TECNOLOGÍA | LOS CIENTÍFICOS TRABAJAN EN TODO EL MUNDO EN EL PROYECTO EXPERIMENTAL ITER COMO SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS ENERGÉTICOS DEL PLANETA

Fusión nuclear, ¿solución de futuro o un problema del presente?

Por CARLOS ALBERTO SÁNCHEZ PONTÓN. 24/03/2017

Energía nuclear sí o no, esa es la cuestión. Mientras Francia desoye las voces que afirman que la energía nuclear por fisión es un error estratégico y medioambiental.

  • ITER, en Caradache (Francia)
    ITER, en Caradache (Francia)
  • Una imagen del reactor de fusión nuclear de Caradache
    Una imagen del reactor de fusión nuclear de Caradache
  • Central nuclear de fisión
    Central nuclear de fisión
  • La fusión nuclear tiene también sus detractores
    La fusión nuclear tiene también sus detractores
  • Los científicos creen que la fusión nuclear si cumple sus objetivos creará energía con una potencia de una estrella
    Los científicos creen que la fusión nuclear si cumple sus objetivos creará energía con una potencia de una estrella
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La investigación culminará en un proyecto, que sus patrocinadores creen que empezará a funcionar a finales del 2020, consistente en dominar la energía nuclear de fusión. Pero el cambio climático no entiende de plazos y precisa soluciones eficaces y urgentes para frenar sus efectos. El debate sobre las nucleares está encima de la mesa mientras el tiempo se agota. La pregunta es: ¿tiene sentido gastar tantos recursos en una alternativa que pide décadas de trabajo y sobre la que no hay una total fiabilidad?

En 1932, James Chadwick descubrió la existencia del neutrón y dos años más tarde Fermi experimentó con núcleos de uranio para medir nuevas formas de radiaciones. Esos estudios iniciaron una carrera que no ha conseguido alcanzar una meta definitiva. Aunque los primeros experimentos nacieron con la curiosidad propia de la ciencia, sabia y sana, el descubrimiento de estas pequeñas partículas dio origen, paralelamente, a una nueva carrera mundial. La ambición bélica de los gobernantes sin escrúpulos se cruzó en la carrera científica, lo que ha provocado el rechazo social y la mirada más crítica y rebelde contra su evolución. El peligro ante un mal uso de aquellas partes tan minúsculas de la materia ya fue advertido, entre otros, por Albert Einstein en 1939. Uno de los padres de la ciencia moderna firmó una carta redactada por Leó Szilárd, que fue enviada al presidente estadounidense Franklin Delano Roosevelt, en la que se le alertaba de la enorme potencialidad destructiva de una bomba nuclear basada en la fisión, y en la que tan afanosamente trabajaba el ejército alemán. El final la historia ya la conocemos. Fue Estados Unidos quien enseñó al mundo porqué la energía nuclear infunde miedo y respeto a todo el planeta. El lanzamiento de las dos bombas atómicas, basadas en la fisión, una de uranio y otra de plutonio, finiquitó la Segunda Guerra Mundial y constató el desolador poder mortífero y destructor que deja a su paso. La bomba de Hiroshima explosionó con una fuerza iracunda, calculándose una potencia de 20 kilotones, o lo que es lo mismo, 20 mil toneladas de TNT. La bomba atómica arrasó Hiroshima y causó 157.071 muertos y largas secuelas de contaminación radiactiva en sus habitantes. El 90% de la ciudad desapareció bajo los escombros. También Nagasaki sufrió el poder mortífero de una segunda bomba atómica, cobrándose otras 40.000 víctimas. Un tercio de sus edificios se convirtieron en escombro.

La carrera atómica se convirtió en un peligroso atractivo para gobiernos irresponsables y con una desmedida ambición de poder. Desde entonces, asistimos con sobrecogimiento al espectáculo que protagonizan algunos países, a veces casi tercermundistas, que afirman sin escrúpulos tener cabezas nucleares. Así es como algunos países parecen significarse con un nuevo patrón de medida, por encima del petróleo o el oro, para reclamar una cuota de poder por la fuerza.

