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Redes - Pequeños soles en la Tierra
Redes - Pequeños soles en la Tierra

La energía inagotable del futuro

  • La humanidad se ve obligada ya a hacer rentables nuevas formas de energía

  • Las más nueva y prometedora es la energía de fusión

  • El físico Steven Cowley nos pone al día de los avances en la carrera por conseguir reproducir en la Tierra la energía de las estrellas

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Ciencia para todos

Redes ha logrado demostrar que ciencia y entretenimiento se pueden unir para que en este tercer milenio la ciencia, por fin, irrumpa en la cultura popular.

El programa se emite en La 2, todos los domingos, a las 21:30 horas; y en el Canal 24 horas, según el siguiente horario:

  • Los jueves, a las 15:00 horas
  • Los viernes, a las 21:00 horas
  • Los sábados, a las 10:30 horas

 
En el futuro obtendremos energía a partir del conocimiento.
Steven Cowley
 
Eduard Punset:
Creo que una de las cosas más lógicas que he leído en los últimos 5 ó 10 años la dijiste (bueno, más bien la escribiste) tú. Afirmaste que la energía dejará de ser un recurso (como el carbón, el hierro, etcétera) y pasará a ser conocimiento: obtendremos energía a partir del conocimiento. Probablemente sea el cambio más grande que vayamos a experimentar en los próximos 40 ó 50 años.
 
Steven Cowley:
No solamente es un gran cambio, sino también una gran idea, puesto que modificará nuestra manera de interactuar en el mundo. En el futuro, las fuentes de energía (como la energía de fusión en la que trabajo) dependerán de nuestra capacidad de pensar y construir cosas, no de lo que extraigamos de la tierra. Dejaremos de depender del carbón, del petróleo o de los recursos que tengamos en cada país. No se podrá acaparar la energía ni impedir el acceso a la energía de los demás, porque se podrá disponer de energía siempre que se tengan los pensamientos adecuados, la capacidad adecuada. Creo que eso es bueno para los seres humanos.


Eduard Punset:
Es increíble, porque significa mucho. En Inglaterra se produjo la revolución industrial gracias a que había recursos para obtener energía (el carbón y el hierro abundaban en Gran Bretaña) y probablemente suceda lo mismo con la mayoría de países árabes en la actualidad, que disponen de petróleo fósil. Pero tú dices: "¡no, olvidadlo! El futuro tendrá que ver con vuestro cerebro, con vuestros conocimientos". ¿Podremos olvidarnos de estos recursos?
 
Steven Cowley:
Bueno, si pensamos en lo que sucederá de aquí a 50 ó 100 años, sin duda hay tres fuentes energéticas que tendremos que dominar para abastecernos. ¡La primera es el sol! ¿De acuerdo? Nos abasteceremos de la energía solar. La segunda fuente es la fusión nuclear, que es el campo en el que trabajo. Y la tercera es la fisión nuclear, lo que tenemos ahora en las centrales nucleares. El caso es que ninguna de las tres fuentes depende de los recursos naturales, sino de la capacidad de crear la tecnología para acceder a ellas. Creo que la fisión desempeñará un papel en el futuro. Lo que me preocupa es que no nos preparemos adecuadamente para ese futuro desde ya mismo.
 
Eduard Punset:
Eso es.
 
Steven Cowley:
Y que no preparemos todas las opciones, porque no creo que la energía solar sea una garantía de éxito en toda Europa, por ejemplo… especialmente en el norte de Europa, donde no hay tanta luz solar. Deberíamos estar preparando las tres opciones con las que contamos.
 
Eduard Punset:
La energía de fusión nuclear apenas necesita espacio, ¿verdad?


Steven Cowley:
Sí.
 
Eduard Punset:
Y no es contaminante (nada de emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera), a la vez que es prácticamente inagotable: pero, si esto es así, ¿por qué estamos tardando tanto? Creo que en el año 1991 se consiguió energía de fusión nuclear por primera vez, más o menos. En el 2018, habrá la primera planta experimental de fusión nuclear, muy bien. Pero luego habrá que esperar hasta el 2030 antes de que esta energía pueda difundirse a través de las redes eléctricas de los países. Así que no será hasta el 2030 por lo menos.
 
