La puerta de entrada a una nueva revolución energética

El domingo 11 de diciembre trascendió una noticia impactante. Noticia que dos días después sería confirmada por la secretaria de Energía de ese país, Jennifer Granholm. 

En concreto, un grupo de científicos estadounidenses, integrantes de la National Ignition Facility del Laboratorio situado en California, lograron producir con éxito una reacción de fusión nuclear con una ganancia neta de energía. ¿Qué significa esto? Simplemente, que la energía generada en el proceso es mayor que la energía invertida. Este es, en definitiva, el gran logro. Porque lo que demostró el experimento (de ahí su rotundo éxito) es que se puede generar, en forma controlada, energía desde la fusión nuclear. 

¿Fue un golpe de suerte de un par de científicos en un laboratorio de una universidad? Por el contrario, este hito es el producto del trabajo combinado y organizado de muchas personas, trabajando en una organización grande y compleja, con muchos recursos a su disposición. Y que desde hace años vienen buscando precisamente ese objetivo: demostrar fácticamente que es posible generar energía mediante fusión nuclear. Con el gobierno federal de los Estados Unidos detrás.

Para entender cómo llegamos hasta acá, hay varias preguntas a responder. En primer lugar, qué es la fusión nuclear, obviamente. En segundo lugar, qué significa esto para la sociedad y el futuro. Y, por último, cómo fue posible lograr esto. Dicho de otra manera: ¿qué es un laboratorio nacional como el de Lawrence Livermore? 

Lo que demostró el experimento es que se puede generar energía en forma controlada desde la fusión nuclear

La energía nuclear tal y como la conocemos hoy, la que por ejemplo existe en nuestro país, se denomina fisión nuclear. Consiste básicamente en romper (fisionar) el núcleo de un átomo muy pesado (típicamente, uranio) liberando mucha energía en esa “ruptura”. El problema de la fisión es que –además de energía– se liberan partículas cargadas (iones) que son dañinas al contacto para los cuerpos orgánicos vivos. La industria nuclear ha aprendido cómo gestionar esto de manera segura, pero es costoso y además no logra evitar rechazo social, sobre todo después de los accidentes. Hay que gestionar residuos radiactivos por decenas de años, confinarlos, etc. 

La fusión nuclear también genera energía a partir del átomo, pero con el procedimiento inverso. Uniendo (fusionando) dos átomos livianos, típicamente hidrógeno, aunque en versiones isotópicas un poco más pesadas, como el deuterio o el tritio. ¿Qué se libera en ese proceso? Helio. O sea nada en términos de impacto para la salud. La fusión nuclear permite generar energía limpia, libre de gases de efecto invernadero, igual que la fisión, pero sin liberar radiación. Casi la perfección en materia de generación de energía. Y además, generando mucha energía por unidad de masa. Aproximadamente 250 mil veces más energía que el carbón, o quizá más. 

¿El paraíso? Bueno, no es tan sencillo. Primero, hacer esto no es tan simple. ¿Dónde hay energía liberada por fusión nuclear en grandes cantidades hoy? En el Sol. Efectivamente, aunque usted no lo crea, lo que se ha hecho es reproducir el Sol (a escala muy pequeña) en la Tierra. Para hacer eso, se requiere llevar el material a estado de plasma, a 100 millones de grados, y generar las condiciones que originen la fusión. Para entender qué significa esto recordemos que dos partículas o polos con la misma carga tienden a repelerse. Todos hemos jugado con dos imanes, tratando de pegar los polos con la misma carga, y uno se “fuga”. A nivel subatómico (o sea a escala muy pero muy pequeña, dentro del núcleo de un átomo) pasa lo contrario: las partículas con la misma carga tienden a atraerse. Eso permite que un átomo sea estable, y lo llamamos “fuerza atómica”. 

La clave es la interacción entre el sector científico, el gobierno y la empresa privada

Lo que hicieron los muchachos de la NIF es “apretar” tanto el material que “pegotearon” los átomos a un nivel tal que se fusionaron, es decir, se atrajeron unos a otros, en un fenómeno denominado implosión. La fusión enciende una reacción que libera mucha energía. ¿Cómo implosionaron el material? Con más de cien láseres muy poderosos haciendo presión y confinando el material en un espacio muy pequeño. Es un método que se conoce como confinamiento inercial, y el gran desafío es lograrlo de manera estable y permanente. 

¿Cuánto falta para que podamos poner un motor de fusión, como en el DeLorean de Volver al futuro? Bastante, probablemente un par de décadas, o quizás algo más (¡se trata de confinar material a 100 millones de grados!). Pero a partir de ahora es solo una cuestión de tiempo y dinero. Así funciona la ciencia aplicada: hay un descubrimiento a nivel hito que demuestra que algo es posible, y desde ese momento estamos del otro lado. Comienza una carrera (en el buen sentido) para transformar ese logro científico en algo de uso masivo y a costos posibles. Porque cuando algo se demuestra posible, conseguir financiamiento es mucho más fácil.

El día en que la fusión nuclear esté disponible a nivel masivo, no solo ampliará el acceso a la energía, también lo democratizará. Porque se podrá disponer de energía sin depender de tener o no recursos en el subsuelo. 

Dicho esto, me permito terminar con una mención a la instalación donde se realizaron los experimentos: la National Ignition Facility del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. Para ganar la carrera con los nazis por la bomba atómica, el gobierno de los EE.UU. puso en marcha la empresa científico-tecnológica más ambiciosa de su historia: organizar el trabajo de cientos de científicos y técnicos, con un objetivo concreto y con tiempos muy estrechos. El Proyecto Manhattan (ese su nombre) implicó organizar las actividades necesarias para cumplir con el proyecto, en varios lugares, cada uno con un objetivo. Esos laboratorios “secretos” dieron lugar a una nueva forma de hacer ciencia conocida como “gran ciencia”. Enormes instalaciones, con objetivos ambiciosos, en línea con los intereses nacionales del país. Terminada la Segunda Guerra (y la Guerra Fría), esos centros evolucionaron en lo que hoy conocemos como los Laboratorios Nacionales: centros de producción de ciencia y tecnología aplicadas de gran alcance. No podría explicarse el lugar de punta que siguen teniendo los Estados Unidos en materia de innovación científico-tecnológica sin estos campus de interacción entre el sector científico, el gobierno y la empresa privada.

*Profesor en la Universidad de San Andrés, director del Programa de Estudios en Energía Nuclear e Innovación de la UNTreF y miembro de la Fundación Argentina Global.