SOBRE FUSIÓN Y TRANSICIÓN

Cuando hablamos del posible colapso de ciertas estructuras que conforman la civilización actual, el ámbito donde más claro se vislumbra la cercanía del mismo es el energético. El declive de la disponibilidad de petróleo, es decir, la reducción de su flujo diario, es innegable desde que se comprobó la validez del modelo de Hubbert, que describe la evolución en el tiempo del número de barriles diarios que pueden extraerse de un yacimiento petrolífero. Este modelo se puede extrapolar para analizar la capacidad productiva de varios yacimientos en conjunto. En 1956, Marion King Hubbert presentó un estudio sobre la evolución de la extracción de petróleo de todo EEUU, en el que se preveía su cenit para principios de los años 70 y su declive a partir de ese momento. Cuando llegó esa fecha, los hechos demostraron la validez del modelo. Aplicándolo a la producción mundial, se obtiene una gráfica como la de la figura 1, en la que aparecen el número de barriles extraídos anualmente, tanto en su cantidad total, como neta, es decir, restando aquellos que se gastan en la propia extracción de petróleo.

Fig. 1. Evolución del flujo anual de barriles de petróleo en el mundo.

La Agencia Internacional de la Energía (AIE) informó que el pico de extracción de petróleo convencional se produjo en 2006, dato que coincide bastante bien con esta gráfica, según la cual, el declive de extracción de petróleo será muy acentuado en los próximos años. En el informe de la AIE de 2018, este organismo manda un mensaje a la industria petrolera, alertando que si no se aumentan las inversiones en la búsqueda de nuevos yacimientos, inversión que se viene reduciendo (por su escasa rentabilidad) desde 2014, la producción de petróleo puede reducirse a la mitad en fechas tan cercanas como 2025.

TRANSICIÓN, PERO ¿EN QUÉ SENTIDO?

Las evidencias sobre el declive de la extracción de petróleo son tan abundantes que hacen que cada vez queden menos personas que ignoren este tema, al igual que cada vez hay menos negacionistas sobre el cambio climático. Estas dos cuestiones, petróleo descendente y calentamiento global ascendente, están relacionadas por ser la quema de petróleo una gran contribuidora al efecto invernadero.

Las primeras investigaciones sobre el efecto invernadero y su influencia sobre el clima se iniciaron en el siglo XIX y, a lo largo de los años, han ido corroborando que estamos en un proceso de cambio climático, provocado por las emisiones de gases de efecto invernadero de origen antrópico, sobre todo, el CO2 producido por el uso masivo de combustibles fósiles. Estos estudios ponen de manifiesto la necesidad de reducir la emisión de gases de efecto invernadero, pues su influencia sobre el clima amenaza con producir desajustes que pueden provocar problemas, como sequías prolongadas, lluvias torrenciales, reducción de cosechas agrícolas e incluso que, en algunas zonas del planeta, se alcancen unos niveles de temperatura y humedad ambiental incompatibles con la vida humana.

Esta situación ha provocado reacciones tanto en el ámbito gubernamental, como en las iniciativas populares. Entre estas últimas destaca el movimiento de Ciudades en transición (Transition Towns) iniciado en 2005, en Totnes, Inglaterra, por iniciativa de Rob Hopkins y Naresh Giangrande. Este movimiento trata de modificar el funcionamiento de ciudades y pueblos fundamentándose en tres principios básicos, las tres erres: resiliencia, relocalización y regeneración. Su objetivo es avanzar hacia un modo de vida más eficiente, a través de proyectos como monedas sociales, bancos de tiempo, pequeños negocios locales, etc., introduciendo conceptos como soberanía alimentaria y energética, autogestión, sustentabilidad y con un claro propósito de reducir el consumo de recursos, desde un enfoque de simplicidad voluntaria.

En cuanto a la reacción institucional, la cuestión se plantea por primera vez en 1992, cuando se celebra la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro. Desde esa cumbre se suceden otras en Kyoto (1997), Copenhague (2009), Varsovia (2013), París (2015), Chile/Madrid (2019) y Glasgow (2021). En la figura 2 se muestra la evolución de las emisiones de CO2 y cómo han influido las sucesivas cumbres en dichas emisiones.

Fig. 2. Emisiones de CO2 e influencia de las cumbres del clima sobre ellas.

A la vista de la gráfica, no parece que las medidas tomadas en las cumbres del clima hayan tenido resultados satisfactorios en la reducción de emisiones de CO2. Así que no parece que el desajuste climático sea suficiente motivación para que los gobiernos tomen medidas eficaces a este respecto. Sobre todo, porque a diferencia de las iniciativas populares, la transición promovida por los gobiernos no contempla la opción de un decrecimiento económico.

