Sehila González, física: «En 10 años habrá un prototipo de reactor de fusión nuclear»
retos para un mundo nuevo
Y el mundo de la energía cambiará radicalmente, porque la fusión nuclear es limpia y genera residuos manejables por el hombre. Una serie de avances en otros campos lo están haciendo posible
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Sehila María González de Vicente (Vélez-Málaga, 1979) es una de las principales expertas en energía de fusión nuclear, una promesa de energía limpia y barata que replicaría en la Tierra la energía del sol. En los últimos cinco años, una serie de avances ... la ha convertido en una realidad factible.
A diferencia de la energía de fisión, la de fusión no genera residuos que siguen radiactivos por miles de años. Sehila estudió Física y se doctoró en la Universidad Complutense, pero ha desarrollado casi toda su carrera en el extranjero. Fue experta en fusión del Organismo Internacional de Energía Atómica y desde 2023 pertenece al 'think tank' Clean Air Task Force en el que es directora global de energía de fusión.
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— ¿Qué diferencia hay entre fisión y fusión nuclear?
— Como dirían mis colegas, la fisión está produciendo energía que está disponible en la red eléctrica y la fusión todavía no, aunque se espera que sea pronto. Esto es así porque la tecnología que se requiere para ello es mucho mas compleja. Aparte de eso, hay una diferencia fundamental, que es que en la fusión se unen núcleos atómicos de elementos ligeros como el hidrogeno y en la fisión se separan núcleos pesado de elementos que son fisionables. La separación del núcleo se da porque impacta un neutrón que lo divide y esto da lugar a una reacción en cadena. De ahí que en las centrales de fisión uno de los requerimientos principales sea controlar esta reacción. ¿Qué pasa en la fusión? No hay ninguna reacción en cadena, lo único que hay que tener es un dispositivo en que la temperatura del elemento que hay dentro del mismo que se llama plasma y el grado de movilidad de las partículas sea tal que permita que los núcleos se unan y eso es muy complicado de conseguir desde el punto de vista tecnológico, por eso no tenemos energía de fusión en la red ahora.
— ¿Cuántos años se tardará en dominar la energía de fusión y convertirla en algo útil?
— A mí me gusta decir que la naturaleza ya ha dominado la energía de fusión porque el sol funciona con energía de fusión. Lo que hacemos ahora es replicarlo en la Tierra.
— ¿Qué se está haciendo ahora?
— Pues se han dado una cantidad significativa de avances tecnológicos que no vienen de la fusión sino de otros campos, pero que están beneficiando a la fusión, como el desarrollo de imanes superconductores. Se están construyendo muchos prototipos de máquinas de fusión, hay nuevos hallazgos, hitos que se han conseguido en los últimos tres o cuatro años, y esto hace que las empresas y los laboratorios de distintos países estimen que la energía de fusión estará disponible en la red en diez, quince o veinte años, dependiendo del plan de cada uno.
— ¿Por qué es limpia?
— Se dice que es limpia porque no genera residuos radiactivos de alto nivel. Con la energía de fisión se producen residuos radioactivos que duran miles de años. ¿Se va a producir algún tipo de residuo con la fusión? Sí, pero dejarán de estar activos en cien años. Este es un compromiso que tiene la comunidad de investigadores de fusión y, de hecho, se han desarrollado materiales especiales que permiten cumplir estas condiciones. Europa ha estado unos 25 años desarrollando unos aceros especiales llamados EUROFER97 donde se han eliminado los elementos que hacían que su tiempo de vida radiactiva fuera de miles de años y se ha reducido a 80/100 años. Trabajos similares se han desarrollado en Japón, con el desarrollo del acero F82H.
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— ¿Cómo de prometedor es esto? En 2022 supimos que un reactor de fusión en EE.UU. había conseguido generar más energía de la que se necesitó para echarlo a andar…
— La energía de fusión está pasando del laboratorio a la industria, y lo que hay son todavía experimentos. Cada vez que un experimento alcanza un hito, consolida el conocimiento y muestra el camino para un prototipo de reactor comercial. Eso es lo que pasó a finales de 2022 en el National Ignition Facility (NIF) del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California. Mientras experimentaban con unas máquinas de fusión vieron que obtenían una ganancia de energía bastante grande, pero no sabían por qué. Así que se dedicaron a estudiar qué parámetros hacían que la máquina fuera más eficiente y eso dio lugar a esa prueba donde por primera vez en la Tierra se produjo más energía que la que se había suministrado a la fusión.
—Dijeron que habían alcanzado hasta 1,9 veces la energía empleada.