Pero al margen de declaraciones intimidatorias y de nefastos deseos imperialistas, la ciencia ha tratado de abrirse paso trazando un rumbo más provechoso: sacarle partido energético, en forma de electricidad, para cubrir la creciente demanda de todo el planeta. En ese tránsito por el que han caminado los científicos, sin intereses espurios, la energía nuclear ha intentado evolucionar, pero en su empeño no ha logrado sacudirse la polémica. Su potencialidad como fuente energética está fuera de toda duda, pero los accidentes nucleares y la basura radiactiva que genera ha levantado la voz de alarma desde múltiples plataformas.

El accidente de Chernobyl, a finales del siglo pasado, y el de Fukushima en 2011, han mostrado que las centrales no son plenamente seguras y que sus consecuencias, de nuevo sobre la población civil, pueden provocar efectos devastadores. Otros accidentes menores, algunos en nuestro país, como el reciente de Ascó, ponen en tela de juicio la seguridad que sus promotores prometen confinar en los reactores nucleares. En todo caso, la seguridad de las centrales nucleares de nueva generación cuenta con medios mucho más sofisticados y seguros, pero pueden ser un blanco peligroso para fines terroristas. Y además generan residuos radiactivos de alta actividad. Y su precio es muy elevado en comparación con otras fuentes.

Países como Francia han tomado un papel capital en el desarrollo industrial de la energía nuclear. En la actualidad posee 59 reactores nucleares de fisión y produce el 78% de su energía eléctrica generada por esta fuente, si bien es cierto, que la administración Hollande ha decidido reducir un 25% la participación de la energía nuclear de fisión en momentos pico, cia oscila entnslle se s se "pación en el mix eléctrico francés. Como productor ha convertido a su país en el primer exportador de electricidad por esta fuente consiguiendo que Bélgica, Italia, Luxemburgo, Holanda, Suiza y España se provean de este tipo de electricidad. España ha sido exportadora neta de electricidad, pero en 2016, curiosamente, ha vuelto a ser importador neto, aunque por muy poca cantidad tal y como reflejan los datos de Red Eléctirca Española. El informe elaborado por Red Eléctrica Española el año pasado especifica que “En los intercambios internacionales, las importaciones superaron en 2016 a las exportaciones en 7.313 GWh, lo que supone el primer saldo importador registrado desde el ano 2003”. En lo que llevamos de 2017, “estamos exportando otra vez bastante energía a Francia”, aclara Carlos Bravo que además explica que los “excesos de producción que se genera en los momentos valle se venden por debajo del precio de producción –creando un efecto dumping en el precio de la energía-, debido al exceso de potencia nuclear instalada que posee. En momentos pico, Francia tiene que importar de Suiza y otros países. El beneficio que arrojan las nucleares en Francia oscila entre los 3.000 y 4.500 millones de euros, aunque es cierto que el coste original ha sido muy elevado. A pesar de todo, la rentabilidad económica está fuera de toda duda. Si bien el nuevo reactor EPR de Olkiluoto, de diseño francés, en construcción por la compañía francesa Areva en Finlandia, tiene un sobrecoste de más del 200% y un retaso de más de 8 años sobre lo previsto. A Francia le pasa lo mismo con su reactor nuclear EPR en Flamanville-3.

Sin embargo, son muchos los expertos que creen que Francia está hipotecando el futuro del planeta de forma irresponsable basando su sistema eléctrico en la energía de fisión. Está probado que la fisión “es altamente contaminante y no hay soluciones adecuadas para el almacenamiento seguro de sus desechos durante los centenares de miles de años que son necesarios para que se reduzca su peligrosidad radiactiva”, comenta John Beckman, físico profesor de Investigación del CSIC en el IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias). Beckman, que también es miembro de la organización PUGWASH, fundada por Albert Einstein y Bertrand Russell para combatir el peligro de una guerra nuclear y el abuso de la ciencia en la sociedad, comenta que “si el ejemplo de Francia se imita por muchos otros países, la viabilidad de la Tierra a medio plazo se pondrá totalmente en cuestión. Es más, la producción de elementos radiactivos es una tentación enorme para terroristas y gobiernos peligrosos como Irán”, apunta el científico.