Por otra parte, una transición energética, va a suponer una novedad histórica, ya que la aparición de una nueva fuente de energía, normalmente no ha supuesto una sustitución de las que se usaban antes, como se refleja en la figura 3, si no más bien una suma a las que ya había.

Fig. 3. Consumo mundial de energía de diferentes fuentes en toneladas equivalentes de petróleo.

Tenemos por tanto dos problemas, que aunque desde ámbitos diferentes, uno en el lado de la disponibilidad de recursos y otro en el de la contaminación, convergen en una conclusión: se impone un cambio en el modelo energético hacia uno que no cuente con el petróleo entre sus ingredientes. Ante esto hay dos posturas: la de quienes asumen una reducción en el consumo de energía, entendiendo que se puede asumir una sobriedad voluntaria, que no tiene porque suponer una merma en la satisfacción de las necesidades humanas y que incluso es una oportunidad para mejorar nuestro modo de vida; y la que plantea una búsqueda desesperada de nuevas fuentes de energía que permitan mantener los niveles crecientes de consumo.

Desde la segunda postura, la que pretende mantener el modelo crecentista actual, las esperanzas están puestas en los avances tecnológicos: eficiencia energética, desmaterialización de la economía, mecanismos de captura de CO2, el hidrógeno como vector energético, sistemas de energías renovables, etc.

OPCIONES DE LA ENERGÍA NUCLEAR

Un campo en el que las personas tecno-optimistas tienen puestas muchas esperanzas es el de las tecnologías nucleares, pues las cantidades de energía que se liberan en las reacciones a nivel del núcleo atómico, son mucho mayores que las que dependen de las interacciones gravitatorias y electromagnéticas.

Para hacernos una idea de la cantidad de energía que se maneja en los enlaces nucleares, por ejemplo, tenemos que un gramo de uranio 235, cuyos núcleos se fisionan (se dividen en otros más pequeños), puede liberar unos 80.000 millones de julios (J, unidad de energía del Sistema Internacional); mientras un gramo de petróleo, al quemarlo, solo produce alrededor de 36.000 J, o sea que la cantidad es más de 2 millones de veces superior en una fisión nuclear que en una reacción de combustión.

Si pensamos en el hidrógeno, la energía de enlace de 2 átomos de dicho elemento, unidos químicamente para formar una molécula de H2 es de 4,5 electrón-voltios (eV, unidad de energía que se usa cuando se manejan cantidades muy pequeñas, como aquí que hablamos de solo dos átomos); por otro lado, si los núcleos de esos dos átomos se hubieran unido para formar helio, habrían liberado una energía de unos 7 millones de eV, así que también cuando se fusionan los núcleos atómicos tenemos valores de energía más de un millón de veces superiores a los de las reacciones químicas.

La explicación a tal cantidad de energía liberada reside en que el interior del núcleo existe una potente fuerza, que es necesaria para explicar su composición, ya que en él se encuentran los protones de carga positiva que tienden a repelerse, y que así harían si no fuera por esta fuerza nuclear, que es muy superior a la electrostática de repulsión. En los átomos con núcleos muy pesados, al haber muchos protones, la fuerza de repulsión entre ellos se hace muy grande y eso le permite competir con la energía nuclear fuerte (una de las dos interacciones nucleares, a la otra se la llama débil).

Así pues, en átomos muy pesados, es factible provocar su ruptura, que incluso se puede producir de manera espontánea. Uno de estos materiales es el uranio, del que existen varios isótopos (distintas versiones que se diferencian por el número de neutrones) todos ellos con 92 protones, pero algunos con más neutrones, como el uranio 238 (U238) y otros con menos, como el U235. Ambos pueden romperse espontáneamente, en un átomo de helio y otro de torio, pero en ese aspecto, el U235 es más activo. Por eso, desde que se formó la tierra, ambos han ido desapareciendo, pero mientras que del U238 queda un 50 % del original, del U235 solo queda un 1%.

Como el uranio es un material que se encuentra en una cantidad finita, hay que contar con las reservas que hay, para conocer su proyección de cara al futuro. En la figura 4 se muestra el consumo de uranio a lo largo de los años y las previsiones a futuro.

Fig. 4. Curva de extracción de uranio y perspectivas de futuro.

Se está investigando en la utilización de otros materiales fisibles, en el enriquecimiento del uranio gastado en las centrales para que resulte útil otra vez, nuevos modelos de centrales, etc. Pero teniendo en cuenta que las centrales nucleares aportan alrededor del 10% de la electricidad mundial (un 2% de la energía primaria total); a la vista de la gráfica; considerando que la AIE reconoció el pico del uranio en 2016 y su posible escasez para 2025; por mucho que mejore la tecnología, no es previsible una transición energética con mucha presencia de centrales nucleares.