— Sí, esa magnitud se llama 'Q'. El experimento más grande de fusión que se está haciendo en el mundo hoy es el ITER, en Cadarache (Francia), y se espera que tenga una 'Q' de diez, que es una amplificación bastante grande. Hay que decir que en el experimento del Lawrence Livermore era un 'Q' científica, es decir que la energía que le llegó al 'target' era menor que la que se produjo, pero no que la que se inyectó al sistema —que se llama 'Q' de ingeniería—, porque siempre hay pérdidas. Pero bueno, fue la primera vez que realmente se demostró que podías tener una ganancia de energía basada en reacciones de fusión.
— ¿Entre los avances también están los materiales que se usan para contener esta reacción?
— Hay que mantener temperaturas muy altas dentro del espacio que contiene el plasma y temperaturas muy bajas fuera de ella porque los imanes superconductores se tienen que mantener a temperatura criogénica, entonces, en un espacio de un metro y medio, pasas de miles de grados sobre cero a miles de grados bajo cero
— ¿Por qué los imanes tienen que estar tan fríos?
— Un imán a temperatura ambiente no es superconductor. La superconductividad te obliga a bajar la temperatura: los imanes que se usan normalmente están a unos cuatro Kelvin (270 grados bajo cero). Los imanes superconductores mas avanzados funcionan a 20 Kelvin. Si alguien descubre un imán superconductor a temperatura ambiente sería la persona más rica del mundo.
— ¿Hay materiales que permitan la coexistencia de algo tan frío y tan caliente?
— Esos materiales existen, algunos se están desarrollando, otros se están optimizando y luego hay una tensión entre la comunidad de materiales -yo soy de materiales- y los ingenieros que diseñan la máquina. El que diseña debe tener en cuenta los límites de los materiales. Y el que estudia los materiales tiene que adaptarse a las necesidades del ingeniero. Hay siempre un compromiso entre la necesidad y lo que existe.
— Decía que Europa había estado trabajando en un tipo de acero veintitantos años. ¿Qué se buscaba?
— Buscábamos un acero que efectivamente tuviera un rango que está entre los 350 y los 550 grados Celsius, cuyo comportamiento fuera óptimo o tan bueno como fuera posible, donde sus propiedades fueran compatibles con las cargas que tiene esa máquina, cargas termodinámicas y de fuerzas, es decir que no se rompa fácilmente, resistente a la radiación de neutrones de alta energía y una de las condiciones importantes era que fuera de baja activación. Es decir, que cuando esos materiales se irradien, porque van a estar expuestos a la radiación de neutrones, no se generen residuos nucleares de larga vida.
— ¿Qué otros avances están volviendo factible la energía de fusión?
— Uno de los mayores avances se ha producido con los superconductores. Por una parte se ha demostrado que el tamaño de la máquina es independiente del campo magnético. En paralelo, la industria médica de las resonancias magnéticas estaba demandando y desarrollando imanes superconductores más potentes porque a nadie le gusta meterse en un tubo súper pequeño para hacerse una resonancia. Tú quieres tener un campo magnético lo suficientemente potente que te permita hacer una resonancia en un espacio donde puedas estar más cómodo. Ahí empezó el desarrollo tecnológico de unos imanes superconductores más potentes que los recogió la fusión, pero que empezaron en la industria médica.
— ¿Y esta energía será más barata y abundante?
— Esta energía está en desarrollo. Tendremos el prototipo de un reactor, después se harán los primeros reactores comerciales y a partir de ahí bajará el precio y será competitiva. Estoy segura de que será competitiva.
—¿Cuándo estima que habrá un prototipo?
— Creo que estará disponible dentro de 10 años como muy tarde. Un prototipo es distinto a una flota. Me gusta puntualizar esto porque los científicos aspiramos a la perfección y la primera generación de reactores comerciales no va a ser óptima, simplemente será la que funcione.
— ¿Cree que la gente entenderá la diferencia entre energía nuclear de fusión y de fisión, y sus efectos?
— Creo que sí, primero porque la gente se informa más y en segundo lugar por la necesidad: se necesita energía que no contamine y a precio asequible. ¿Cómo un área se hace competitiva? Pues invirtiendo en desarrollo, haciéndola más eficiente y es que ni la energía nuclear de fisión ni de fusión generan CO2, por definición.
— ¿La energía de fusión puede sostener un sistema eléctrico sin los altibajos de las renovables?
— Sí, en el momento que tengamos una máquina de fusión, esta se puede tener funcionando 24/7 porque no está unida a ninguna restricción que venga de fuera. No depende del aire, del agua, del sol, ni de si llueve.
— He oído que China está avanzando mucho en este terreno, ¿es así?
