“Ayúdennos a crear un sol en la Tierra”, así finalizó Luis Felipe Delgado-Aparicio su conferencia en el Centro Cultural PUCP el martes 11 de junio. Muchos de los asistentes, que aplaudían enérgicamente, acababan de escuchar por primera vez una explicación sobre la fusión nuclear, la especialidad del ponente.
Delgado-Aparicio, doctor en física formado en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), logró recientemente un gran avance en su campo: hacer funcionar un ‘sol artificial’ durante un tiempo récord.
Aunque suene a ciencia ficción, este tipo de experimentos se ha llevado a cabo en las principales potencias durante las últimas décadas. ¿El objetivo? Conseguir una fuente estable de energía limpia e ilimitada para nuestro planeta.
El poder de nuestra estrella
Todas las estrellas del universo brillan por las reacciones que ocurren en su interior, en el núcleo, donde los átomos se unen para formar elementos más grandes, lo cual libera gran cantidad de energía.
A ese proceso se le denomina fusión nuclear. Sin embargo, para que suceda, son necesarias temperaturas y presiones extremas, propias de dichos astros incandescentes.
El ejemplo más cercano de fusión nuclear en la naturaleza lo observamos en el Sol, cuyo núcleo alcanza una temperatura de 15 millones de grados. Allí, los átomos de hidrógeno se fusionan para formar helio y generar energía expresada en la luz y el calor que recibimos en la Tierra.
Para replicar este proceso en nuestro planeta, se han construido complejos reactores como en los que trabaja Delgado-Aparicio, jefe del Departamento de Proyectos Avanzados del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) en Estados Unidos.
Estas instalaciones usan deuterio y tritio, los cuales son isótopos de hidrógeno (diferentes versiones de dicho elemento). Estos son calentados dentro de una cámara de vacío a temperaturas superiores a las del núcleo del Sol (como no se puede replicar la presión que hay en la estrella, se aumenta el calor). Bajo estas condiciones, los isótopos se convierten en plasma, el cual es concentrado con potentes imanes para que se produzca la fusión nuclear.
El reto es mantener este plasma ultracaliente el mayor tiempo posible para generar la cantidad de energía deseada. Y es en este aspecto que el físico peruano ha realizado una contribución importante.
El equipo que lidera participó en un reciente experimento en el reactor WEST, en Francia, donde se calentó el plasma a 50 millones de grados —más de tres veces la temperatura del núcleo del Sol— durante seis minutos.
El objetivo es seguir mejorando este proceso para conseguir que el reactor genere más energía de la que consume, de modo que se convierta en un sol artificial completamente operativo.
“Debemos calentarlo un poco más y hacerlo más estable para que dure horas, días o meses”, señala Delgado-Aparicio a Infobae Perú.
Para lograrlo, los científicos están perfeccionando los distintos componentes de los reactores de fusión y las herramientas necesarias para este tipo de experimentos.
Es por ello que Delgado-Aparicio también viaja cada cierto tiempo a la ciudad de Mito, en Japón, donde apoya con el desarrollo de un espectrómetro que estudiará el plasma en el JT-60SA. Con un costo aproximado de 600 millones de dólares, es considerado el reactor de fusión nuclear más potente del mundo.
Energía limpia e ‘ilimitada’
La razón por la que estos proyectos reúnen tantos esfuerzos científicos se debe a que tienen el potencial de convertirse en la fuente de energía del futuro.
Cada una de las principales fuentes de energía que se usa en nuestro planeta tiene defectos que no se pueden pasar por alto: el petróleo, el carbón y el gas natural son combustibles fósiles que podrían agotarse antes del 2100; en tanto, su explotación libera gases de efecto invernadero que empeoran el calentamiento global. Por otro lado, el aprovechamiento de la energía hidroeléctrica, solar y eólica, si bien no genera contaminantes, depende de la ubicación o las condiciones atmosféricas.
En cuanto a las actuales plantas nucleares, se trata de un caso especial. Estas ejecutan la fisión nuclear, que consta de dividir átomos de elementos pesados como el uranio, un proceso que debe manejarse con sumo cuidado para evitar accidentes como el ocurrido en la central de Chernóbil en 1986. Asimismo, este proceso genera desechos radiactivos peligrosos para el medio ambiente y la salud de los seres vivos. Estas características le han granjeado el recelo de la opinión pública, a pesar de que las compañías han tomado medidas de seguridad y limpieza en los últimos años.
En contraste, la fusión nuclear no contamina, puede ejecutarse en cualquier parte del mundo y funciona con un combustible que podría ser prácticamente ilimitado.
El deuterio abunda en el agua del mar y se obtiene a través de un proceso llamado hidrólisis. En tanto, el tritio, si bien es escaso en la naturaleza, se puede producir en el mismo reactor de fusión mediante un manto regenerador compuesto principalmente por litio, un elemento mucho más común.
Asimismo, los reactores de fusión no requerirán grandes cantidades de estos elementos para funcionar.
Según las estimaciones de los físicos, la fusión de un solo gramo de deuterio-tritio libera la misma cantidad de energía que ocho toneladas de petróleo.
En una planta de fusión nuclear. Esta energía generará calor que se transferirá a un tanque de agua, lo que producirá vapor, el cual moverá unas turbinas y finalmente generará electricidad.
“Creo que en 10 o 15 años, la fusión nos podrá dar energía eléctrica. Solo es cuestión de tiempo”, afirma Delgado-Aparicio.
Con este fin, se viene gestando ITER, una colaboración internacional, en la que participan científicos e inversiones de China, Corea del Sur, Estados Unidos, India, Japón, Reino Unido, Rusia y la Unión Europea.
Fusión nuclear en el Perú: ¿un sueño lejano?
De acuerdo con el especialista, es “perfectamente factible” aprovechar esta fuente de energía en el Perú en el futuro.
“Una vez que se consiga una fusión nuclear sostenida y se genere electricidad, se puede usar el Sistema Interconectado Nacional para distribuir esas cargas en voltajes y corrientes deseados, ya que los generadores de energía eléctrica serán los convencionales”, explica Delgado-Aparicio.
Asimismo, indica que las plantas de fusión podrían construirse en zonas donde, debido a su geografía o sus condiciones atmosféricas, no se pueda aprovechar otras fuentes como la energía hidroeléctrica, que requiere una represa, o la energía eólica, que depende de la fuerza del viento.
Sin embargo, advierte que, antes de pensar en el costo económico de la construcción de una planta nuclear, debemos centrarnos en tener la cantidad suficiente de expertos en fusión nuclear para sostener un proyecto de este tipo en el país.
En ese sentido, señala que una vía para lograr este objetivo es la participación de científicos peruanos en las diversas iniciativas internacionales en este campo de la física.
Actualmente, su equipo en Princeton está construyendo el reactor NSTX-U, que funcionará a temperaturas de 100 millones de grados, con lo que esperan servir como una planta piloto de fusión. “Ahí es donde deberíamos lograr una colaboración con universidades peruanas”, anota.