Los retrasos son el pan de cada día en el reactor de fusión experimental ITER, en construcción en Cadarache, Francia, y en la hoja de ruta hacia la fusión comercial. El nuevo director general de ITER, el italiano Pietro Barabaschi, en el puesto desde octubre de 2022, anunció el 3 de julio en rueda de prensa que el consejo decidió el 20 de junio retrasar la inyección del primer plasma de 2025 hasta 2034 (que acabará siendo en 2035). De hecho, desde octubre de 2020 se sabía que finalizar la construcción antes del 31 de diciembre de 2025 sería imposible; la inyección del primer plasma se esperaba para 2027 y la ignición de la fusión para 2037, como pronto. Pero hemos recibido un jarro de agua fría; Barabaschi propone hacer las cosas lo mejor posible, en lugar de lo más rápido posible, como proponía el francés Bernard Bigot, el anterior director general. La propuesta del consejo, bajo la batuta de Barabaschi, es acelerar la fase inicial de estudio del plasma de tal forma que la ignición de la fusión se pueda lograr lo antes posible; no han dado fecha oficial, pero su sueño es lograrlo en 2037, como pronto, aunque es mucho más realista pensar que no será antes de 2040. La hoja de ruta de la fusión comercial se vuelve a retrasar y, de nuevo, no sabemos cuantificar dicho retraso.
La versión oficial es que el retraso será irrelevante para el programa de ITER (retrasar la ignición de 2037 a 2040, por ejemplo, no debería penalizar más de tres años el objetivo de la fusión comercial en la década de 2070). Pero los que seguimos con atención los avances de ITER sabemos que el retraso acabará siendo, como poco, de una década. Yo ya no espero la fusión comercial antes de la década de los 2080. Me gustaría recordarte que la idea original de ITER (cerca de 1985) era que fuese un gran reactor experimental, que sería seguido de un enorme reactor de demostración DEMO; la primera inyección de plasma en este gran ITER iba a ser en el año 2005 y la ignición de la fusión en 2025; el enorme DEMO empezaría a operar en 2035 y la fusión comercial sería una realidad en la década de 2050. Pero múltiples problemas (entre ellos el abandono de EEUU entre 1998 y 2003, y la crisis financiera de 2008) obligaron a rediseñar esta hoja de ruta. ITER acabaría siendo un reactor de fusión mediano, que sería seguido por un gran reactor DEMO y por el ansiado enorme prototipo de reactor comercial PROTO, retrasando la fusión comercial un par de décadas.
La nueva hoja de ruta, ITER+DEMO+PROTO, llevaba aparejado un ITER mucho más barato, a priori, pero un coste final mucho mayor, al requerirse tres reactores de fusión. Centrándonos solo en ITER, en 2006 se estimaba un coste de 5000 M€ (millones de euros); su construcción se inició en 2010 y en 2013 se recalculó el coste en 15000 M€; ya ha costado unos 22000 M€. Barabaschi dice que el nuevo retraso tendrá un coste adicional de 5000 M€, con lo que la estimación oficial del coste de la construcción de ITER se estima en 27000 M€. Pero seguro que será mayor; de hecho, una auditoría europea realizada en 2022 estimó que el coste total de ITER estará entre 35000 y 40000 M€, debido a la invasión de Ucrania por Rusia, entre muchas otras razones. Por cierto, el 45 % lo financia la Unión Europea, mientras que el resto se reparte entre China, India, Japón, Rusia, Corea del Sur y EE.UU., cada uno aportando un 9.16 %.
Si te interesa este tema, te recomiendo la nota de prensa de ITER sobre el retraso, «Summary of Presentation by Pietro Barabaschi, ITER Director-General,» ITER, 03 Jul 2024 [PDF], y el resumen «New Baseline to Prioritize Robust Start to Exploitation,» ITER, 03 Jul 2024. Además, de la noticia de Elizabeth Gibney, «ITER delay: what it means for nuclear fusion,» News, Nature, 08 Jul 2024.
Quizás te preguntas que está causando los retrasos. Como ya he comentado en varias ocasiones, todas las piezas se deben poder fabricar en todos los países del consorcio, con lo que diferentes copias de la misma pieza provienen de orígenes diferentes. Por desgracia, muchas de dichas piezas incumplen con los criterios de calidad; por ejemplo, se detectan de forma habitual componentes del reactor que presentan microfracturas, con lo que deben de ser fabricadas de nuevo. En una máquina de precisión, como ITER, no se pueden permitir este tipo de defectos. Nos lo contaron en «Key Components to be Repaired,» ITER, 21 Nov 2022.