Con todo, la ciencia sigue buscando la forma de extraer energía de los núcleos de los átomos y experimenta con nuevas formas de hacerlo. El nuevo paso se llama fusión nuclear.

Desde el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) se cree que “la fusión nuclear, comercialmente, podría estar disponible dentro de 35 o 40 años. Los problemas de la humanidad son muy complejos y no pueden ser resueltos meramente por una nueva fuente de energía. Sin embargo, una fuente como la fusión de bajo impacto, que no genera gases contaminantes, y cuyo combustible es virtualmente inagotable puede contribuir a superar algunos de los desafíos que tenemos planteados, como la escasez energética o el cambio climático”, según confiesa el responsable de la Unidad de Teoría de Plasmas del Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT, Francisco Castejón.

¿En qué consiste la fusión nuclear?

Es un proceso mediante el cual se unen núcleos ligeros para producir núcleos más pesados con desprendimiento de energía. La más “fácil” de conseguir es la que tiene lugar entre dos isótopos del hidrógeno, el deuterio y el tritio, para producir una partícula alfa, es decir, un núcleo de helio, y un neutrón, y también una gran cantidad de energía. Más “fácil” porque en este momento todavía es necesario meter más energía para conseguirlo de la que realmente se produce, por lo que, de momento, no es rentable. Ese proceso es el mismo que funciona en el centro de una estrella como el sol. Opera a temperaturas más elevadas que los 100 millones de grados centígrados, y en principio es capaz de producir grandes cantidades de energía. A estas altas temperaturas todos los átomos se separan en sus dos componentes básicos, los núcleos y los electrones, formando así un estado de la materia conocido como plasma. Ese plasma es el que se pretende confinar mediante potentes imanes en un reactor con forma de rosquilla. Así se evita que el plasma se enfríe y la energía que se produce en las reacciones de fusión dentro del reactor es la que se aprovecha para generar electricidad. “Las tecnologías necesarias para confinar la materia en estas condiciones son muy complejas y precisan de mucho trabajo de investigación. Además del control del plasma, es necesario desarrollar materiales que aguanten las duras condiciones que se darán en los reactores de fusión y que no se transformen en radiactivos. Todo esto precisa de un esfuerzo de desarrollo científico y tecnológico que aún no está finalizado”, comenta el científico del CIEMAT.

Encontrar las fórmulas que desvelen el dominio de la fusión se ha convertido en el maná energético del futuro para muchos científicos. La carrera por la energía nuclear de fusión la ha ganado Europa, después de que otros países luchasen por conseguir la sede del proyecto, como Estados Unidos, Japón o Canadá. La lucha no era banal ya que el ITER es el último y ambicioso proyecto de investigación sobre fusión. Francia es en donde se ha construido el reactor experimental ITER, tras una decisión política tomada en la Unión Europea. España pujó también por conseguir alojar este decisivo experimento, pero finalmente, la localidad francesa de Caradache es donde se desarrolla el estudio de este proyecto. A cambio, España ha obtenido la sede de la Agencia Europea de Fusión -que se encuentra en Barcelona- y la participación en varios importantes proyectos anejos a ITER. “España ha conseguido la responsabilidad de algunos proyectos de la fusión, que nos coloca en una posición muy competitiva en el desarrollo de esta fuente de energía. La industria y la tecnología española se están beneficiando del trabajo de investigación del grupo del ITER”, aclara el investigador Francisco Castejón, uno de los españoles que más sabe de fusión en nuestro país.

