Si todo sale según lo planeado, EE. UU. Eliminará todas las emisiones de gases de efecto invernadero de su sector eléctrico para 2035, un objetivo ambicioso establecido por el presidente electo Joe Biden, que se basa en gran parte en un fuerte aumento en la generación de energía eólica y solar. Ese plan pronto puede recibir un impulso de la fusión nuclear, una poderosa tecnología que hasta hace poco parecía estar muy lejos de su alcance.

Los investigadores que desarrollan un reactor de fusión nuclear que puede generar más energía de la que consume han demostrado en una serie de artículos recientes que su diseño debería funcionar, restaurando el optimismo de que esta fuente de energía limpia e ilimitada ayudará a mitigar la crisis climática.

Si bien el nuevo reactor aún se encuentra en desarrollo temprano, los científicos esperan que pueda comenzar a producir electricidad para fines de la década. Martin Greenwald, uno de los científicos principales del proyecto, dijo que una motivación clave para el ambicioso cronograma es cumplir con los requisitos energéticos en un mundo en calentamiento. “La fusión parece una de las posibles soluciones para salir de nuestro inminente desastre climático”, dijo.

La fusión nuclear, el proceso físico que impulsa a nuestro sol, ocurre cuando los átomos se juntan a temperaturas y presiones extremadamente altas, lo que hace que liberen enormes cantidades de energía al fusionarse en átomos más pesados.

Desde que se descubrió por primera vez el siglo pasado, los científicos han intentado aprovechar la fusión, una forma de energía extremadamente densa cuyo combustible, los isótopos de hidrógeno, son abundantes y reponibles. Además, la fusión no produce gases de efecto invernadero ni carbono y, a diferencia de los reactores nucleares de fisión, no conlleva ningún riesgo de fusión.

Sin embargo, aprovechar esta forma de energía nuclear ha demostrado ser extremadamente difícil, ya que requiere calentar una sopa de partículas subatómicas, llamada plasma, a cientos de millones de grados, demasiado caliente para que lo resista cualquier contenedor de material. Para solucionar esto, los científicos desarrollaron una cámara en forma de rosquilla con un fuerte campo magnético que la atraviesa, llamada tokamak, que suspende el plasma en su lugar.

Los científicos del MIT y una empresa derivada, Commonwealth Fusion Systems, comenzaron a diseñar el nuevo reactor, que es más compacto que sus predecesores, a principios de 2018, y comenzará la construcción en la primera mitad del próximo año. Si su cronograma va según lo planeado, el reactor, llamado Sparc, será capaz de producir electricidad para la red en 2030, según investigadores y funcionarios de la compañía. Esto sería mucho más rápido que las principales iniciativas de energía de fusión existentes.

Los diseños de reactores existentes son demasiado grandes y costosos para generar electricidad de manera realista para los consumidores. Mediante el uso de imanes ultrafuertes y de última generación, el equipo de MIT y Commonwealth Fusion espera crear un reactor tokamak que sea compacto, eficiente y escalable. "Lo que realmente hemos hecho es combinar una ciencia existente con material nuevo para abrir nuevas posibilidades", dijo Greenwald.

Habiendo demostrado que el dispositivo Sparc teóricamente puede producir más energía de la que requiere para funcionar en los trabajos de investigación publicados en septiembre, el siguiente paso consiste en construir el reactor, seguido de una planta piloto que generará electricidad en la red.

Los científicos y empresarios han hecho promesas desde hace mucho tiempo sobre la fusión a la vuelta de la esquina, solo para encontrar problemas insuperables. Esto ha creado renuencia a invertir en él, especialmente porque la energía eólica, solar y otras energías renovables, aunque menos poderosas que la fusión, se han vuelto más eficientes y rentables.

Pero la marea está cambiando. En el plan de US$ 2 billones de Biden, nombró tecnologías nucleares avanzadas como parte de la estrategia de descarbonización, la primera vez que los demócratas respaldan la energía nuclear desde 1972. También hay una inversión significativa proveniente de fuentes privadas, incluidas algunas de las principales empresas de petróleo y gas, que ven fusión como un mejor pivote a largo plazo que la eólica y la solar.

Según Bob Mumgaard, director ejecutivo de Commonwealth Fusion, el objetivo no es utilizar la fusión para reemplazar la energía solar y la eólica, sino complementarlos. “Hay cosas que serán difíciles de hacer solo con energías renovables, cosas a escala industrial, como impulsar las grandes ciudades o la fabricación”, dijo. "Aquí es donde puede entrar la fusión".

La comunidad científica del plasma está generalmente entusiasmada con el progreso de Sparc, aunque algunos cuestionan la ambiciosa línea de tiempo, dados los obstáculos regulatorios y de ingeniería.

Daniel Jassby, quien trabajó como científico investigador en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton durante 25 años, se muestra escéptico sobre si un reactor de fusión como SPARC alguna vez proporcionará una fuente alternativa de energía viable. El tritio, uno de los isótopos de hidrógeno que Sparc utilizará como combustible, no se produce de forma natural y será necesario producirlo, dijo.

El equipo del MIT propone que esta sustancia se regenerará continuamente mediante la propia reacción de fusión. Pero Jassby cree que esto requerirá una gran cantidad de electricidad, lo que hará que el reactor sea prohibitivamente caro. "Cuando se considera que obtenemos energía solar y eólica de forma gratuita, confiar en la reacción de fusión sería una tontería", dijo.