Pero si no hay muchas espectativas para la fisión nuclear, ¿qué pasa con la fusión? Ahí es donde ponen su esperanza la mayoría de personas tecno-optimistas y es lo que vamos a analizar a continuación. Para empezar, comentar que cuando antes se han citado las centrales nucleares, no ha hecho falta especificar que se trataba de centrales de fisión, porque de fusión, aún no hay ninguna, todos los proyectos están en la fase de investigación, incluido el ITER, que es el de mayor presupuesto y sobre el que centraremos el análisis.

EL PROBLEMA DE LA BARRERA DE POTENCIAL

Antes de entrar en los desafíos tecnológicos que hay que superar para llegar a tener la primera central de fusión, es interesante entender un concepto que explica por qué, conociéndose casi a la vez la teoría física que describe ambos procesos, las centrales de fisión empezaron a funcionar unos años después de entender la radiación nuclear, mientras que a la primera central de fusión, siempre le quedan 50 años para estar lista (que es el chascarrillo típico que se dice sobre esta tecnología).

En los sistemas de producción de energía basados en combustible (deberíamos decir transformación de energía porque esta no se puede crear, solo cambiar de forma, pero como se usa habitualmente, aquí también lo haremos, aunque con esta idea presente), siempre hay una barrera llamada de potencial, que sujeta la reacción y que nos permite elegir el momento de su uso. Si no hubiera una barrera de potencial en un tronco de leña, este ardería espontáneamente. Para que se inicie el proceso de emisión, hay que aportar la energía suficiente para superar la barrera de potencial y, a partir de ahí, la propia emisión de energía de una parte del combustible, sirve para que se siga produciendo la que se denomina reacción en cadena. En la figura 5 se muestra un esquema intuitivo para entender los conceptos de barrera de potencial y reacción en cadena, en ese caso se trata del potencial gravitatorio, de la energía cinética que adquiere una bola al caer por una rampa y de la transmisión de energía por colisión.

Fig. 5. Barrera de potencial y reacción en cadena.

Por ejemplo, para iniciar la combustión de un gas, basta con la energía de una pequeña chispa obtenida al frotar un metal y una piedra, como sucede en un sencillo mechero; para prender un papel, necesitamos acercarle una llama durante unos segundos; para que arda un tronco, tiene que estar expuesto a una llama un rato mayor. En el caso del uranio, el número de protones es tan elevado que la repulsión que se ejercen tiende a romper el núcleo, su estabilidad solo es posible gracias a la interacción nuclear fuerte que opera entre sus nucleones (neutrones y protones que forman el núcleo). Estos se mantienen unidos por mediación de unas partículas de energía llamadas gluones, que producen una fuerza de enlace nuclear, mayor que la fuerza de repulsión debida a la carga eléctrica. Se crea así una barrera de potencial que da estabilidad al núcleo de uranio. Pero esta barrera no es demasiado grande, así que aportando una pequeña cantidad de energía se puede iniciar la reacción en cadena.

Como se comentó antes, en el uranio esta reacción se puede producir espontáneamente, gracias a un fenómeno cuántico denominado efecto túnel, según el cual existe una pequeña, pero no nula, probabilidad de que parte de un núcleo desafíe la barrera de potencial, como si a través de un túnel pasara al otro lado de la barrera. Aunque esta probabilidad es muy pequeña, pues si no, todo el uranio que había en el planeta ya se habría descompuesto. En las centrales nucleares, no se espera la fisión espontánea. Se bombardea con neutrones que rompen el núcleo e inician la reacción en cadena, pues en la fisión, se producen más neutrones con gran energía, que rompen otros núcleos y, además, producen calor, que se usa para poner agua en ebullición, que mueve una turbina y genera la electricidad de la central.

El hecho de que en el U238 haya más neutrones, que aportan gluones sin añadir repulsión, hace que su núcleo sea más difícil de romper que el del U235, que es, por tanto, el que nos interesa a estos efectos. En un trozo de mineral de uranio actual hay un 99,3% de U238 y un 0,7% de U235, así que para que sirva como combustible nuclear, hay que enriquecer el mineral hasta llegar a un 5% de U235.

Pero si en la fisión de átomos pesados, la barrera de potencial a superar es asequible, lo que ha permitido el desarrollo de centrales basadas en ese proceso, no sucede lo mismo en el caso de la fusión. Por una parte, tenemos la repulsión entre los protones, que se debe a la interacción electromagnética, y que se puede calcular con la ley de Coulomb, que nos dice que esa fuerza es directamente proporcional a las cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las partículas.

