Esto es Mi hamaca en Marte, una reflexión semanal sobre el futuro de la humanidad escrita por el editor general de GK, José María León.
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¡Hola, terrícola! Hace unos días, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (el célebre MIT), anunció que después de tres años de trabajo habían encendido un gran electroimán superconductor de alta temperatura hasta una intensidad de campo de 20 tesla, “el más poderoso campo magnético de este tipo jamás creado en la Tierra”. La exitosa prueba es un paso importantísimo en un proyecto que parece sacado de la ciencia ficción: construir la primera planta de energía de fusión del mundo.
Esta es una excelente noticia porque la fusión podría ser una fuente casi inagotable de energía limpia, barata y, lo más importante en estos días, limitaría fuertemente el impacto ambiental que nos tiene en los primeros momentos de una catástrofe que no queremos aceptar.
Pongámonos un poco escolares: la fusión es la fuente de energía del sol y de las estrellas. “De alguna manera es lo opuesto de la fisión nuclear: en lugar de romper núcleos pesados tales como el uranio, se basa en la fusión de núcleos ligeros tales como el hidrógeno, deuterio y tritio”, explica el Laboratorio Nacional de Fusión del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat). Esta fusión produce grandes cantidades de energía sin las emisiones de carbono que las actuales fuentes generan y que están elevando la temperatura del planeta a límites devastadores.
A diferencia de la fisión nuclear, la fusión “simplifica y reduce” el problema de los desechos pues su reacción no sucede en cadena, lo que la vuelve mucho más fácil de controlar (evitando peligrosos accidentes), dice el Ciemat. Además, —con la que funcionan los actuales reactores nucleares (y que aún así son mucho menos contaminantes que otras formas de producir energía)— que necesitan de metales pesados y escasos como el uranio o el plutonio, la fusión se puede hacer con, por ejemplo, el deuterio, un elemento “que se puede obtener a partir del agua”, explica el Ciemat.
Otra ventaja es que la fusión produce cuatro veces más energía que la fisión. En teoría, con solo unos pocos gramos de deuterio o tritio (otro elemento ligero) es posible producir un terajulio de energía —aproximadamente toda la energía que una persona en un país desarrollado necesita durante sesenta años.
Durante décadas, la comunidad científica ha trabajo en entender y utilizar la fusión nuclear. En laboratorios de 50 países se experimenta y busca la fusión. El mayor obstáculo que enfrentan a nivel científico (los políticos, industriales y financieros son otros) es que para fusionarse, los núcleos deben chocar entre sí a altísimas temperaturas para que puedan superar la repulsión eléctrica mutua y acercarse los suficiente para que la fuerza nuclear atractiva los junte y se fusionen.
Esto, que suena más o menos sencillo en el papel, es super complicado de lograr. Para que suceda, los núcleos deben estar confinados en un espacio pequeño para aumentar las posibilidades de colisión.
En el sol, explica la Agencia Internacional de Energía Atómica, los átomos de su núcleo, que arden a 15 millones de grados celsius, son aplastados por la poderosa gravedad del sol, logrando naturalmente la fusión. Esa reacción se da en un estado de la materia llamado plasma, que está básicamente compuesto por gas ionizado. A medida que el sol gira, el plasma también gira. Este movimiento en su núcleo produce un campo magnético que llena la atmósfera solar. Nuestra estrella es una máquina cósmica de fusión, donde las altas temperaturas y la gran presión gravitacional impulsada por el constante movimiento del plasma permitirán que la fusión suceda para siempre (en realidad, por los próximos 5 mil millones de años).
Pero en la Tierra, sin una fuerza gravitacional tan poderosa, es necesario elevar la temperatura a la que son sometidos estos núcleos más allá de los 100 millones de grados celsius y generar una presión intensa para que, por ejemplo, los núcleos de deuterio y el tritio se fusionen. Además, es preciso confinarlos a un espacio donde circule el plasma que mantiene la reacción. Eso se logra mediante intensos campos magnéticos, que forman una “especie de botella invisible”. El sol, explican los investigadores del MIT, es en sí mismo una botella de plasma. Y eso era lo más difícil de lograr acá en los laboratorios terrícolas.
Hasta ahora, la única forma de alcanzar estos campos magnéticos era hacerlos cada vez más grandes. Pero gracias a un nuevo material superconductor de alta temperatura, fabricado en forma de cinta plana, permite lograr un campo magnético mayor en un dispositivo más pequeño, igualando el rendimiento que se lograría en un aparato 40 veces más grande en volumen utilizando imanes superconductores convencionales de baja temperatura.
Lo que han hecho los investigadores del MIT y la startup Commonwealth Fusion Systems (CFS, la empresa con la que se ha desarrollado el electroimán) es que su imán use superconductores de alta temperatura, que permiten un campo magnético mucho más fuerte en un espacio más pequeño.
Ahora han encendido la máquina y funciona. Podría ser el primer impulso de un gran salto para la humanidad en su camino hacia el progreso y la derrota de los problemas comunes que sufrimos —específicamente, del cambio climático. “La fusión en muchos sentidos es la fuente de energía limpia definitiva”, le dijo Maria Zuber, vicepresidenta de investigación del MIT y profesora de geofísica E. A. Griswold, al sitio de noticias de la universidad. “La cantidad de energía disponible es realmente revolucionaria”.
El siguiente paso es que el equipo MIT-CFS avance en la construcción del prototipo del reactor. Se llamará SPARC y está previsto que se complete en 2025. “Los desafíos de lograr la fusión son tanto técnicos como científicos”, le dijo al sitio de noticias de la universidad Dennis Whyte, director del Centro de Ciencia y Fusión del Plasma de MIT y quien trabaja en el desarrollo de SPARC. Whyte cree que la demostración de esta semana representa un hito importante, al abordar las cuestiones más importantes sobre la viabilidad del diseño SPARC. “Es realmente un momento decisivo”, le dijo a la misma publicación.
Al menos a mí, leer este tipo de avances me da esperanza. No creo que sea simplón optimismo, ni ingenuidad: me parece que podría significar un nuevo episodio histórico en que la ciencia, el humanismo y la inagotable creatividad humana nos saque de un problema en que nosotros mismos nos metimos.
Pero, por supuesto, para salir del problema primero hay que reconocerlo y aceptarlo. Y eso aún parece que no nos queda claro.
¡Gracias por leer Mi hamaca en Marte!