— Yo no he oído, he estado allí. Tienen reactores de fusión, tienen instalaciones, tienen de todo. En el tiempo que estuve en la Agencia Internacional de Energía Atómica tuve la suerte de visitarlos. Antes del Covid, iba China una vez al año y cada vez que iba el avance era increíble porque están dedicando muchos recursos y tienen a mucha gente en esto. En enero de este año estuve allí de nuevo, y corroboré el avance en los últimos años a pesar de todas los retrasos y dificultades que se dieron en la época Covid. China necesita nuevas fuentes de energía y que esta sea limpia, y la fusión es una de las mejores opciones.
— Es una cuestión de escala…
— Sí, es una cuestión de escala. Es que tienen muchos estudiantes, muchos doctores y luego el Gobierno ha desarrollado una política muy inteligente: tenían muchos ciudadanos chinos en universidades de Occidente, en Reino Unido, en EE.UU., en Alemania, que han vuelto bajo unas condiciones buenísimas. Cuando fui en enero vi que están compitiendo de tú a tú con EE.UU. Esto es una carrera como la del espacio. EE.UU. está más centrado en el sector privado, con el sector público apoyando. China tiene un enfoque más gubernamental: el sector público es el que da el presupuesto y a partir de ahí funciona, pero el resultado es el mismo: máquinas de fusión de primer nivel.
— Sostiene que la investigación en energía de fusión se mueve como la geopolítica, ¿en qué se nota?
— Se nota en la colaboración internacional. Que tampoco es totalmente cierto, porque la comunidad de fusión siempre ha sido bastante integradora. Cuando Rusia no se hablaba con EE.UU., un grupo de ingleses fue a Rusia a comprobar que su reactor efectivamente alcanzaba las condiciones que decían que alcanzaba y tal. Pero hoy uno ve que de alguna forma la fusión también se mueve en bloques. El bloque de Occidente, el bloque chino...
— El combustible de la fusión es el litio. China ha hecho una política de minerales muy agresiva y lo estamos notando cuando vemos que son capaces de producir más baterías o la misma energía de fusión.
— A ver, hay fuentes de litio fuera de China. Chile es una de ellas. Argentina está sin explotar, Bolivia está sin explotar. Litio hay en EE.UU, en Europa también. En España, por lo visto en Extremadura, también hay. Eventualmente uno podría explotar esas fuentes y ya está. Donde realmente se necesitan tierras raras es en los imanes y, en particular, los imanes superconductores contienen tierras raras. Hay quienes dicen que las bobinas de cobre sólo necesitan una nanocapa de tierras raras, pero son kilómetros de cobre y no sabría decir si eso es mucho o es poco sin hacer un cálculo meticuloso.
—Usted forma parte de una organización que fomenta el papel de las mujeres en el mundo de la energía atómica de fusión.
— Soy la presidenta de una organización que se llama Women In Fusion.
— En España subsiste el debate sobre la escasa participación de la mujer en las ciencias, pero el hecho es que ha habido y hay científicas…
— Es cierto que siempre ha habido mujeres científicas y es cierto que ahora las hay, lo que no es cierto es que haya suficientes, porque yo he sido muchas veces la única mujer en la habitación. Y nunca he tenido problema, pero es un hecho cierto que somos pocas. Nuestra presencia no tiene que ser anecdótica, tiene que más natural.
—¿Qué haría para fomentar la ciencia entre las mujeres?
— En el tiempo que llevo con Women In Fusion he pensado en esto y creo que hay que hacer dos cosas: la primera, hay que hacer propaganda de lo que es la fusión en los colegios, y que quién vaya y lo cuente no sea un señor, sino que sea una señora, porque al final tú acabas proyectándote. Voy a contar una anécdota: cuando yo era niña creía que los diarios sólo los compraban los señores, porque mi tío, un maestro encantador, iba todos los días al colegio y compraba el periódico y lo traía a casa. Y allí lo leíamos todos, pero yo creía que los únicos que lo podían comprar eran él o mi padre, o sea un señor. Si alguien va a un colegio a darte una charla o vas a visitar un laboratorio y está lleno de señores, tú dices, mira esto no es un sitio para chicas.
— En su carrera, ¿se sintió acompañada por mujeres o faltaban?
—Tengo que decir una cosa: he vivido en Bélgica, en Alemania, en Austria y soy española, y el sitio donde más mujeres hay en asuntos científicos es en España. Los españoles tenemos un complejo de sentirnos atrasados y no es cierto. En mi facultad en la Complutense éramos un 30 o un 40 por ciento del total. En Alemania eso no pasa, el porcentaje es mucho menor. España es de los sitios en Europa donde, no digo yo que haya paridad, pero estamos muy avanzados y es algo que tenemos que destacar.
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