Por otro lado, tenemos la interacción nuclear fuerte que actúa para mantener unidos los protones en el núcleo. Pero mientras la interacción electromagnética es de alcance infinito (por muy lejos que estén las cargas su efecto siempre se siente), la interacción nuclear fuerte solo actúa cuando las partículas están a distancias tan pequeñas como el tamaño de los núcleos, que son del orden de las billonésimas de milímetro. Así que para que se unan dos protones, tenemos que acercarlos a esa distancia.

Por hacernos una idea, podemos calcular la fuerza necesaria para acercar dos protones a una distancia de 3 billonésimas de milímetro. Basta con introducir, en la fórmula de Coulomb, la carga de los protones y dicha distancia. El resultado es de 25,6 Newtons, es decir, que si pudiéramos introducir los dos protones en un cilindro con un émbolo, sobre el que ponemos un peso, para empujar los protones, bastaría con poner 2,6 kg. Esta cantidad no parece muy grande, ¡pero es para unir solo dos protones!, si nos vamos a cantidades a nuestra escala, teniendo en cuenta que, por ejemplo, en un gramo de protones hay 600.000 trillones de ellos, las magnitudes de las fuerzas y energías que se manejan se disparan en esa proporción.

Evidentemente, no se pueden coger protones sueltos y apretarlos unos contra otros. La manera de superar la barrera de potencial es acelerando los átomos de hidrógeno para que, a velocidades muy grandes, colisionen entre sí, y eso se consigue a elevadas temperaturas. En el sol, que es nuestro auténtico reactor nuclear de fusión, pues de ahí proviene la gran mayoría de la energía que usamos, estas reacciones se producen gracias a las elevadas presiones y temperaturas que se dan en su interior. Para conseguir la fusión aquí, hay que imitar esas condiciones.

ESTADO ACTUAL DE LA FUSIÓN

Para hacernos una idea de las dificultades técnicas, pensemos que en los experimentos de fusión se alcanzan temperaturas del orden de 150 millones de grados. A esas temperaturas, el hidrógeno no se encuentra en estado gaseoso, sino que pasa a un cuarto estado de la materia, que es el estado denominado plasma, donde se forma una especie de sopa de núcleos con los electrones desacoplados de su átomo original. La primera dificultad surge con el recipiente que puede contener el plasma a esa temperatura, pues cualquier material se fundiría al instante, así que no puede haber ningún recipiente material.

Una manera de mantener unido el plasma es confinarlo en un campo magnético, que se puede hacer y, de hecho, se hace. Conseguir un campo magnético es muy sencillo, se puede hacer con una simple pila, que alimente un cable enrollado sobre un trozo de hierro. Pero si el campo magnético a generar, como en este caso, es muy grande, la corriente que circulará por los cables también será muy grande, así como el calentamiento del mismo. Para evitar este efecto de calentamiento de los cables, se utilizan superconductores que trabajan a temperaturas muy bajas, cercanas a cero grados kelvin. Así que en una misma máquina, tenemos unas partes a 150 millones de grados y otras a casi 273 bajo cero.

A pesar de las enormes dificultades, los avances en fusión nuclear han sido constantes, pero aquí queremos precisar hasta dónde llegan esos avances y si es factible esperar soluciones desde esta tecnología para una supuesta transición energética.

Para cualquier fuente de energía es importante conocer lo que se llama la tasa de retorno energético, que es el cociente entre la energía obtenida y la energía que se ha utilizado en el propio proceso. En fusión nuclear se suele utilizar la letra Q para designar a la ganancia de energía. La diferencia entre la ganancia de energía y la TRE, es que la primera se puede evaluar en diferentes fases del proceso, mientras que la TRE informa de la rentabilidad energética total, siendo el cociente entre la energía final obtenida y toda la energía utilizada, desde la extracción y transporte de los combustibles, durante todas las fases de operación del sistema.

Para que se produzca la fusión deben cumplirse tres condiciones: una temperatura muy elevada, la suficiente densidad de partículas de plasma y el suficiente tiempo de contención. Estas tres condiciones determinan el valor de Q obtenido. En la figura 6 podemos ver la evolución de estos tres parámetros y el avance de Q, en los diferentes experimentos de fusión nuclear que se han ido realizando.

Fig. 6. Evolución de Q en los experimentos de fusión nuclear.