Steven Cowley:
Bueno, creo que hasta bien entrada la década de 2030 no conseguiremos niveles significativos de electricidad.
 
Eduard Punset:
¿Por qué? ¿Por qué tarda tanto?
 
Steven Cowley:
Pues… tarda tanto porque es muy difícil. Pero ahora estamos suficientemente cerca como para saber que acabará pasando. ¡La fusión es una fuente de energía sorprendente! Porque, en realidad, todo lo que hacemos se debe a la fusión: la energía del sol surge del proceso de fusión, y el sol es lo que, al fin y al cabo, crea las condiciones para que surja el petróleo y también el carbón…
 
Eduard Punset:
Y también nosotros…
 
Steven Cowley:
¡También nosotros! Y la energía del sol procede de la fusión nuclear. La fusión es una manera muy primitiva, por así decirlo, de crear energía, puesto que lo que hace es partir de núcleos atómicos pequeñitos y unirlos para crear núcleos más grandes. Sin embargo, ¡es difícil unir dos núcleos! La razón es que los núcleos se rigen por dos fuerzas: una cuando están separados… si tuviera dos núcleos así, habría una fuerza electromagnética que haría que se repelieran; solamente se atraen cuando están muy, muy cerca. Y para acercar dos núcleos hay que acelerarlos a temperaturas altísimas… cuando se encuentran y están suficientemente cerca, esa fuerza, que denominamos interacción fuerte, los une y mantiene unidos, de modo que esos dos pequeños núcleos formarán un núcleo mayor.
 
Eduard Punset:
Para que se desarrolle la fuerza fuerte, son necesarias temperaturas altísimas, imagino.
¿De qué temperatura estamos hablando, comparada con la del sol?
 
Steven Cowley:
En el sol, la fusión tiene lugar muy lentamente. Y ocurre a 15 millones de grados. Pues bien, el experimento aquí, en mi laboratorio, alcanza los 170 millones de grados.
 
Eduard Punset:
¡Madre mía!
 
Steven Cowley:
Eso son 10 veces… más de 10 veces la temperatura del centro del sol.
 
Eduard Punset:
¿Y cómo demonios se mantiene el orden en una situación así? Me refiero a que no podéis contener ese calor con madera ni con hierro ni con acero…
Steven Cowley:
No, es evidente que no, porque ya sabes que algo tan caliente haría que el hierro se derritiera, por no hablar de que algo tan caliente jamás podría mantenerse caliente. Lo que hacemos (y es muy peliagudo) es tomar una pequeña parte de los núcleos que queremos fusionar (y son núcleos de hidrógeno, de dos isótopos de hidrógeno denominados deuterio y tritio) y los calentamos dentro de un campo magnético.
 
Eduard Punset:
El campo magnético es la respuesta.
 
Steven Cowley:
Un campo magnético, sí. La fuerza del campo magnético los confina en una especie de jaula. Es una jaula de campos magnéticos que mantiene este gas tan caliente. A medida que lo vamos calentando, no puede tocar las paredes, así que no puede enfriarse, y cuanto más se calienta, más se acerca al punto en el que empieza la reacción de fusión. Cuando se alcanza una temperatura de unos 100 millones de grados, empieza la fusión, y el proceso mejora a medida que aumenta la temperatura. En nuestros experimentos de aquí, en 1997, calentamos menos de un gramo a esta temperatura en un volumen muy grande, un volumen de unos 300 metros cúbicos.
 
Eduard Punset:
¿300 metros cúbicos de plasma?
 
Steven Cowley:
De plasma, y lo calentamos hasta una temperatura superior a los 150 millones de grados. A esa temperatura se empezó a generar energía: se produjeron 16 megavatios de energía. 16 millones de vatios de energía.


Eduard Punset:
Pero se requiere mucha energía para calentar semejante masa de plasma, ¿no?
 
Steven Cowley:
Sí.
 
Eduard Punset:
…pero si lo lográis, podéis generar…
 
Steven Cowley:
…mucha más energía…
 
Eduard Punset:
Mucha más energía.
 
Steven Cowley:
Mucha energía. Es como encender un fuego. La máquina que estamos construyendo (y se está construyendo en el sur de Francia) se llama ITER. En ella, cuando se alcanzan estas temperaturas, se empieza a generar tanta energía que la máquina se calienta por sí sola. Y cuando esto ocurre, es como un fuego: una vez encendido, puedes retirar la cerilla y seguirá ardiendo.
 