¿Qué supone el nuevo retraso de ITER para la hoja de ruta de la fusión nuclear comercial? En rigor, nadie lo sabe. Pero en 2014, el director general de ITER, el japonés Osamu Motojima, dijo que si el primer plasma no se inyectaba antes de 2025, el proyecto peligraba y no podría sobrevivir. Y ahora se retrasa hasta 2034. Para los optimistas, el retraso total de la hoja de ruta será muy pequeño, quizás menos de 5 años. Algo irrelevante para una hoja de ruta que cubre un rango de unos 50 años. Pero para los pesimistas, el nuevo retraso augura futuros retrasos (incluso si no los hubiese en ITER, los habrá en DEMO y luego en PROTO). Los retrasos son la seña de identidad de la hoja de ruta de la fusión comercial usando tokamaks. La más avanzada y la más prometedora, pero la que siempre se está retrasando.
¿Habrá fusión comercial en el siglo XXI? Tampoco lo sabe nadie. La esperanza desde EEUU está puesta en decenas de empresas privadas que están diseñando pequeños reactores de fusión con nuevos diseños de reactores. Todas están compitiendo entre sí con el objetivo de lograr la ignición antes que ITER y adelantarse a la hoja de ruta ITER+DEMO+PROTO. Aunque todas prometen reactores comerciales antes de 2035, para engañar a sus inversores, nadie confía en que puedan lograrlo antes de la década de 2050. A pesar de ello, estas empresas privadas han atraído en 2023 inversiones que se estiman en unos 1400 millones de dólares.
El gran problema de estas empresas privadas es que proponen nuevos diseños de reactores de fusión, en los que el plasma se comporta en un régimen que no ha sido estudiado en el pasado. Todas le engañan a sus inversores afirmando que el plasma se comportará en sus nuevos reactores como se comporta en los tokamaks (cuya física se ha desvelado en los últimos 70 años de investigación). Pero muy pocos expertos en física de plasmas confían en ello. De hecho, como bien sabes, yo me encuentro entre los pesimistas al respecto. En mi opinión, con toda seguridad, el plasma no se comportará como en los tokamaks y estas empresas tendrán que recorrer gran parte del camino ya recorrido en tokamaks. Rehacer 70 años de investigación en 2025 quizás permita reducir dicho tiempo a 50 años, o incluso a 30 años, pero tengo serias dudas de que se pueda reducir a unos lustros. Por ello, no creo que ninguna empresa privada logre la ignición antes de 2040. No sé cuántas sobrevivirán hasta entonces. Tampoco creo que ninguna logre controlar la ignición antes de 2050 (y estoy siendo muy optimista). Todo ello no quita que en mis sueños, alguna empresa privada logre adelantar a la hoja de ruta ITER+DEMO+PROTO y adelante la fusión comercial al siglo XXI. Crucemos los dedos.
Gracias por la rapidez del artículo y enorme trabajo. Me uniré al club de los pesimistas.
Si el tokamak es la vía a la fusión más prometedora ni imaginar la de Stellarators ni el confinamiento inercial.
¿Podría ayudar la aplicación de inteligencia artificial simulando comportamientos de plasma, por ejemplo?
Más podría ayudar la gravitación estelar o su reproducibilidad por geometrías cuidadosas (no con el medio ambiente, con un diseño más inteligente). Lo mismo vale para un aislante térmico ideal para viajar a las lunas del sistema solar exterior y todavía no tenemos nada: ni los motores más rápidos nucleares de fisión ni los trajes y escafandras.
Sobre el uso de IA para el control de plasmas… algo habló Francis hace un par de años:
https://www.museosdetenerife.org/coffeebreak/?p=2428
Y también, de este mismo año:
https://francis.naukas.com/2024/02/26/hacia-el-control-inteligente-de-los-reactores-de-fusion-nuclear/
Ya los que pasamos apenas los 30 años no veremos la fusión comercial, es un hecho. También sabemos que la energía solar y eólica no son tan beneficiosas para el ambiente. Con la eólica estamos «frenando» el viento con todo lo que eso conlleva y con la solar, ocupando gran superficie que además enfrían el suelo. Por ejemplo para alimentar actualmente por completo la ciudad de buenos aires se necesita 4 veces la superficie de la misma. Por lo que tendremos que seguir con las centrales térmicas. Cómo podemos mejorar un poco hasta el próximo siglo cuando tengamos la fusión? Pues energía térmica con ciclos combinados, energía de fision (exelente pero con mala fama solamente) y también solar y eólica, una combinación de todas estas.