Los proyectos que aparecen en la gráfica se basan en la tecnología Tokamac, que utiliza el confinamiento magnético del plasma. Tanto el primero, un proyecto soviético de 1969, llamado T3, como el segundo, el proyecto TFR, francés, de 1974, se quedaron muy lejos de la ganancia de energía. En 1984 el Alcator C, desarrollado en EEUU, logró una Q de 0,001, o sea, por cada kilovatio-hora de energía invertida se recuperaba 1 watio-hora. Un año antes, en 1983, se había iniciado el proyecto europeo JET, que tras 14 años de desarrollo, en 1997, alcanzó un valor de Q de 0,67, que se mantuvo como record hasta 2021, cuando se alcanzó el valor de 0,7 en la Instalación Nacional de Ignición de EEUU (en este caso no se usa el confinamiento magnético sino otra técnica llamada confinamiento inercial con laser). Los otros puntos de la gráfica aún no se han alcanzado, son las previsiones para el ITER, en fase de montaje y para DEMO cuyo diseño se prevé para 2029. El objetivo es alcanzar una Q 10 para ITER y Q 25 para DEMO.

En este punto es muy importante aclarar a qué se refiere el valor de Q, como explica la física alemana Sabine Hossenfelder en un vídeo titulado “Nuclear con-fusion”. Y es que los valores de Q indicados se refieren a la ganancia de energía en el plasma, es decir, la energía que sale del plasma dividida entre la energía que se le aportó, pero no se cuenta el resto de consumo de energía necesario en las demás fases de la operación. En el caso del ITER la potencia de entrada en el plasma es de 50 megavatios (MW) y la salida de 500 MW, de ahí resulta la Q de valor 10, pero este es el valor de Q plasma, que no puede ser considerado una tasa de retorno energético (TRE), que sería lo relevante. Más cercano a una TRE sería la Q total, es decir, el cociente entre la energía final (eléctrica) y la energía consumida en todo el sistema. Más cercano, pero ni siquiera sería una TRE precisa, ya que para ello habría que incluir también la fase de obtención y procesamiento del combustible.

En el caso del ITER, la potencia de operación total es de 440 MW (no solo los 50 que se aplican al plasma). Por otra parte, los 500 MW que produce el plasma habría que transformarlos en electricidad, con un rendimiento, siendo muy optimistas, del 50 %, con lo que la potencia eléctrica de salida alcanzaría como mucho los 250 MW. Si dividimos esta salida entre los 440 MW de entrada, resulta una Q total de 0,57, y esa sí se acercaría más a una tasa de retorno energético que nos indicaría de manera mucho más clara en qué punto se encuentra esta tecnología. Si hiciéramos el mismo cálculo para JET, la Q plasma de 0,67 correspondería a una Q total de 0,01.

PREVISIÓN OPTIMISTA PARA LA FUSIÓN COMERCIAL

Se denomina “break even” a la situación en la que la energía invertida es igual a la energía generada, lo que daría un valor de Q igual a uno. Alcanzar este punto tendría un valor simbólico pero todavía alejado de una posible rentabilidad, que se estima para valores de Q a partir de 10. La confusión que denuncia Sabine Hossenfelder hace referencia a que cuando se habla del ITER, sus responsables citan el Q plasma, llamándole solo Q, sin especificar, lo que puede confundirlo con el Q total. En su propia página WEB indican que “ITER está diseñado para producir un retorno de energía diez veces mayor (Q=10)”. Si el Q total del ITER fuera 10, realmente se superaría el “break even” y se acercaría a valores de viabilidad de la fusión, pero como hemos visto, su Q total se queda lejos de este valor y bastante por debajo de un “break even” relevante.

Sabiendo ahora el verdadero alcance del ITER que lograría una modesta Q total de 0,57, podemos ver más datos sobre este proyecto. Primero aclarar que el ITER no está diseñado para producir electricidad, es nada más (y nada menos como reto científico) un gran laboratorio donde se va a experimentar la fusión, para comprobar si se puede alcanzar un Q plasma de 10.

La idea del programa ITER surge en noviembre de 1985, en la cumbre de Ginebra, donde varios países deciden colaborar en la investigación de la fusión nuclear. Dos años más tarde se concluyó un acuerdo entre la UE, Japón, la URSS y los EEUU, para concebir una instalación internacional con el nombre de ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), cuyos estudios de concepción arrancan en 1988, seguidos por varias fases de estudios técnicos cada vez más precisos, hasta la validación de su concepción definitiva en 2001. El acuerdo ITER se firmó oficialmente el 21 de noviembre de 2006 en París y los primeros trabajos, de preparación del terreno, se iniciaron en 2007 en Saint Paul-lez-Durance (Francia), donde se está montando la instalación.

