Hace algunos meses, científicos de la National Ignition Facility (NIF) —instalación que forma parte del Lawrence Livermore National Laboratory, un laboratorio que integra la red de instituciones de ciencia aplicada del Departamento de Energía de los Estados Unidos— finalizaron de forma exitosa un experimento de generación de energía utilizando fusión nuclear, con “ganancia neta” de energía en el proceso.

Esta novedad tuvo una gran repercusión a nivel mundial ya que demuestra —no a nivel teórico, sino en forma práctica— que es posible generar energía a partir de la fusión nuclear, un proceso que genera más energía que la invertida en el proceso. Por eso se dice que se obtuvo una “ganancia neta”.

¿Pero por qué es una noticia importante para nuestras vidas? Porque la energía de fusión nuclear es limpia, no emite gases de efecto invernadero y genera desechos en cantidades extremadamente bajas.

La realidad es que esto no es muy diferente de lo que hace cualquier central térmica; la gran diferencia es que las centrales eléctricas alimentadas por carbón, petróleo o gas natural son contaminantes y emiten gases de efecto invernadero.

Es importante tener en cuenta que el éxito del experimento no implica que mañana será posible cocinar, hacer funcionar un electrodoméstico o cargar un teléfono usando energía de fusión. Estamos hablando de un experimento en un laboratorio pequeño, en el que se logró generar energía de fusión positiva neta por un período muy corto de tiempo.

Tiempo y dinero

Pasarán seguramente un par de décadas antes de que esto se transforme en algo masivo. Pero uno de los pasos más importantes fue dado: se demostró que es posible. A partir de ahora es sólo cuestión de tiempo y de dinero. Y, en general, cuando un experimento demuestra que un procedimiento es posible, el dinero suele fluir de manera más rápida.

Pero, ¿qué es la fusión nuclear? Casi podríamos decir que es “traer el sol a la tierra”. Y se trata precisamente de eso: en el sol, millones de toneladas de átomos de hidrógeno chocan entre sí a alta presión y temperatura. En este proceso, se acercan mucho, rompen sus enlaces atómicos y se fusionan para formar el elemento más pesado, el helio.

Hacer lo mismo en forma artificial y controlada aquí en la Tierra consiste en concentrar gas de hidrógeno en un recipiente, calentarlo a decenas de millones de grados y ponerlo en movimiento acelerado para llevarlo a un estado diferente de la materia: el plasma. Luego, se lo confina y “aprieta” hasta que los átomos se fusionan y liberan mucha (muchísima) energía.

Energía limpia

La energía nuclear controlada ya existe entre nosotros, pero con un proceso diferente, incluso opuesto: la fisión nuclear. Se trata de romper (fisionar) el núcleo de un elemento pesado (típicamente, el uranio 235 o el plutonio 239). En ese proceso se genera mucha energía térmica para producir el vapor de agua que mueve las turbinas que, a su vez, le dan movimiento a un generador eléctrico.

La realidad es que esto no es muy diferente de lo que hace cualquier central térmica; la gran diferencia es que las centrales eléctricas alimentadas por carbón, petróleo o gas natural generan calor a través de un proceso químico que llamamos combustión, que es contaminante y emite gases de efecto invernadero.

La energía nuclear también permite generar energía térmica a través de un proceso físico (la fisión de un átomo de uranio 235 o plutonio 239) que no emite gases de efecto invernadero. Es, por lo tanto, una fuente de energía dentro de las que hoy llamamos “limpia”. A la vez, el uranio 235 muestra una densidad energética mucho mejor que las de los combustibles fósiles: 50.000 veces más que el gas y 200.000 veces más que el carbón.

¿Y qué es la densidad energética? Es la cantidad de combustible utilizado para generar una determinada cantidad de energía en una cantidad de tiempo, medida en kWh. Para decirlo de una forma sencilla, una pastilla de uranio de 5 gramos permite generar la misma energía que una tonelada de carbón o que 565 litros de gasoil o que 480 m³ de gas natural.

Sin embargo, la energía nuclear usada actualmente muestra algunos problemas que hace que algunos países sean renuentes a utilizarla. Hoy en día, en las centrales nucleares cuando se realiza la fisión nuclear, además de generar mucha energía, se liberan en el proceso unas partículas cargadas (iones) que son dañinas para los cuerpos orgánicos vivos, si llegasen a entrar en contacto con ellas. Las conocemos también como partículas radiactivas.

En cambio, en la fusión nuclear el material encuentra estabilidad muy rápidamente, libera helio, lo que hoy no representa riesgos para la salud de los cuerpos orgánicos vivos. Además, el combustible utilizado para la fusión (típicamente: hidrógeno) muestra, a su vez, una densidad energética, como mínimo, cinco veces mayor que el uranio o un millón de veces mayor que el carbón. Todo esto con hidrógeno.

Por tal motivo, no nos equivocaremos si afirmamos que el logro de la NIF es el primer paso de la siguiente revolución energética, asociada a la esperanza de obtener energía limpia, accesible y casi infinita.
Por Julián Gadano, profesor de Energía Nuclear en la Maestría en Desarrollo Energético Sustentable del ITBA.