con la capacidad cient铆fica del MIT y el respaldo econ贸mico de inversores con el m煤sculo financiero que tienen Bill Gates o Jeff Bezos, entre otros.
En cualquier caso, ojal谩 nos equivoquemos. CFS planea tener lista ARC (Affordable, Robust and Compact reactor), la primera central el茅ctrica comercial equipada con un reactor de fusi贸n nuclear, a principios de la pr贸xima d茅cada. No cabe duda de que ser铆a una noticia excepcional para toda la humanidad que esta tecnolog铆a est茅 disponible en tan poco tiempo.
A partir de ah铆 ser铆a necesario construir cientos de centrales de fusi贸n nuclear diseminadas por todo el planeta debido a que poner a punto solo unas pocas tendr铆a un impacto m铆nimo en nuestro modelo energ茅tico. Pero, eso s铆, los mayores desaf铆os ya habr铆an quedado atr谩s y podr铆amos mirar hacia el futuro con un optimismo que, desafortunadamente, a煤n no est谩 a nuestro alcance.
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Bill Gates, Jeff Bezos y el MIT tienen un plan: un reactor de fusi贸n nuclear comercial para 2025
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Juan Carlos L贸pez
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