Este costoso experimento es, para algunos científicos, la solución a los problemas energéticos del planeta. Sólo construir la central cuesta a sus impulsores 4.570 millones de euros, ponerla en funcionamiento 5.300 millones de euros y desmantelarla otros 430 millones. Es decir, un total de 10.300 millones de euros. Varios países forman una sociedad para poder costear el proyecto. Los países de la Unión Europea, Japón, China, la Federación Rusa, los Estados Unidos, India y Corea del Sur abanderan esta iniciativa que se intenta presentar como una solución de futuro y que moverá energéticamente al mundo. “Cuando finalice el proyecto se conseguirá el primer reactor de fusión en la que la energía producida será superior a la inyectada, es decir, habrá una ganancia energética neta. Además, los plasmas se mantendrán calientes por sí mismos mediante las reacciones de fusión. Y por primera vez se demostrará la viabilidad tecnológica de la fusión”, explica el investigador del CIEMAT, Francisco Castejón.

¿Por qué ese empeño por las nucleares?

John Beckman veía con buenos ojos el proyecto del ITER hace 10 años porque entonces pensaba que podría ser un “posible paso en la dirección de controlar los procesos de fusión”, decía. Pero el físico inglés ha variado de opinión con los años. El asombroso avance de la tecnología solar le ha hecho cambiar de opinión en la actualidad. Observa cómo el I+D en placas solares ha ganado la carrera a la fusión nuclear, aunque en opinión del inglés afincado en España, la fotovoltaica no estará implantado en su totalidad hasta dentro de 10 o 15 años. “Ahora estoy menos entusiasmado con ITER porque es un proyecto complicado en el que tardarán en obtener resultados. Sin embargo, se tardará muy poco tiempo en implementar las energías renovables. El proceso de producir paneles fotovoltaicos se ha abaratado muchísimo y eso lo hace mucho más atractivo. Dentro de muy poco tiempo será más económico producir así, aprovechando la energía del sol directamente, que cualquier otra forma de energía”, calcula Beckman. El físico inglés cree que, en cambio, al ITER le quedan muchos más años de carrera hasta lograr su objetivo. “Los expertos pensaban hace medio siglo que sabrían cómo dominarla, pero la verdad es queda todavía muy lejos”. El avezado físico inglés, nacionalizado español, creía una década atrás que la energía nuclear de fusión “podría servir, con muchísima precaución, y en circunstancias excepcionales, como un puente durante una transición rápida hasta el definitivo uso exclusivo de las formas no contaminantes de energía”. Sin embargo, los riesgos de la energía nuclear y el abaratamiento de los costes productivos de los paneles solares han acelerado el proceso en favor de las energías renovables limpias. “Ahora ya no tiene mucho sentido buscar un puente entre las energías fósiles y las renovables. Hay un ejemplo en Europa muy claro. Alemania ha optado por las renovables tras el accidente de Fukushima y actualmente los alemanes tienen uno de los coste de producción de energía que es de los más baratos de toda Europa. “La nuclear no produce CO2, ni metano, ni tampoco quema carbón, pero produce una energía que no viene directamente del sol porque la producimos nosotros y es muy importante que tengamos en cuenta el calentamiento global de la tierra y evitar el efecto invernadero. Dada la contaminación que tenemos, las fuentes de energía de fisión también contaminan y el coste de tenerlas, de forma segura, o de guardar los residuos son elementos que no me parecen atractivos, ni siquiera económicamente. Por eso, mi postura ha virado en favor de las renovables, por una simple razón de economía”, confiesa Beckman.

Para los científicos responsables, igual que para los ecologistas bien informados, no hay sombra de duda sobre la evidencia del cambio climático. “La civilización humana, sobre todo en el último medio siglo, ha empezado a producir mucha energía, mucho calor, quemando fuentes locales. Ya sea carbón, petróleo, leña, estiércol, fisión nuclear… Esto ha provocado que el equilibrio térmico de la Tierra, que durante periodos de siglos y milenios permanecía constante, se haya alterado”, recuerda el científico del IAC.

