El pueblo granadino de 800 habitantes que va a albergar la mayor prueba de fusión nuclear

Es la energía de las estrellas. El Sol se mantiene siempre encendido gracias a la fusión nuclear. Si la humanidad pudiera controlar de forma eficiente y segura ese proceso, solucionaría gran parte de los actuales problemas de nuestro planeta (económicos, políticos y medioambientales), que se derivan de la dependencia de los combustibles fósiles. Los científicos llevan décadas tratando de avanzar ante un reto extremadamente complejo y el éxito aún parece lejano, pero una serie de proyectos hacen que estemos cada vez más cerca. Una de esas piezas clave del rompecabezas se va a situar en Granada.

En la localidad de Escúzar, de menos de 800 habitantes, a pocos kilómetros de la capital granadina y de Sierra Nevada, ya ha comenzado la construcción del International Fusion Materials Irradiation Facility-Demo Oriented NEutron Source (IFMIF-Dones), una infraestructura de investigación que será única en el mundo, formada principalmente por uno de los aceleradores de partículas más potentes. Desde el punto de vista formal y simbólico, el pasado jueves fue un momento decisivo, gracias a la firma de un acuerdo entre España y Croacia, con la presencia de los Reyes de España, para que esta iniciativa eche a andar definitivamente. Si no han oído hablar de ello, quizá les suene todo demasiado extraño, pero vamos a tratar de explicarlo, porque es el proyecto más ambicioso de la historia de la ciencia en España y, probablemente, uno de los más decisivos para el mundo en las próximas décadas.

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“Conseguir la fusión nuclear en la Tierra significa explorar escenarios extremos en los que la materia alcanza temperaturas que exceden las del centro del Sol, con campos magnéticos muy intensos”, explica en declaraciones a Teknautas Carlos Hidalgo, director del Laboratorio Nacional de Fusión en el Ciemat. Al contrario de la fisión de las centrales nucleares actuales, donde se rompen átomos pesados para producir energía, este proceso consistiría en unir elementos ligeros. Para conseguirlo, hay que calentarlos hasta que los átomos se disgregan. Por un lado, quedan los electrones; por otro, los núcleos. “Forman un plasma, una sopa de partículas positivas y negativas que podemos atrapar mediante campos magnéticos intensos”, comenta.

Todo esto tendría lugar en los futuros reactores de fusión, que se convertirían en una fuente de energía extraordinaria. Sin embargo, hay un problema: el proceso genera neutrones muy energéticos y hay que evaluar su impacto en los materiales con los que se construyan los reactores. Esta fuente de energía sería inviable sin reactores que tuvieran una prolongada vida útil. El acelerador de partículas IFMIF-Dones pretende, precisamente, generar esos neutrones de alta energía y probar qué efecto tienen sobre diferentes materiales.

Para entender la trascendencia del proyecto, hay que ponerlo en el contexto de toda la apuesta que está haciendo la comunidad científica internacional y en particular la Unión Europea por la energía de fusión. En Cadarache, al sur de Francia, se está construyendo el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor o reactor termonuclear experimental internacional). “ITER tiene como objetivo demostrar la viabilidad científico-técnica de la fusión nuclear”, explica Hidalgo, pero a pesar de que es uno de los grandes proyectos científicos de la historia, con 24.000 millones de euros de presupuesto, no servirá para analizar las propiedades de los materiales que deben recibir flujos intensos de neutrones.

Una pieza fundamental

Hace falta otra pata, que será la instalación IFMIF-Dones. Su objetivo es generar “una base de datos de materiales”, que unida a los resultados de ITER, permitirá dar el gran salto: la construcción de DEMO (DEMOnstration power plant), un reactor de fusión nuclear que genere energía eléctrica lista para suministrar a la red convencional. Por eso, el proyecto de Granada es reconocido como “una instalación fundamental para el desarrollo de la energía de fusión nuclear en la Tierra”.

El acelerador de partículas va a “bombardear” con neutrones de alta energía distintos tipos de materiales y familias de materiales que se están intentando desarrollar. Cada uno es necesario en un sitio distinto del reactor. Por ejemplo, Europa ha desarrollado un tipo de acero con características especiales pensadas, precisamente, para las características de la energía de fusión. Otros materiales importantes son aleaciones de cobre, para asegurar la transmisión de calor eficiente, y aleaciones de wolframio, que se utilizan como materiales de primera pared para soportar grandes deposiciones de energía.

