Fusión nuclear: ¿una fuente de energía limpia e inagotable? Mmm, quizás no tanto...

4 min

Un técnico dentro de la estructura de apoyo del precia mplificador de la National Ignition Facility de Lawrence Livermore National Laboratory, en California — Un técnico dentro de la estructura de apoyo del preamplificador de la National Ignition Facility del Lawrence Livermore National Laboratory, en California Joint European Torus Oxford

El anuncio del hito en fusión nuclear logrado en el Lawrence Livermore National Laboratory de Estados Unidos ha generado titulares en los que abundan términos como energía limpia e inagotable. De estos adjetivos nos encargaremos después. Centrémonos, de momento, en el anuncio: por primera vez se ha conseguido una reacción de fusión nuclear con una ganancia limpia de energía —la famosa ignición—, es decir, que genera más energía de la que se requiere para producir la reacción.

En este caso, la fusión se ha obtenido bombardeando con 192 láseres una bolita de combustible formada por los isótopos del hidrógeno conocidos como deuterio y tritio. La energía que llevan los láseres era de 2,05 megajulios y la obtenida de la reacción de fusión que han provocado ha sido de 3,15 megajulios (lo que se necesita para hervir poco menos de 10 litros de agua). Una ganancia limpia de energía del 54%, efectivamente, si solo se tiene en cuenta el balance energético del combustible. La cuestión es que para activar los 192 láseres se ha usado una instalación de la medida de un estadio de baloncesto y han sorbido 300 megajulios de la red eléctrica. Globalmente, por lo tanto, el balance energético es claramente negativo.

Por otro lado, el proceso, que ha durado menos de una diezmilésima parte de una millonésima de segundo, es tan complejo que la instalación solo lo puede ejecutar 10 veces cada semana. Una central de fusión nuclear comercial tendría que sostener el proceso varias veces por segundo y, también, generar muchísima más energía de la que hace falta para hervir 10 litros de agua. Pero, si para conseguir los 3,15 megajulios hace falta una instalación como un estadio de baloncesto, ¿qué hará falta para producir la energía que necesita una ciudad?

El resultado anunciado es importante, sin duda. Y es un paso imprescindible para avanzar hacia sistemas de fusión nuclear comerciales. Ahora bien, hay que resolver tantos problemas de ingeniería y de escala que el día en el que las plantas energéticas de fusión nuclear sean una realidad y proliferen en todo el mundo todavía es muy lejano. La directora del laboratorio, Kimberly S. Budil, ha dicho que ya no faltan 50 años para la fusión nuclear viable comercialmente, como se decía hasta ahora, pero no ha concretado ningún periodo de tiempo, de forma que, en realidad, no parece que el paradigma temporal de la tecnología haya cambiado mucho.

Volvemos ahora a los adjetivos. Como la fusión nuclear utiliza isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio) para generar helio, tal como pasa en las estrellas, siempre se ha dicho que se trata de una tecnología limpia porque no emite gases de efecto invernadero. En realidad, sin embargo, en el proceso de fusión se liberan los neutrones que había en el deuterio y el tritio con una energía capaz de activar los materiales circundantes y volverlos radiactivos. Según el Max Planck Institute de física del plasma, una central nuclear de fusión de una tecnología ligeramente diferente de la empleada en este experimento produciría en 30 años entre 60.000 y 160.000 toneladas de residuos radiactivos. La radiactividad de entre el 30% y el 40% de estos materiales dejaría de ser peligrosa al cabo de 50 años, y al cabo de 50 años más el resto se podría reutilizar en nuevas centrales. A pesar de que esta radiactividad no es tan intensa como la de los residuos de las centrales de fisión actuales, no se puede decir que el proceso sea del todo limpio .

Por otro lado, el combustible que alimenta la fusión nuclear está formado por isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio). Y como agua (que contiene hidrógeno) en la Tierra hay mucha, siempre se ha dicho que la energía de fusión sería inagotable. Esto podría ser cierto para el deuterio. Aproximadamente uno de cada 5.000 átomos de hidrógeno del agua de los océanos es deuterio, de forma que se puede considerar abundante. Por eso cuesta "solo" 13 dólares el gramo.

El caso del tritio es diferente. En la Tierra hay muy poco tritio natural —¡20 kilos!— y está todo en la atmósfera. Por suerte, se puede producir a partir del litio, un elemento presente en la corteza terrestre pero del cual hay mucha demanda porque se utiliza en la fabricación de baterías. A pesar de que en los últimos 10 años se ha triplicado la producción de litio, se está viendo que es difícil de mantener. Además, el tritio se tiene que producir a partir del litio en reactores nucleares con un coste de 30.000 dólares el gramo. Actualmente, hay un stock mundial de tritio artificial de solo 25 kilos. Un problema añadido es que se trata de un material que se desintegra: cada 12,3 años desaparece la mitad. Todo esto añade dificultades materiales a las tecnológicas, de forma que todavía no está claro cómo se sostendría una producción de energía masiva basada en este combustible.

Sea como sea, la fusión nuclear no parece una tecnología que tenga que solucionar los problemas derivados del sistema energético actual. Tal como recomienda el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), si queremos mantener a raya las consecuencias del calentamiento global, lo tendríamos que hacer con la tecnología actual antes de 2050.