Carlos Bravo, miembro de la consultora Salvia, energía, derecho y medio ambiente, y que fue responsable del Área de Energía y Cambio Climático de Greenpeace hasta 2012 conoce bien el proyecto ITER y alerta del grave desequilibrio térmico que ya sufre la Tierra, coincidiendo con John Beckman en que la mano del Hombre está detrás de la aceleración del cambio climático. “Fiar a la fusión nuclear la solución al problema del cambio climático sería un tremendo error político y tecnológico. La fusión nuclear, en el hipotético caso de que alguna vez se hiciera realidad su viabilidad comercial, llegaría demasiado tarde y cuando el problema del cambio climático se hubiese agravado ya tanto que no sería posible una vuelta atrás. Afortunadamente, ya tenemos disponibles, otras alternativas mucho más baratas y que comienzan a ser muy interesantes. Con las energías renovables se puede generar energía a precios muy competitivos. Hay diversas tecnologías renovables, pero fundamentalmente la solar, la termosolar y el viento son las más interesantes en la actualidad. Junto con el ahorro y la eficiencia energética podemos hacer frente eficazmente al desafío del cambio climático. Es en estos recursos energéticos limpios donde hay que poner todas las prioridades políticas y económicas, y no en ese saco sin fondo como es la fusión nuclear”, advierte este experto español en materia medioambiental. En ese sentido, el profesor Beckman sostiene que “si usamos energía que no procede directamente del sol estamos condenados a calentar la tierra de forma secular”, advierte el científico inglés.

A pesar de la existencia de estos trabajos científicos, proyectos como el ITER se encuentran con las trabas y críticas de las asociaciones ecologistas, la tibieza de los gobiernos más fuertes y el tiempo, que no juega a favor. Se trata de una investigación muy larga de la que aún no se pueden asegurar con certeza sus resultados. “La energía de fusión nuclear, hoy por hoy, es una quimera, una entelequia de la ciencia ficción, no existe ningún reactor comercial basado en la fusión nuclear. La única aplicación que el ser humano ha logrado dar a la fusión nuclear es la bomba termonuclear (bomba H). Así, si en 2010 se calculaba que se podría tener listo el ITER para empezar los experimentos en 2019, a fecha de hoy [principios de 2017] siguen quedando nueve años para que el ITER comience a funcionar. Ahora, según la planificación del nuevo Director General, las primeras pruebas están previstas para 2025 y el experimento final, el que fusionará átomos de deuterio y tritio, llegará hacia 2035. Entre tanto se habrán gastado, como poco, 18.000 M€. Después, si el ITER tuviera resultados exitosos, se pondría en marcha el desarrollo de un reactor de fusión nuclear de demostración (llamado DEMO). Y, en base a la experiencia lograda con el DEMO, se supone que se conseguiría el primer prototipo industrial hacia 2060. Entre medias se calcula que se habrían tenido que gastar unos 75.000 M€. Así, antes del final de este siglo, se podría construir el primer reactor de fusión nuclear comercial”, postula Carlos Bravo. El profesor Beckman no es tan crítico con la investigación nuclear, pero ya no cree que sea la panacea. “El uso posible de la fusión debe considerarse como un periodo de transición entre la época actual, de energía predominantemente de fueles fósiles, y una época de estabilidad con el uso de fuentes realmente renovables de energía”, predice. Mientras, el profesor Castejón asegura que “la producción de energía por fusión no acarrea riesgos para los seres humanos ni para la Tierra. Sería una fuente de energía que, junto a las renovables, podría satisfacer las necesidades energéticas de la humanidad de forma sostenible en el futuro”.

Sin embargo, para la consultora Salvia no hay tiempo para soluciones intermedias y pide a los gobiernos que se haga un cambio drástico de política, en el que las planta de energía nuclear no tienen hueco. “La fusión nuclear está tan lejos de ser viable como de ser una fuente de energía limpia, porque, pese a la propaganda de sus promotores, es también una energía sucia. Además, apostar por la fusión nuclear significaría apoyar la implantación de un modelo energético hipercentralizado, aún más que el actual, dominado por los países más industrializados (que serían los dueños de la complejísima tecnología) y de los sistemas de producción de tritio”, argumenta Carlos Bravo, que se muestra totalmente contrario al fomento de toda investigación nuclear. Sobre este aspecto de la contaminación, el profesor Castejón puntualiza que “si bien es cierto que no es una energía totalmente limpia, puesto que genera residuos radiactivos de baja y media actividad, con unos 100 años de vida. Sin embargo, sus impactos ambientales serán incomparablemente más bajos que los de la fisión, puesto que la fusión no genera residuos de alta actividad ni podría dar lugar a que se descontrole la reacción tal y como ocurrió en Fukushima, Chernobyl o Harrisburg. Las afecciones al medioambiente serán más bajas que las que producen los combustibles fósiles, puesto que no contribuyen ni al cambio climático ni a la lluvia ácida”, argumenta a favor de la investigación.

