A mediados del mes pasado, la Oficina de Patentes de Estados Unidos, la USPTO, otorgaba al gigante aeroespacial, Lockheed Martin, la patente US20180047462A1. Esta recoge un modelo para encapsular y confinar en un campo magnético el plasma procedente de la fusión. Y todo el mundo parece haberse vuelto loco anunciando que en unos pocos años podremos disfrutar del primer reactor de fusión compacto real. Pero la fusión nuclear no es un asunto sencillo. ¿Cuánto tardaremos en poder disfrutar de sus beneficios?
Lockheed Martin y el reactor compacto
La patente otorgada recoge el modelo de un reactor compacto conocido como CFR, por sus siglas en inglés. Y cuando decimos compacto nos referimos a un ingenio que, según muestran los esquemas de la patente, pretende ser insertado como medio de energético en aviones, reactores, portaaviones o centrales energéticas. El reactor no ocuparía más, en el mejor de los casos, que un pequeño container.
Los más optimistas no han tardado en afirmar que podría estar listo para el siguiente año, 2019, pero esto parece atrevido como poco. Algunas fuentes indicaban que un prototipo está ya en vías de pruebas (aunque nadie sabe en qué estado) en el desierto de Palmdale. ¿De verdad han llegado tan lejos con este proyecto? Realmente son noticias muy prometedoras.
Haciendo un pequeño repaso al diseño, según se muestra en la patente, y siguiendo algunas aclaraciones del propio Thomas McGuire, el autor nominal del reactor, podemos ver que el CFR está basado en un reactor de fusión de alto beta. Esto hace referencia a la presión del plasma con la presión magnética ejercida en el reactor. Este tipo de reactores se estudiaron profusamente allá por los sesenta y setenta debido a la posibilidad que ofrecían de construir un modelo compacto.
Sin embargo, y sin entrar en mucho detalle, las limitaciones técnicas debido a su pequeño tamaño hicieron que se descartaran un poco más adelante, retomándose algunos proyectos en el año 2000. Según McGuire, el CFR de Lockheed Martin ha cambiado aspectos del confinamiento mediante imanes superconductores que le permiten asegurar la estabilidad del plasma.
Aunque no ha explicado los detalles concretos, sí que ha especificado que el sistema es autorregulable, evitando que el plasma pueda escapar y que su límite beta debería ser de uno, lo que se traduciría en un reactor en el que no se escapa ni se pierde energía conteniendo el plasma. En otras palabras, el reactor de fusión compacto que todo el mundo andaba buscando.
Algo más que palabras
Pero, además de las afirmaciones y la patente, ¿qué más tenemos? ¿Existe la seguridad de estar ante el que será el primer reactor de fusión nuclear comercial? Desde luego que no. La comunidad científica ha mostrado desde el anuncio de la patente, en 2014, un sano escepticismo ante el CFR. Las principales críticas se refieren al tamaño del reactor, a los materiales de construcción o a los cálculos.
"McGuire vende su idea", cuenta para Xataka Francisco R. Villatoro, físico, doctor en Matemáticas y profesor de la Universidad de Málaga. "Y es lo que tiene que hacer. Pero su problema es que nadie ha estudiado los plasmas cerca del punto de ignición de la fusión en su configuración. Su predicción es papel mojado. La ecuación de estado del plasma cerca de la ignición depende mucho del reactor usado y ha de ser desvelada caso por caso", aclara.
Según Francis, en un reactor compacto como el CFR de Lockheed Martin, los materiales son mucho más importantes que en un reactor "grande" como el que está desarrollando el International Thermonuclear Experimental Reactor o ITER. "Otro problema importante de estos reactores está en los materiales de los que están construidos. Ahora mismo son incapaces de soportar el estado de fusión".
"Recordemos que patentar algo no significa que funcione. Es útil para buscar financiación privada. Nada más"
"Falta mucha investigación en este tema, que se iniciará con el IFMIF-DONES. Luego afirmaciones del tipo 'en diez años habrá un reactor comercial' son vacías cuando ni siquiera en diez años se habrá iniciado la investigación en materiales. Muchas veces se olvida lo más básico. Recordemos que patentar algo no significa que funcione. Es útil para buscar financiación privada. Nada más".
La fusión nuclear, ¿energía del futuro?
Existen muchas apuestas sobre la fusión nuclear. Su limpieza, su eficiencia y su supuesta "inagotabilidad" hacen de este sistema energético un sistema de alto interés para la humanidad. Pero recordemos que el CFR no es el primero (ni puede que el más avanzado) reactor de fusión nuclear. Entre los proyectos más destacados, por supuesto, está el ITER.
Esta entidad, fruto del esfuerzo conjunto entre Europa, Japón, Estados Unidos, India, Rusia y Corea del sur, lleva a la cabeza de la investigación en fusión nuclear desde hace décadas. A principios de este mes la administración de Trump aseguraba el doble de la financiación prevista por Estados Unidos al proyecto.
Tokamak del ITERA pesar de algunas críticas sobre los recortes del país, en el ITER ven esta aportación como un salto muy positivo que podría ayudar al proyecto a generar energía en diecisiete años (en el mejor de los casos). Por otro lado, todavía queda mucho que investigar, como comentaba Francis Villatoro.
Así, el International Fusion Materials Irradiation Facility, o IFMIF, cuya sede está en España, pretende convertirse en uno de los líderes en investigación sobre fusión nuclear. Con la construcción del DEMO-Oriented Neutron Source (DONES), se cumplirá un hito en materia de investigación sobre la fusión nuclear.
Superconductores del Wendelstein 7-XOtros proyectos, al igual que el CFR, también prometen mucho. Un ejemplo es el Wendelstein 7-X del Instituto Max-Planck, que se encuentra entre las instalaciones más grandes para confinar plasma mediante campos magnéticos. Este modelo tiene como objetivo la investigación, más que la producción energética, y su diseño es esencialmente distinto al de los tokamak como el ITER.
Según el consenso científico, y a pesar de las intenciones, todavía parece largo el camino por recorrer hasta llegar a un reactor de fusión funcional. Y es que, en conclusión, los proyectos como el CFR afirman mucho, levantan grandes titulares pero su secretismo industrial, o tal vez la falta de desarrollo impiden ver las soluciones técnicas que nos indicarían que realmente estamos cerca de disfrutar de un reactor de fusión funcional y real.
Imágenes: Science/Flickr, Wikimedia, Google Patents, Wikimedia, Wikimedia
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La noticia Lockheed Martin tiene una patente y ninguna seguridad de construir un reactor de fusión de aquí a una década fue publicada originalmente en Xataka por Santiago Campillo .
Gracias a Santiago Campillo
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