Dos proyectos de fusión nuclear planean ya plantas piloto de generación de energía

Durante décadas el sueño de reproducir en la Tierra la energía del Sol mediante la fusión nuclear se ha mantenido como una meta ambiciosa y, a menudo, distante. Sin embargo, los últimos avances de dos proyectos europeos –uno en el Reino Unido y otro en España– indican que la generación de energía neta a partir de la fusión podría estar a solo una década de distancia, siempre que los apoyos institucionales y financieros se mantengan.

Avances europeos en la fusión nuclear

El prototipo de reactor de fusión Smart (Small Aspect Ratio Tokamak), liderado por la Universidad de Sevilla (US) con la participación de un consorcio internacional, logró el año pasado iniciar su primer plasma, elevar la temperatura a unos 10 millones de grados Celsius y mantenerla el doble del tiempo previsto. Ese hito abrió la puerta a una fase de desarrollo acelerado. Recientemente, el proyecto recibió una subvención de ocho millones de euros del Programa Andalucía FEDER, destinada a equipamiento científico, técnico y a la construcción de la infraestructura necesaria para operar el tokamak.

Manuel García Muñoz, físico de la US y ex‑investigador del Instituto Max‑Planck, explica que “Smart ha pasado de ser un proyecto puramente investigativo a convertirse en una plataforma de desarrollo tecnológico clave para el reactor de fusión más compacto posible”. El diseño se basa en una geometría esférica que permite un confinamiento eficaz del plasma en un volumen reducido, en combinación con imanes superconductores de alta temperatura (HTS) que reducen costos y aumentan el campo magnético.

La segunda fase del tokamak, denominada hSmart, tiene como objetivo alcanzar temperaturas superiores a los 100 millones de grados Celsius –casi diez veces la de la fase inicial–, condición imprescindible para lograr un balance energético positivo. Se estima que hSmart podrá producir aproximadamente 650 MW t de potencia térmica y alrededor de 200 MW e de energía eléctrica, suficiente para abastecer a más de 300 000 hogares europeos.

El proyecto Smart se enmarca dentro de la iniciativa Fusion2Grid, que busca acelerar la integración de los primeros reactores de fusión en la red eléctrica mediante la cooperación entre comunidades públicas y privadas, y en sinergia con el proyecto IFMIF‑DONES en Granada.

En la Universidad de Sevilla, la profesora Eleonora Viezzer, codirectora del laboratorio Plasma Science and Fusion Technology (PSFT), ha sido galardonada con una ERC Consolidator Grant del Consejo Europeo de Investigación, sumándose a una ERC Starting Grant (2018) y a una ERC Advanced Grant (2024). Con estos fondos, el PSFT lidera el proyecto Turbo4energy, que recibe 2,4 millones de euros para cinco años y está centrado en la interacción onda‑partícula, un proceso clave para la estabilidad y el transporte de energía en los plasmas de fusión.

Turbo4energy desarrollará técnicas de diagnóstico capaces de registrar simultáneamente la dinámica de iones y electrones con una precisión espacio‑temporal sin precedentes, basándose en la medición pionera de interacciones onda‑partícula realizada por Viezzer en 2021.

En el Reino Unido, el programa STEP Fusion, dirigido por Paul Methven, persigue una línea de desarrollo similar. Según Methven, “contamos con la base necesaria para diseñar una planta comercial de fusión viable. Pasaremos de la fase conceptual a la ingeniería detallada y, si todo sigue según lo previsto, la construcción comenzará a principios o mediados de la década de 2030, con la puesta en marcha prevista para 2040”.

El proyecto británico se apoya en los resultados del Joint European Torus (JET) en Oxfordshire, donde en 2021 se registró un récord de 59 MJ de energía de fusión liberada durante una reacción sostenida de cinco segundos, superando por tres veces el récord anterior de 1997.

Ambos proyectos comparten desafíos comunes, entre los que destaca la obtención y gestión del combustible de fusión: deuterio y tritio. El deuterio está disponible en abundancia en el agua de mar, mientras que el tritio es escaso y debe producirse in situ a partir de litio mediante reacciones que generan tritio y partículas alfa (núcleos de helio sin electrones). Amy Gandi, jefa de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA), subraya que ambos proyectos utilizan “la primera pared” de tungsteno, capaz de soportar temperaturas cercanas a los 3 500 °C, para proteger la jaula magnética de la radiación y el calor extremo.

En el caso de Smart, la configuración de “triangularidad negativa” del plasma (una forma de D invertida) permite obtener el mismo nivel de confinamiento con menos potencia externa, mejorando la eficiencia global del reactor y aumentando la presión y la temperatura del plasma. Esto se traduce en la posibilidad de generar hasta diez millones de veces más energía por gramo que los combustibles fósiles.

Howard Wilson, director de Ciencia y Tecnología de STEP Fusion, destaca la magnitud del potencial energético: “Con apenas un gramo de deuterio‑tritio se pueden liberar 340 000 gigajulios, energía suficiente para impulsar un coche eléctrico a una distancia comparable a la que hay entre la Tierra y la Luna”.

En palabras de Methven, la carrera por la fusión no tendrá un único ganador: “No sabemos cuál será el ‘caballo ganador’, pero es probable que surjan múltiples tecnologías viables, cada una con aplicaciones específicas”. Wilson coincide, añadiendo que “las soluciones que desarrollamos hoy serán igualmente útiles para otros enfoques de fusión en todo el mundo”.