Alemania busca posicionarse en el centro de la carrera tecnológica por la energía del futuro. Un acuerdo entre el estado de Baviera, la empresa especializada Proxima Fusion, la energética RWE AG y el Instituto Max Planck de Física del Plasma apunta a desarrollar la primera planta experimental de fusión nuclear de tipo stellarator en Europa. El objetivo consiste en demostrar que la fusión puede producir más energía de la que consume, un paso decisivo para convertir esta tecnología en una fuente eléctrica viable.
El proyecto contempla la construcción de un reactor experimental llamado Alpha, que se instalará en la localidad de Garching, cerca de Múnich, junto a instalaciones del Instituto Max Planck. Su misión será demostrar la llamada ganancia neta de energía. En términos simples, el reactor deberá generar más electricidad que la que utiliza para funcionar. Si el experimento resulta exitoso, Alemania podría quedar en una posición privilegiada dentro de una competencia científica que involucra a laboratorios de todo el mundo.
Alpha no será una central eléctrica comercial. Funcionará como un reactor demostrador, destinado a probar soluciones tecnológicas que luego permitirán construir una planta operativa. Los resultados servirán como base para el desarrollo de Stellaris, una futura instalación comercial de energía de fusión que podría ubicarse en la localidad bávara de Gundremmingen.
El calendario del proyecto apunta a que Alpha entre en funcionamiento durante la década de 2030. Si el programa avanza según lo previsto, Alemania podría transformarse en una referencia mundial en el desarrollo de reactores de fusión basados en tecnología stellarator.
Dos caminos tecnológicos para dominar la fusión nuclear
La investigación en fusión nuclear se concentra en dos grandes diseños de reactor: los tokamak y los stellarator. Ambos conceptos aparecieron durante la década de 1950, cuando varias potencias comenzaron a investigar cómo reproducir en la Tierra el proceso que alimenta a las estrellas.
El reactor stellarator fue desarrollado por el físico estadounidense Lyman Spitzer. Su trabajo impulsó la creación del laboratorio de física del plasma de la Universidad de Princeton y abrió una línea de investigación que continúa hasta la actualidad. El diseño tokamak surgió casi al mismo tiempo en la Unión Soviética, de la mano de los físicos Ígor Tamm y Andréi Sájarov, basados en ideas previas del investigador Oleg Lavrentiev.
El propósito de ambos sistemas consiste en confinar plasma a temperaturas extremadamente altas para que los núcleos de hidrógeno se fusionen y liberen energía. La fusión reproduce el mismo fenómeno físico que ocurre en el interior del Sol, donde la presión y la temperatura permiten que los átomos se unan y generen enormes cantidades de energía.
Durante los primeros años de investigación, muchos científicos occidentales consideraron que el stellarator tenía un gran potencial. Sin embargo, cuando los resultados experimentales comenzaron a compararse entre distintos laboratorios, el tokamak mostró un rendimiento mucho mayor en las pruebas iniciales. Esa diferencia llevó a que gran parte de la investigación internacional se concentrara en ese diseño durante varias décadas.
La diferencia principal entre ambos reactores aparece en la forma en que generan los campos magnéticos necesarios para confinar el plasma. Los tokamak tienen una geometría toroidal similar a un dónut. En ese sistema, el plasma circula dentro del anillo y contribuye a generar parte de los campos magnéticos que lo mantienen estable.
Los stellarator presentan una geometría mucho más compleja. Su estructura recuerda a una rosquilla retorcida sobre sí misma, con bobinas magnéticas externas diseñadas para mantener el plasma en suspensión. A diferencia del tokamak, en este caso no circula corriente eléctrica dentro del plasma.
Ese diseño ofrece una ventaja importante. El plasma puede mantenerse estable durante más tiempo sin depender de corrientes internas. Sin embargo, el desafío técnico es enorme. Las bobinas magnéticas deben fabricarse con formas extremadamente precisas para que el campo magnético tenga la configuración correcta.
El reactor alemán que reactivó la investigación en stellarator
En Europa existe uno de los stellarator más avanzados del mundo: el reactor experimental Wendelstein 7-X, instalado en el Instituto Max Planck de Física del Plasma, en la ciudad alemana de Greifswald. Esta instalación se convirtió en uno de los principales centros de investigación en fusión nuclear.
La construcción del reactor terminó en 2015. Desde entonces se realizaron múltiples experimentos destinados a estudiar el comportamiento del plasma dentro de esta compleja estructura magnética. Las primeras pruebas realizadas entre 2015 y 2018 confirmaron que el sistema funcionaba según lo previsto.
Después de esa etapa inicial, el reactor recibió mejoras técnicas importantes. Los investigadores instalaron un sistema de refrigeración por agua capaz de disipar con mayor eficiencia el calor acumulado en la cámara de vacío. También introdujeron modificaciones destinadas a permitir temperaturas de plasma más elevadas.
Los trabajos de actualización terminaron en agosto de 2022. Meses después llegó uno de los resultados más relevantes del programa de investigación. En febrero de 2023 el reactor logró confinar plasma durante ocho minutos continuos, un logro destacado para este tipo de tecnología.
Durante ese experimento el sistema produjo una energía total de 1,3 gigajulios, lo que permitió validar varios aspectos del diseño stellarator. Los datos obtenidos en esos experimentos resultaron fundamentales para el desarrollo del proyecto Alpha.
La empresa Proxima Fusion nació justamente a partir de ese trabajo científico. Sus fundadores provienen del Instituto Max Planck y utilizaron los resultados del Wendelstein 7-X para diseñar una nueva generación de reactores.
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