La urgente necesidad de implantar soluciones energéticas que palíen las consecuencias del cambio climático ha provocado que los promotores del proyecto ITER se encuentren con una fuerte oposición. “La apuesta política por la fusión nuclear es, sin duda, un auténtico disparate y una irresponsabilidad. Si alguna vez se lograse demostrar la viabilidad comercial de la fusión nuclear sería tan avanzado el siglo XXI que el sistema climático estaría ya completamente descontrolado” asegura Carlos Bravo, muy preocupado con las inversiones que promueven la tecnología nuclear. Esta preocupación entronca con la opinión economicista del físico inglés John Beckman. “Es cierto que antes la nuclear era más económica y era bueno ver otras formas menos peligrosas. No soy antinuclear pero con la inversión que se ha hecho en solar hay que reconocer que la situación ahora está madura para su implantación. Las nuevas técnicas solares, hechas básicamente de silicio hace que la producción, comparativamente, es mucho más barata que el desarrollo de la fusión. Y aunque tardaremos en llegar a lograr buenas técnicas de almacenamiento, esa cuestión se resolverá porque es sólo una cuestión de técnica que tendrá solución”, comenta.

A Beckman le choca que con Soria a la cabeza del ministerio de Industria en el gobierno español anterior no incentivase, como hizo Alemania, la apuesta por la energía solar. “La política del anterior gobierno fue muy negativa en este aspecto. Es exactamente al revés de lo que se hicieron Alemania o Dinamarca. Además hay que tener en cuenta que se puede producir energía por uno mismo, se puede utilizar ese dinero para poder invertir en otras necesidades. La política de Jozñe Manuel Soria, ex ministro, fue muy negativa y no es fácil de entender su postura cuando otros países modernos estaban caminando claramente hacia otro sentido. Además, España tiene sol en abundancia y no es necesario que mire en otra dirección para obtener energía de forma productiva. Y esa es la dirección hacia la que tenemos que ir ahora. Y no solo la fotovoltaica, también la eólica donde toque. No hay ninguna circunstancia en donde se justifiquen las energías fósiles, aunque, por ejemplo, en la aeronáutica va a ser muy difícil sustituir esta fuente. Pero un gobierno responsable tiene que promover esta política de las renovables e incentivar con subvenciones su implantación”, aconseja el científico.

El proyecto sigue en marcha. Donde unos ven un problema de presente, algunos otros ven una solución para el futuro de la humanidad, aunque cada vez menos.

¿Qué se critica de la fusión nuclear?

- Es peligrosa

- Es la energía más sucia

- Las centrales emiten radioactividad

- Es muy cara

- Es la fuente energética que menos empleo crea

- Es rechazada socialmente

- Es prescindible

- Supone un riesgo potencial de ataques terroristas

- El ITER es un proyecto en fase experimental y sus resultados reales aún son una incógnita

¿Qué se argumenta a favor de la fusión nuclear?

- La energía de fusión es más duradera que la de fisión

- El grado de radiactividad es bastante menor y mucho menos duradero (100 frente a 250.000 años)

- Ofrece una solución que no contamina tanto como la fisión nuclear

- Los reactores serán más pequeños y seguros

- La fusión es intrínsecamente segura

- La fusión no produce gases que aumenten el cambio climático

- Los reactores no ofrecen a los terroristas ni a los estados materia prima para fabricar bombas como ocurre en la fisión

- Es muy probable que sea más barato producir energía de fusión

- Con la fusión podría producirse energía para muchos siglos

- No está demostrado el rechazo social a esta alternativa

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