Construido con piezas impresas en 3D podría conseguir energía limpia y abundante en el futuro
Recreación artística del reactor nuclear de fusión en una cocina. / IA/T21
Eduardo Martínez de la Fe
Madrid, 05 NOV 2024
Estados Unidos ha creado un reactor de fusión nuclear compacto utilizando piezas impresas en 3D y materiales disponibles en el mercado, tan pequeño que cabe en una mesa de cocina. Este dispositivo engañosamente simple contiene la clave para replicar la energía de las estrellas, lo que podría conducir a un futuro de energía limpia y abundante.
El Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) ha logrado lo que muchos consideraban imposible: crear un reactor de fusión nuclear tan compacto que podría caber en una mesa de cocina.
Este logro, que parece sacado de las páginas de un libro de ciencia ficción, representa un salto cuántico en la búsqueda de energía limpia y abundante, acercándonos más que nunca a replicar el poder de las estrellas en la Tierra.
Ingeniería minimalista
El dispositivo desafía todas las nociones preconcebidas sobre los reactores de fusión. Lejos de las enormes y costosas instalaciones que han dominado la investigación en fusión durante décadas, es una maravilla de ingeniería minimalista.
Su núcleo es una cámara de vacío de vidrio rodeada por una carcasa de nailon impresa en 3D que sujeta 9.920 imanes permanentes de tierras raras colocados meticulosamente. Dieciséis electroimanes de bobina de cobre que se asemejan a rodajas gigantes de piña envuelven la carcasa en sentido transversal.
El uso de imanes permanentes puede no ser la clave para producir energía a escala comercial, pero la estrategia acelerada de diseño-construcción-prueba de PPPL podría generar nuevos conocimientos sobre el comportamiento del plasma que podrían hacer avanzar el campo más rápidamente, destaca al respecto la revista IEE Spectrum.
La clave está en que esta configuración aparentemente simple esconde una complejidad asombrosa, capaz de contener y controlar el plasma supercaliente necesario para la fusión nuclear.
Imanes permanentes
Lo que hace verdaderamente revolucionario al compacto reactor nuclear es su uso innovador de imanes permanentes elaborados con aleaciones de elementos químicos conocidos como tierras raras. Tradicionalmente, los reactores de fusión han dependido de complejos y costosos sistemas de electroimanes superconductores.
El equipo del PPPL optó por utilizar imanes permanentes potencialmente capaces de generar campos magnéticos superiores a 1.2 teslas. Esta decisión no solo simplifica enormemente el diseño y la construcción del reactor, sino que también mejora significativamente su eficiencia y estabilidad.
Stellarator
El nuevo reactor se basa en el concepto de stellarator, un tipo de reactor de fusión concebido originalmente en la década de 1950 por Lyman Spitzer, el visionario fundador del PPPL.
Los stellarators, a diferencia de sus primos más conocidos, los tokamaks (acrónimo ruso que significa “cámara toroidal con bobinas magnéticas”), utilizan campos magnéticos generados externamente para confinar el plasma.
Esta característica les permite operar de manera continua, un factor crucial para la viabilidad de la fusión como fuente de energía.
¿Solución definitiva?
La importancia de este avance no puede subestimarse. En un mundo hambriento de energía, donde la demanda de electricidad crece exponencialmente impulsada por la inteligencia artificial y otras tecnologías emergentes, la fusión nuclear promete ser la solución definitiva.
A diferencia de la fisión nuclear, que divide los átomos y genera residuos radiactivos, la fusión ofrece un proceso más seguro y limpio, sin residuos que puedan convertirse en armas. Es, en esencia, la fuente de energía más limpia y segura imaginable.
Por eso, el impacto potencial del nuevo reactor va más allá de su tamaño compacto. Al demostrar que los principios de la fusión pueden lograrse con recursos mínimos y diseños accesibles, el PPPL, con una inversión de solo 640.000 dólares, ha abierto la puerta a una democratización de la investigación en fusión.
Instituciones académicas y laboratorios más pequeños, que antes no podían permitirse los costos astronómicos asociados con la investigación en fusión, podrían en el futuro participar activamente en el desarrollo de esta tecnología transformadora.
Largo camino
Sin embargo, es importante situar las expectativas en perspectiva. Aunque representa un avance significativo, la fusión como fuente de energía comercial viable sigue siendo un objetivo a largo plazo. El problema no es si la fusión puede funcionar, sino producir más energía de la que se consume en el proceso.
Quedan numerosos desafíos técnicos por superar, desde el aumento de la eficiencia energética hasta la gestión de los intensos flujos de calor generados por la reacción de fusión.
No obstante, el entusiasmo en la comunidad científica es palpable. El nuevo reactor, construido el año pasado, no solo ha reavivado el interés en la investigación de fusión, sino que también ha atraído la atención de gigantes tecnológicos y filántropos visionarios.
Gigantes implicados
Empresas como Microsoft y Amazon están explorando activamente opciones nucleares para alimentar sus centros de datos hambrientos de energía, mientras que Bill Gates está invirtiendo en empresas privadas dedicadas al desarrollo de microrreactores de fusión, que todavía solo existen a nivel de prototipos.
Parece claro que la generación de energía será muy diferente en el futuro.
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