Hoy en día trabajan miles de personas, tanto en Francia, como en otros países de Europa, además de en China, India, Japón, Corea del Sur, Rusia y EEUU, para construir la máquina de fusión magnética más potente de la historia, con un coste que rondará los 24000 millones de euros, convirtiéndose así en uno de los proyectos más costosos de todos los tiempos, tras el programa apolo, la estación espacial internacional, el proyecto Manhattan y el desarrollo del GPS.

En este momento, está construido el edificio que albergará el reactor y se está procediendo a su montaje. Se espera la obtención del primer plasma para 2025, en 2028 arrancarán las pruebas de baja potencia con hidrógeno y helio, en 2032 se iniciarán los test de alta potencia con esos mismos gases, y tres años más tarde, en 2035, comenzarán las pruebas de alta potencia con deuterio y tritio, que son los isótopos del hidrógeno con los que se realizará la fusión nuclear. Además de las pruebas de fusión de deuterio y tritio, en ITER informan que se experimentará la producción de este último elemento, ya que “el suministro mundial de tritio no es suficiente para cubrir las necesidades de las futuras centrales eléctricas”.

Fig. 7. Características de Tore Supra, JET, ITER y DEMO, donde aparece Q plasma como Q, sin especificar.

Así que si todo va bien, se espera iniciar la fusión de deuterio tritio para 2035, y si se cumplen las expectativas, en algunos años de pruebas, se podría alcanzar un Q plasma de 10, que correspondería, como máximo, a un Q total de 0,57. Paralelamente, se habría finalizado el diseño conceptual del proyecto DEMO (DEMOnstration Power Plant) en el que se probaría la producción de electricidad a partir de la fusión, y se iniciaría su montaje en 2040, con una finalización prevista en 2051, cuando comenzarían las pruebas para comprobar la viabilidad comercial de esta tecnología, de la que se esperaría (según este optimista calendario) tener alguna central productiva funcionando a lo largo de los años 60 del siglo XXI.

POSIBILIDADES DE LA FUSIÓN EN EL TIEMPO DE TRANSICIÓN

Teniendo en cuenta que el ITER llegaría como mucho a una TRE de 0,57 (siempre que pueda producir su propio tritio y considerando un rendimiento muy alto en la transformación de calor a electricidad), por mucho que DEMO triplicara este rendimiento, podría llegar a una TRE mayor de 1, logrando así la rentabilidad energética, pero se quedaría aún lejos del 10 que se puede considerar como referencia para acercarse a una posible viabilidad económica. Así que la fecha de 2060, más que a una previsión optimista, se parece al cuento de la lechera.

Si contamos con la opinión de expertos en la materia, podemos hablar de Jean Marc Jancovici, ingeniero consultor en energía y clima, fundador de la consultora Carbone 4, que asesora a diferentes organizaciones para su transformación hacia la descarbonización y el cambio climático y del think-tank The Shift Proyect, que tiene como objetivo rediseñar la economía para lograr la transición del carbono. Cuando le preguntan por la transición energética, Jean Marc se muestra favorable a la energía nuclear de fisión, pero descarta la fusión nuclear, pues estima que esta no estará disponible antes de los años 80.

Por su parte, Alex Martín, ingeniero industrial, especializado en técnicas energéticas, que hizo prácticas en el JET y que actualmente trabaja en el ITER como director de la cámara de vacío, afirma que la fusión nuclear “no es para mañana, esta es la idea, esto es una apuesta a muy largo plazo, […], es extremadamente difícil, […], el coste del proyecto es caro, […], lo estamos haciendo así porque otras alternativas no han salido mejor, […], la promesa de ITER se va a cumplir, tarde o temprano, [pero] va a llevar tiempo, puede llevar todavía 100 años”.

Teniendo en cuenta que la AIE prevé una bajada de la producción de petróleo cercana al 50 % para 2025 y que la ONU ha reconocido la necesidad de alcanzar la neutralidad de carbono para 2050, incluso la fecha superoptimista de los años 60, para disponer de la fusión nuclear, deja a esta tecnología totalmente fuera de una posible transición energética.

Así lo consideran también el físico Antonio Turiel, experto en energía e investigador del CSIC y Grégory de Temmerman, investigador especializado en materiales metálicos y energía, que trabajó durante 18 años en fusión nuclear, los 6 últimos en el ITER. En una entrevista en el podcast sismique, Grégory explica como fue su proceso, ya que cuando empezó su tesis en 2003, se suponía que el ITER estaría funcionando en 2016, así que cuando se revisó la fecha para 2035, entendió que la fusión seguía estando lejos y, preocupado por el cambio climático, decidió abandonar el ITER, cosa que hizo en 2020, para dedicarse a estudiar la transición energética.

