06 de febrero de 2018
Fusión nuclear, la energía de las estrellas
Aunque ninguna energía es completamente limpia del todo, a día de hoy son las energías renovables las que menor huella de carbono dejan en nuestro planeta. Por eso, en Lucera hemos tenido claro desde el principio que apostar por las energías renovables era el camino hacia un nuevo modelo energético más sostenible y respetuoso con el medio ambiente. Gracias a las continuas investigaciones en la materia, cada vez disponemos de nuevos métodos para aprovechar la energía de la naturaleza, de forma más eficientes y a un menor precio. Es precisamente la fusión nuclear (no confundirla con su hermana la fisión nuclear) una de las energías limpias del futuro, una energía traída directamente de las estrellas.
¿Qué es la fusión nuclear?
La fusión nuclear básicamente consiste en la unión de dos núcleos ligeros para formar uno más pesado. Este proceso desprende una gran cantidad de energía. Por ejemplo, la energía del Sol tiene el origen en la fusión nuclear, por eso decimos que es la ‘energía de las estrellas’. Dependiendo del combustible utilizado, dicha fusión desprenderá más o menos energía. La reacción más fácil de conseguir es la que fusiona un núcleo de deuterio y tritio. El resultado de la fusión de estos elementos genera 17,6 MeV de energía, helio (un gas totalmente inocuo) y un neutrón sobrante. Si tenemos en cuenta que con muy poca cantidad de combustible se genera tanta energía, este podría ser un tipo de generación de energía muy eficiente. Y podríamos tener energía limpia, que no afecte negativamente al medio ambiente o a las personas, a diferencia de la fisión nuclear que utilizan las centrales nucleares actuales.
Fusión nuclear vs. Fisión nuclear
Si la fusión nuclear consiste en unir núcleos, la fisión nuclear es una reacción en la cual un núcleo pesado, al ser bombardeado con neutrones, se convierte en inestable y se descompone en dos núcleos. En este proceso también se desprende mucha energía y lo utilizan las centrales nucleares actuales. Aunque es una fuente natural de energía, y prácticamente inagotable, no podemos considerarla limpia ya que genera residuos radioactivos que perjudican al entorno y tardan cientos de años en desaparecer. Y además, se tienen que seguir protocolos de seguridad muy estrictos para que la reacción en cadena de la fisión nuclear no se descontrole o provoque explosiones. En resumen, todos recordamos los desastres nucleares de Fukushima y en Chernóbil.
¿Cómo se consigue la fusión nuclear?
La teoría está clara pero conseguirlo no es nada fácil. Los dos núcleos que se tienen que fusionar tienen carga positiva y eso hace que se repelan con más fuerza cuanto más cerca estén. Para hacerte una imagen más visual piensa en dos imanes que se repelen el uno al otro. Aunque es difícil, sí podemos conseguir que se unan, por ejemplo sería haciéndolos chocar en un acelerador de partículas. Pero en este caso gastaríamos más energía de la que obtendríamos con la fusión, por lo que queda descartado. Hay dos formas de lograrlo:
Fusión por confinamiento inercial. En este caso se comprime el mediante haces de láseres o de partículas, consiguiendo densidades muy elevadas. Así los núcleos están muy cercanos entre ellos se fusionan generando energía.
Fusión con confinamiento magnético. Consiste en calentar ambos núcleos a temperaturas extremadamente altas (15 millones de grados centígrados, tres veces la temperatura del centro del sol) y conseguir por agitación térmica que los núcleos se fusionen liberando energía. A estas temperaturas tan altas cualquier material se derretiría, por lo que para contener la fusión se crea un toroide magnético (con forma de ‘donut’).
Te explicamos en este gráfico cómo sucede:
Ventajas de esta energía limpia
La fusión nuclear podría llegar a ser un recurso energético a gran escala y además cuenta con grandes ventajas respecto a otras fuentes de energía:
Combustible barato y abundante. Están repartidos geográficamente de forma uniforme (hay suficiente en el agua de los lagos y océanos para millones de años en base al consumo actual de energía).
Es un sistema intrínsecamente seguro. Su reacción no es en cadena y el reactor sólo contiene combustible para los siguientes 10 segundos por lo que no es posible que se pierda el control. Llegado el caso bastaría con cortar el suministro de combustible.
Una energía, de verdad, limpia. Los gases resultantes de la fusión no contribuyen al efecto invernadero. La radioactividad de la estructura del reactor, producida por los neutrones emitidos en las reacciones de fusión, puede ser minimizada escogiendo cuidadosamente los materiales, de baja activación. Por tanto, no es preciso almacenar los elementos del reactor más de cincuenta años.
→ ¿Y TÚ, ¿CONSUMES ENERGÍA LIMPIA?
Pero también hay algunos problemas...
La principal barrera que nos impide tener en mente esta fuente de energía limpia es que todavía estamos muy lejos de conseguir que funcione de manera eficaz. Aunque estamos en el buen camino, aún quedan décadas hasta que se cree la primera central de fusión nuclear. Por otra parte debemos tener en cuenta que el combustible para generar energía son abundantes en el entorno, tendríamos suficiente para unos cientos de años. Pero también debemos pensar en la forma de regenerar estos recursos en el entorno, no agotarlos por completo, algo que podría ser perjudicial.
¿En qué punto estamos?
Sería genial poder decir que esta tecnología llegará pronto, pero aún está en pañales. Para demostrar la viabilidad de la fusión nuclear, en 1986, se formó un consorcio internacional llamado ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) en Cadarache (Francia). Los científicos de este centro predicen que las plantas de fusión podrían comenzar a conectarse a la red en la década de 2040, aunque puede que se retrase un poco más. También estiman que una planta de fusión de 2 Gigavatios, una vez construída, podría durar más de 60 años. Otro hito en la fusión nuclear se consiguió en 2013 cuando un grupo de científicos de la Universidad de California consiguieron el primer saldo energético positivo tras una reacción de fusión, eso sí, sin llegar a conseguir llegar al momento de la ignición, en el que el proceso de fusión empieza a retroalimentarse. Por el momento, desde Lucera te podemos ofrecer energía 100% renovable para que entre todos podamos poner nuestro granito de arena por cuidar nuestro entorno. Y además, ponemos la tecnología a tu alcance para que seas más eficiente en tu consumo y reduzcas tu factura de la luz con el Panel de Control y los Consejos personalizados.
