La fusión nuclear, ¿una alternativa real?

La fusión nuclear es la fuente de energía anhelada, una fuente de energía que podría abastecernos de manera más que suficiente de forma completamente limpia. Pero, a pesar de los avances en la ciencia, sigue sin ser posible realizar el proceso sin emplear más energía de la que se obtiene, lo que no la hace rentable. Aunque hay quien dice que ya lo han logrado. Y hay quien dice que jamás se logrará. Pero empecemos por el principio.

¿Qué es la fusión nuclear?

El proceso de fusión nuclear consiste en unir dos átomos (fusionar) para obtener un átomo de mayor tamaño (mayor número másico) liberando energía. El principal problema de este proceso es que tan sólo en condiciones muy extremas estos átomos permitirán que los aproximen lo suficiente. Como sucede por ejemplo en el Sol, donde las altísimas temperaturas y presiones en su interior son capaces de permitir la unión de átomos de hidrógeno para producir átomos más pesados de helio. Y la energía liberada en este proceso es inmensa, tan grande que gracias a ella el Sol no colapsa bajo su inmenso peso. Y cuando se terminan estas fusiones, de repente,empieza a reducir su tamaño por las inmensas fuerzas gravitatorias.

Les recuerdo que la masa del Sol es aproximadamente el 98,6 % de la masa total del Sistema Solar.

Pero claro está, las condiciones en las que se encuentran esos átomos en el Sol, o en cualquier estrella, no tiene nada que ver con las condiciones que tenemos en nuestro planeta. Y cuando nosotros tratamos de aproximar tanto dos átomos, no resulta nada fácil. Hay que vencer grandes repulsiones. Cuando queremos unir los núcleos de dos átomos estamos tratando de aproximar dos cargas positivas, y tenemos que acercarlas hasta que la interacción nuclear fuerte (una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, ahí es nada) supere a la repulsión electrostática. ¿Han intentado acercar dos polos magnéticos del mismo signo de un imán alguna vez? Pues eso.

La idea es la siguiente: tomar el abundante deuterio, un isótopo del hidrógeno (es decir, el átomo con más neutrones de los habituales) presente en el agua del mar en cantidades más que necesarias, y fusionarlo para obtener helio liberando un montón de energía. 

Pero ¿cómo podríamos conseguirlo en nuestro planeta? Esa es una de las principales dificultades que nos encontramos. Conseguir que se produzca y que sea rentable energéticamente, es decir, que obtengamos más energía que la que tenemos que invertir en el proceso, y se ha estado persiguiendo desde hace muchísimo tiempo.

Martin Fleischmann, Stanley Pons y la fusión fría

De ahí viene la legendaria "fusión fría". Del anhelo de conseguir esas condiciones de un modo fácil y barato. Pero lo barato sale caro. En 1989, el recientemente fallecido Martin Fleischmann y Stanley Pons, ambos profesores de la Universidad de Utah, anunciaron que por fin lo habían conseguido.

La idea sobre cómo conseguir fusionar dos átomos de hidrógeno surgió de anteriores investigaciones de Martin Fleischmann, en las que había observado una sorprendente capacidad del paladio para absorber hidrógeno. Así que pensó que si tantos átomos de hidrógeno eran absorbidos por este elemento, estarían tan compactados en su interior que era posible que se fusionasen.

Así que desarrolló un dispositivo que constaba de dos electrodos, uno de paladio y otro de platino, sumergidos en agua pesada (agua en la que se ha sustituido el hidrógeno habitual por su isótopo deuterio). 

Al hacer pasar una corriente eléctrica, el agua se disociaba produciendo gas deuterio, que se iba absorbiendo en el paladio y oxígeno. Ahora faltaba comprobar si se producía la fusión. Y para comprobarlo Pons y Fleischmann decidieron comprobar si la solución se calentaba.

Por tanto empezaron a tomar mediciones de temperatura, y ¡se estaba produciendo cien veces más calor del esperado!, o sea que se estaba produciendo el proceso de fusión... ¿no?. Publicaron su descubrimiento e incluso dieron una rueda de prensa para dar a conocer su revolucionario proceso.

Rápidamente Fleischmann afirmó que el dispositivo que habían desarrollado, capaz de realizar la fusión fría, estaba valorado en más de trescientos trillones de dólares. Eran capaces de reproducir el proceso de fusión que se producía en las estrellas sin necesidad de alcanzar esas temperaturas tan elevadas. La noticia se publicó en la portada de The Wall Street Journal, Time, Newsweek y Business Week. Y los científicos recibieron una sonada ovación en el encuentro de 1989 de la American Chemistry Society.

Pero el problema es que no habían hecho las suficientes pruebas. Cuando el resto de científicos tuvieron acceso a los artículos y empezaron a analizarlos encontraron numerosas carencias. Por ejemplo, si se produce el proceso de fusión nuclear, se debe liberar gran cantidad de neutrones que no se habían detectado. 

Faltaban muchas evidencias, lo que se puso de manifiesto cuando otros equipos de investigadores intentaron repetir la experiencia. No obtenían el mismo resultado. Y para que un nuevo descubrimiento sea tomado en serio debe ser reproducible, es decir, se debe poder repetir en diferentes lugares por otros experimentadores. Además, el artículo que explicaba el proceso era muy vago en detalles. Cuando les preguntaban sobre esos detalles que faltaban, eran muy reticentes a la hora de dar las respuestas. Muy sospechoso todo.

Analizando la publicación de Fleischmann encontraron errores muy graves, lo que les restó toda la credibilidad. Por ejemplo, no habían agitado el agua pesada. Si no la agitaban, el calor no se repartía de manera homogénea por toda la solución, de manera que era probable que algunas zonas estuvieran sobrecalentadas y otras a menor temperatura. Y además seguían vivos. Es decir, si realmente hubiesen realizado la fusión la gran cantidad de radiación gamma liberada posiblemente habría acabado con sus vidas.

El proceso de Fleischmann y Pons es un típico ejemplo de mala praxis científica. Una muestra de lo que no hay que hacer. No someter su experimento a suficientes pruebas y publicar con demasiadas prisas puede llevar a conclusiones erróneas.

La fusión nuclear en la actualidad

Pero la posibilidad de conseguir la fusión nuclear no se ha abandonado. Actualmente se está desarrollando un proyecto por parte de 34 países que representan más de la mitad de la población mundial. Y para ello están construyendo una central de fusión nuclear en el sur de Francia a partir de la que se supone que podremos conseguir obtener energía limpia. Pero hasta el 2020 no se espera que esté en funcionamiento.

Básicamente el proceso desarrollado consiste en calentar a grandes temperaturas una mezcla de dos isótopos de hidrógeno, deuterio y tritio, hasta una temperatura de 150.000.000 ºC , temperatura a la que se encuentran como plasma. En ese estado las partículas están ionizadas, es decir, con carga, y se aprovecha este hecho para confinarlas usando un campo magnético. Una de las principales dificultades a la hora de producir la fusión siempre ha sido esa: cómo poder confinar el plasma a temperaturas tan altas.

Pero aún tendremos que esperar. En el caso de que se consiga desarrollar el proyecto de forma satisfactoria tendremos una fuente de energía prácticamente inagotable, ya que puede utilizar como combustible el agua del mar, y prácticamente limpia, ya que el producto de desecho que se obtiene es helio, un gas ideal inerte, es decir, que no reacciona con nada. No contamina. El gas que se usa para que los globos floten y poner la voz de pito. ¿Crees tú que la fusión nuclear es una opción de futuro real? ¿Cuál crees que será la fuente de energía del futuro?

fuente/ Ojo Científico