Yo creo que decir que frenamos el viento es como decir que las hidroeléctricas frenan la velocidad del agua. Es verdad, pero el efecto es absolutamente local y finalmente se recupera de manera que has cambialo pérdida por fricción local del aire por energía útil (la fricción dispipa con una potencia del cubo de la velocidad).
En un salto de agua ocurre lo mismo: se toma aguas arriba y se turbina aguas abajo, con un desnivel que es equivalente a la pérdida de carga del cauce. En el caso de la eólica, disminuyes algo la velocidad local, pero al disminuirla, disminuye la potencia disipada por fricción localmente. Al final son las gallinas que entran por las que salen. Ese efecto es el menor de los problemas que genera la eólica (yo ni lo llamaría problema).
¿Cómo es eso de “frenar el viento” y “enfriar el suelo”?
😂😁
Vamos, que, según da usted a entender, habría que seguir básicamente como hasta hace 15 años… pero hasta el siglo XXII, con energías predominantemente fósiles + la nuclear (que muy verde no es, aunque la UE porfíe). Vaia vaia
La energía de los 50 años.
Me un al club de los pesimistas. No sé si verán la luz DEMO y PROTO. Para cuando el ITER esté listo, si lo está alguna vez, tendremos muy avanzada la transición energética, y harán irrelevantes los reactores de fusión 🙁
Todos queremos q sea inmediato, pero relativo a nuestra esperanza de vida. Si se tarda 100 años en pegar el salto a esa matriz. energética, deste el punto de vista evolutivo histórico humano, las generaciones futuras lo verán como algo rápido. El cambio ya está en marcha.
Y todo esto sin tener un estudio teórico serio y preciso que garantice a priori que la fusión comercial (en el sentido rentable) sea viable (sin la energía «gratis» que la atracción gravitacional provee en una estrella para la contención y la ignición).
Igual estamos buscando un imposible y ni lo sabemos.
La gravedad se compensa con temperatura… Eso ya fue establecido hace tiempo. Los cimientos de la tecnología son lo suficientemente sólidos. Las perspectivas científicas existentes han permitido llegar hasta aquí con garantías de poder continuar. ¿Es desesperante? Sí.
Habra que invertir muchisimo mas para poder tener ese tipo de energia al alcance de todo el mundo cuanto antes. Pero ademas del aporte ingenieristico, hay que invertir tambien en la investigacion teorica relacionada bajo mi criterio. Por lo poco que puedo llegar a entender, el problema es que aislar el flujo del plasma es una tarea realmente titanica y al «caerse», si se me permite la expresion, hay desastre en el todo donde se produce la fusion. Supongo que la teoria del caos y las mates no lineares podrian ayudarnos a controlar el fenomeno, y seguramente ya se emplean. Una solucion de tipo soliton que se autorrefuerce y que genere una onda sostenida de tipo macareo quizas sea algo mas facil que intentar hacerlo con «fuerza bruta» con materiales super resistentes y megacolaboraciones internacionales. Soy del equipo «más vale maña que fuerza», pero quizas es mi falta de conocimiento del tema el que me hace verlo de manera «tan simplificada»…
Una lastima pero era previsible que un proyecto tan mastodontico fracasara.
En el mejor de los casos iba a quedar obsoleto antes de terminarse.
Ojala aparezcan mejores vias para lograr la fusion controlada.
Un caso más que confirma que la mayoría de los mega proyectos públicos dilapidan el dinero . El proyecto genoma, la COVID y la carrera espacial son ejemplos de la eficacia de la imaginación soportada por dinero privado. La fusión o formas avanzadas de energía nuclear vendrán de manos privadas.
La iniciativa privada a lo Space X y a lo Google empieza en cuantiosas subvenciones estatales como la NASA y el navegador Mosaic en Sillicon Valley, todas tus creencias supersticiosas son sandeces.
Pero sobre todo la iniciativa privada no creará un sol en la Tierra, y sí las matemáticas la geometría toroidal o cónico elíptica adecuada, como fuere, para fusionar deuterio y helio-3 mejor que el tritio
Bonita introducción didáctica de la Royal Institution a los toroides de plasma:
https://www.youtube.com/watch?v=iXqbCmTt1Yg