Por último, no me resisto a incluir algunos extractos de la noticia dada por Jesús Díaz en El confidencial, aparecida el 24 de febrero y actualizada el 14 de marzo de 2022, porque pone de manifiesto las dificultades de una empresa tan compleja como es el ITER, pero sobre todo, porque me parece muy graciosa la forma de contarlo: “Han paralizado la construcción del reactor de fusión nuclear ITER por defectos de fabricación importantes. Es el enésimo parón y retraso por ahora indefinido […]. En un episodio chapucero digno de Pepe Gotera y Otilio —que el ‘New Energy Times’ relató el pasado noviembre—, la ASN (autoridad de seguridad nuclear) afirma que los dos sectores se cayeron al suelo en la fábrica y “sufrieron distorsión dimensional”. En otras palabras: se abollaron. Aun así, los enviaron al centro ITER para su reparación e instalación, en vez de hacerlo en la fábrica […]. A pesar de los defectos conocidos, su propuesta fue instalarlos de todas formas y arreglar los desperfectos dentro del pozo del tokamak. Finalmente, la operación se canceló porque —si algo fuera mal— la organización no podría desinstalar los sectores y el proyecto terminaría en desastre después de miles de millones de euros invertidos.”.

Fuentes:

  • Fernández Durán, Ramón y González Reyes, Luis (2018), “En la espiral de la energía. Historia de la humanidad desde el papel de la energía (pero no solo)”, Libros en acción (Ecologistas en acción).
  • Turiel, Antonio, (2020), “Petrocalipsis, crisis energética global y como (no) la vamos a solucionar”, Alfabeto.
  • https://www.reddetransicion.org
  • https://www.iea.org
  • https://www.foronuclear.org
  • https://www.iter.org
  • Canal de youtube de Le Réveilleur, (jul. 2019), Les ressources d’uranium.
  • Canal de youtube de Sabine Hossenfelder, (oct. 2021), Nuclear con-fusion.
  • Canal de youtube de Monsieur Bidouille, (oct. 2021), À l’intérieur d’ITER -Visite du chantier du plus gros tokamak du monde.
  • Canal de youtube de Monsieur Bidouille, (jul. 2022), ITER est il obsolète? -L’avenir de la fusion nucléaire.
  • Canal de youtube de Quantum Society, (mar. 2021), Javier Santaolalla entrevista al ITER, entrevista a Alex Martín.
  • Podcast sismique, (jun. 2021), Fusion nucléaire: la panacée?, entrevista a Greg de Temmerman.

2 comentarios en “SOBRE FUSIÓN Y TRANSICIÓN

  1. Magnífico artículo. Se explica muy bien la problemática del sobrepasamiento de la empresa humana y lo absurdo de la propuesta de transición continuista que pretende el imposible de ponerse por debajo de límites biofísicos pero sin renunciar a usar cada vez más energía y materiales.

    En cuanto a los detalles físicos de la fisión/fusión me ha gustado encontrar observaciones muy interesantes que hasta ahora no había encontrado resueltas con tan buen resultado. Lo de la aproximación de la TRE para ITER de 0.57 es un mazazo increíble al tecno-optimismo en torno a este proyecto, y eso que no se consideran otros gastos energéticos que ponen en movimiento media civilización extractiva al servicio de que ese tinglado pueda levantarse y mantenerse en pie.

    Pero lo que pulveriza de verdad todos los sueños de transición continuista del BAU hacia energías descarbonizadas, es el hecho de que sus TREs, si eliminas de la ecuación a las energías fósiles, caen por debajo de lo que el capitalismo puede soportar, y eso suponiendo que el 80% no electrificado se pudiera electrificar o basarse en hidrógeno verde, cosa inviable también. Sin suficiente petróleo dedicado a hacer funcionar ITER o DEMO, desde la extracción de materiales en mina hasta todo lo demás, no habrá ITER o DEMO, es así de sencillo. ¿Y una población a la que cada vez se le quitan más cosas necesarias va a aceptar que se dedique el poco petróleo que vaya quedando en estas cosas? Claro, con fascismo, sí.