Eduard Punset:
Una cosa: hay algo que me fascina, y creo que lo llamáis ELM, por sus siglas en inglés, que significa "modos localizados en el borde" y es que el plasma, a veces, y lo he visto en una imagen, a veces no tiene el comportamiento adecuado. Es como en la superficie del sol, en la que de repente se produce una erupción solar y… Dios mío, si ya resulta difícil controlar el plasma cuando está estable, ¿cómo lográis controlarlo cuando se produce una erupción así?
Steven Cowley:
Confinamos este plasma caliente en una jaula de campos magnéticos. Se trata de un gas muy caliente, que contenemos con la ayuda de un campo magnético. Y se retuerce. Intenta escabullirse. Imagina que intentas contener un montón de gelatina con una cuerda. Pones dos cuerdas alrededor de la gelatina e intentas aguantarla, pero se mueve y se retuerce. A veces, si las cuerdas no están bien puestas, se derramará, habrá una erupción y se derramará… ¿ves esta imagen de ahí, verdad? Lo que ves en la parte de la derecha es un plasma que está estable, que se mantiene, en este caso, alrededor de los 20 millones de grados. Y se queda ahí, estable, gracias al campo magnético. Pero a veces, si el campo magnético no es el adecuado… ¡Pum! El plasma se desborda. Y tenemos que asegurarnos de que eso no suceda, porque evidentemente no es nada bueno, es una conducta que queremos evitar.
 
Eduard Punset:
Tengo una duda que quiero que me confirmes, porque no puedo creerlo: ¿es cierto que uno de los materiales de absorción para evitar estos estallidos es el carbón vegetal, que obtenemos de los cocos?
 
Steven Cowley:
Sí.
 
Eduard Punset:
¿Y es posible que los obtengamos de los cocos, es decir, es verdad que utilizáis este tipo de carbón vegetal?
 
Steven Cowley:
Lo hacemos, sí. Veamos, el plasma se contiene mediante un campo magnético. Pero hay que evitar que entre el aire. Por tanto, hay un contenedor en el que se guarda el plasma, hecho de metal. Y el interior de este contenedor está recubierto de losetas de carbón, de carbón vegetal.
Eduard Punset:
Ya veo…
 
Steven Cowley:
Hay fibras de carbón, y también hay carbón en la superficie. ¡Y uno de los mejores carbones vegetales se obtiene de los cocos!
 
Eduard Punset:
Así que tenemos una de las cosas más antiguas que nos podamos imaginar junto con la tecnología más moderna, ¡mano a mano!
 
Eduard Punset:
Por cierto, sabes que nosotros, en España, no tuvimos una revolución científica (o eso se dice), pero ahora las cosas han cambiado. Al parecer, con el ITER hemos participado bastante, ¿verdad?
 
Steven Cowley:
¡Sin duda! España ha contribuido mucho. España está haciendo dos cosas importantes para el ITER: por un lado, ha instaurado un programa de investigación muy importante para ayudar a garantizar que las cosas se hagan adecuadamente y, por otro, en Barcelona hay una organización que se llama Fusion for Energy (Fusión para la Energía)…
 
Eduard Punset:
¡Eso es!
 
Steven Cowley:
Y los ingenieros que trabajan allí se encargan de la contratación del sector europeo para construir una gran parte del ITER. Así que España es muy, muy importante.
Eduard Punset:
Mira por dónde, tenemos un país con un pasado tormentoso que avanza hacia un futuro bonito, en cierto modo. ¿Sabes? A algunos les resultará difícil imaginar un futuro en el que nuestro uso de la energía proceda principalmente de la energía de fusión.
 
Steven Cowley:
En el futuro, la mayor parte de nuestra energía se generará en forma de electricidad. Utilizaremos la electricidad para muchas cosas, por ejemplo para conducir automóviles. Creo que en las ciudades predominarán los coches eléctricos en el futuro. Y esta idea me gusta, ¡porque hay demasiado ruido! Yo quiero una ciudad silenciosa, ¡quiero una ciudad en la que se puedan oír las cosas! ¡Quiero una ciudad en la que se oigan los pájaros! En el futuro, cuando no tengamos coches de petróleo sino coches eléctricos, ¡todo será mucho más silencioso!
 