Todo este proceso, que arranca con ITER y con IFMIF-Dones y debe culminar con DEMO, llevará tiempo, al menos, las décadas de 2030 y 2040. De hecho, “podemos decir que Granada será la sede del proyecto, pero no cuándo; los flecos que quedan pasan por terminar de consolidar la infraestructura internacional que nos permita empezar la fase de construcción”, apunta Ángel Ibarra Sánchez, director de IFMIF-Dones. Como “no hay ningún otro emplazamiento alternativo”, el único riesgo es que se retrase. Así que urge fijar los socios internacionales para asegurarse los 700 millones de euros de presupuesto que requiere poner en pie estas instalaciones en un plazo de 10 años. Dentro del marco de Fusion for Energy (F4E), la organización de la Unión Europea para la fusión nuclear, ha habido conversaciones con Italia, Alemania, Francia, Polonia o Suecia. Fuera de Europa, Japón es el país más comprometido.

¿Y qué pasa con Croacia? Este país era clave porque “cuando España lanza la propuesta de construir IFMIF-Dones, Croacia también ve una oportunidad y hace una propuesta en paralelo”, relata Hidalgo. Sin embargo, “en Europa tenemos la cultura del acuerdo y se llegó a la conclusión de que, en lugar de competir por ubicar esta gran instalación científica, haríamos una propuesta conjunta”. Tras su valoración positiva en 2017 por parte de F4E, el acuerdo firmado ahora (los croatas fabricarán algunos componentes) parece el espaldarazo definitivo.

Ibarra destaca que no ha habido un proyecto científico de esta envergadura en suelo español y, desde luego, ninguno tan complejo. “El tipo de acelerador que necesitamos no se ha construido nunca, aunque hay algún precursor con requisitos más bajos. Se han hecho pruebas y prototipos y lo que queremos hacer se puede hacer, pero en cualquier caso es un reto significativo”, comenta. España decidió acometer un gran esfuerzo de inversión hace un par de años como demostración de su compromiso con el proyecto y se lanzó a la construcción de algunos edificios auxiliares, una fase que acaba de comenzar. En Escúzar ya hay grúas y se está trabajando en la cimentación de los edificios. “En poco tiempo, la estructura empezará a crecer”, augura el director.

Por qué en Granada

El hecho de que se eligiera Granada fue una combinación de circunstancias. “En el Ciemat, empezamos a trabajar en este proyecto hace casi 20 años. No pensábamos en que se fuera a ubicar en España, sino en que era interesante y queríamos participar como socios del programa de fusión europeo”, relata. Sin embargo, “tenemos un grupo de investigación en materiales muy potente y creímos que podría ser estratégico trabajar en esta instalación. Cuando decidimos que podría haber una oportunidad para construirlo en España empezamos a ver dónde”. El emplazamiento estaba condicionado por requisitos técnicos, posibles servicios, un entorno científico y tecnológico, “y un atractivo desde el punto de vista socioeconómico para que la gente esté dispuesta a venir, porque tenemos que ser capaces de atraer perfiles tecnológicos de fuera de España”.

Además, era importante utilizar Fondos Estructurales y de Inversión Europeos, que tratan de impulsar a las regiones más desfavorecidas. En Granada se daban todas las condiciones. El único problema podía ser la actividad sísmica de la zona. Sin embargo, “en Japón se construyen aceleradores y centrales nucleares”, afirma el experto. “Se producirán muchos terremotos pequeños todos los días, alguno algo más grande de vez en cuando, pero la única repercusión es que esto hace que el diseño sea más complicado”.

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El retorno para la industria y la economía será formidable. “La industria española de alta tecnología es bastante competitiva a nivel europeo. Esto no ocurre en todos los campos tecnológicos, pero en ITER España es el tercer contratista europeo, solo detrás de Francia e Italia”, destaca Ibarra. De hecho, “la industria española tendría la capacidad de construir el acelerador casi entero, pero en la práctica es una colaboración internacional a la que tendrán que aportar otros países”.

Según un estudio de impacto socioeconómico, se van a generar unos 2.500 puestos de trabajo entre directos e indirectos durante todo el tiempo de vida de la instalación, que duraría unos 20 o 30 años, sumando otra década entera para su construcción. En el propio IFMIF-Dones trabajarían unas 300 o 350 personas de forma permanente, empleos de alta cualificación, pero el efecto es mayor debido a las necesidades de mantenimiento y a todas las actividades complementarias. Será necesario que muchas empresas tecnológicas se instalen en las cercanías.

No es para menos ante “uno de los grandes desafíos a los que se enfrenta el ser humano en el siglo XXI”, comenta Hidalgo, “una fuente de energía masiva, sostenible y casi ilimitada”. El investigador del Ciemat recuerda que este centro ha sido el impulsor clave de este proyecto. “Es un ejemplo de cómo los centros públicos de investigación saben encontrar ventanas de oportunidad, gracias a nuestros impuestos, y ponen todos sus recursos y su conocimiento para que, en un proceso dilatado en el tiempo, podamos estar donde estamos actualmente, en los inicios de la construcción de esta gran instalación científica”.