    Por si fuera de interés, os dejo la referencia a un par de artículos que traduje para mi blog y que aportan más datos sobre el fiasco que supone la fusión nuclear. Su autor, Daniel Jassby, fue físico investigador principal en el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton hasta 1999:

    https://placereseninvernadero.blogspot.com/search/label/fusi%C3%B3n%20nuclear

    Parece increíble que una empresa tan imposible se presente a menudo tan atractiva en los medios de masas. En mi opinión, se conjugan al menos 3 factores que llevan al fomento, contra toda lógica, de esta desquiciada empresa:

    (1) La necesidad de mantener en el imaginario colectivo la imagen prometeica, no sea que la gente se dé cuenta de que el mito se derrumba y vayan a percatarse de lo injusto del contrato social por el cual las élites los exprimen a cambio de una falsa condición de libertad, basada ésta en el otro mito que dice que el encaje con lo natural es un yugo para la libertad humana (justo la imagen contraria que la que tenemos los que queremos superar esta mitología prometeica). Esto es parecido a lo que han hecho otros imperios justo en sus fases iniciales de colapso: construir moais cada vez más grandes para contrarrestar la pérdida de legitimidad del modelo ante sus rendimientos decrecientes y negativos.

    (2) La necesidad de hacer crecer el PIB, que no necesariamente es una necesidad materializada conscientemente por los gobiernos, sino que va en el ADN del propio sistema capitalista. La barbaridad de empresas involucradas que están emergiendo a propósito de este negocio, la cantidad de I+D+I adicional que este proyecto genera, no hace otra cosa que poner a un montón de nuevos agentes a hacer nuevas “cosas” que requieren energía y materiales y por ende hacen crecer el PIB. No son solo los 25000 millones de euros del coste total estimado del ITER mas los costes del resto de proyectos mundiales, sino la inercia productiva que genera, porque todas esas empresas se ven impulsadas a seguir produciendo “cosas” relacionadas con eso que han empezado a hacer impulsadas por el proyecto de fusión nuclear.

    (3) Relacionado con el punto (1), tenemos a la barbaridad de científicos e ingenieros que han dedicado su vida a su desarrollo racional hípertrofiado, sacrificando otras facetas de su desarrollo humano, y acabando por tanto siendo humanos defectuosos, sociópatas, megalomaníacos. Es muy tentador para ellos pensar que todo eso tan abstracto que han soñado en el papel pueda materializarse, y ¿si no se pudiera, para qué habrían de haber estudiado todos esos elementos enfocados a ello? ¿Cómo le dices a un ingeniero o científico que a invertido un esfuerzo personal descomunal en entender la física de partículas y los problemas técnicos en torno a la fusión hasta el punto de poder plantearse que pueda llevarse a cabo de verdad, que al final ha sido todo una quimera? No puedes. Sin la existencia de estos fieles ciegos de la ciencia sería inviable plantearse tal empresa. Las élites detrás de estos negocios (imagino que en la cúspide estarán los fondos Blackrock y Vanguard) necesitan de estos especialistas en sueños tecnolófilos para que asuman el rol de dadores del fuego redentor a los humanos. Estos científicos no ven nada anormal en lo que hacen, porque tienen detrás de ellos un largo historial de empresas científicas megalomaníacas con apariencia exitosa y provechosa para la humanidad, como la conquista espacial, la guerra fría, la conquista de petróleo en aguas profundas o hacer que el fracking parezca rentable. Su ética blindada de autocomplacencia junto con su ignorancia deliberada respecto de todo lo que no sea su restringido campo intelectual les inmuniza de la visión de las horribles consecuencias de su labor ecocida y genocida.

    Me ha gustado que mencionéis el efecto túnel que explica la desintegración del uranio. En palabras del magnífico divulgador Pedro Gómez-Esteban que lleva el blog “El Tamiz”, refiriéndose al microscopio de efecto túnel: “Un efecto cuántico que hace imposible predecir cuándo cualquiera de esos electrones va a atravesar la barrera, un efecto que vuelve nuestro mundo “borroso”, nos permite ver la materia con una precisión y nitidez que no sería posible si el Universo fuera clásico. Nitidez a través de la turbiedad: la cuántica en estado puro.” [https://eltamiz.com/2008/08/13/cuantica-sin-formulas-el-efecto-tunel/].

    Es irónico, que la cuántica haya conducido en parte, debido a ese racionalismo hípertrofiado, a los excesos prometeicos de hoy día, ya que a mí eso de “nitidez a través de la turbiedad” me suena más bien a Tao, que, como bien supo hacernos ver Masanobu Fukuoka con su “agricultura del no hacer”, tiene mucha relación con los valores de la sencillez y suficiencia del ecologismo anarquista. La relación de la física cuántica con activismo eco-social queda también muy bien plasmada en la figura de Vandana Shiva.

    Enhorabuena por el blog y saludos!

    • Muchas gracias por tu comentario, veo que estamos bastante en sintonía. Hemos echado un vistazo a tu blog y nos ha parecido muy interesante. Ya te comentaremos cuando vayamos leyendo tus contenidos más detenidamente.
      Un saludo

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