Eduard Punset:
Steve, esto es lo que llamáis MAST… ¿qué es, exactamente?
 
Steven Cowley:
Esto es MAST. El MAST es un pequeño dispositivo compacto para confinar el plasma a temperaturas muy altas con campos magnéticos. La idea, al final, es construir pequeñas plantas de energía de fusión para construir pequeños soles, cada uno de los cuales tenga una reacción de fusión que genere energía. Utilizaremos cada pequeño sol como una central energética que abastezca un país de energía. ¿Sabes? Queremos llenar Europa de estos solecitos. Ahora lo importante es intentar hacerlos tan pequeños y compactos como sea posible, para que su construcción sea relativamente barata y se pueda obtener energía que se pueda comprar.


Eduard Punset:
Sí. Así que la máquina de Francia, el ITER, es lo contrario… es decir, es la parte experimental.
 
Steven Cowley:
Bueno, es muy grande y, por tanto, queda fuera de la escala en la que podemos plantearnos generar electricidad. Pero lo que intentamos es construir estas instalaciones cada vez más pequeñas para que, en el futuro, cuando construyamos electricidad, sea tan barata como sea posible.
 
Eduard Punset:
Vamos, que ahora crees en la energía de fusión…
 
Steven Cowley:
¡Sí! ¡Claro que creo!
 
Eduard Punset:
Porque realmente se puede generar.
 
Steven Cowley:
Sí. Pero, ¿sabes? He consagrado mi vida a este trabajo. Quiero que funcione. Y con esta máquina, y con la máquina de Francia, estamos muy, muy cerca de lograrlo. No sabemos todavía el precio que tendrá. Nuestro cometido es que sea barato, asequible, para que todo el mundo se lo pueda permitir… y para garantizar el futuro. Si no lo hacemos, nuestros nietos nos lo recriminarán: "¿por qué no os ocupasteis de este tema? ¡Es importante!". Sin duda, habrá un día en el ITER, en la década de 2020, en el que la máquina será autosuficiente por primera vez. Ese día marcará un hito en la ciencia. ¡Y yo estaré ahí! Estaré ahí sentado, mirando cómo actúa el plasma. Será la primera vez…
Eduard Punset:
Cuando era estudiante, tuve que estudiar un fenómeno llamado fotosíntesis. Y resulta que al principio, bueno, hace unos 2.000 millones de años, de hecho más de 2300 millones de años, había tal depredación de bacterias que engullían otras bacterias que la vida estuvo a punto de extinguirse del planeta. Pero hubo unos microbios, unas magníficas bacterias… se llaman cianobacterias… pues bien, las cianobacterias inventaron (por sí solas) algo que consiste en generar, a partir del sol, a partir de la energía de fusión, algo sobre lo que vivir. Porque siempre me he preguntado por qué demonios no podíamos inventar lo que las cianobacterias inventaron hace 2.000 millones de años… ¿Cuál es la diferencia entre la fotosíntesis (lo que ellas inventaron, que eliminó tanta depredación del planeta), y la energía en la que trabajas? 
 
Steven Cowley:
Hay que tener en cuenta, por supuesto, que la fotosíntesis consiste en transformar la luz del sol en energía química. La fusión es lo que hace el sol para emitir la luz. En cambio, la fotosíntesis transforma esa luz en energía química. La fotosíntesis puede ser una de las maneras en las que extraigamos energía solar en el futuro y ayudemos a obtener energía en el planeta; pero la fusión significa dar un paso más e intentar hacer lo que hace el sol, utilizar la manera en la que el sol obtiene su energía para crear pequeños soles en la Tierra. Repartidos por toda Europa, tendremos estos pequeños soles que generarán energía. Creo que, dentro de unos cien años, una parte importante de la energía que consumamos la obtendremos a partir de la fusión. El problema para los científicos como yo es hacer que suceda tan rápido como sea posible, porque lo necesitamos ahora, ¡lo necesitamos cuanto antes! ¡Debemos dejar de emitir dióxido de carbono en la atmósfera! ¡Tenemos que dejar de contaminar el planeta! Y ésta es una manera de hacerlo.