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Eleonora Viezzer, física: “En una década, con un vaso de agua se abastecerá de energía a una familia durante 80 años”

 

Eleonora Viezzer, física: “En una década, con un vaso de agua se abastecerá de energía a una familia durante 80 años”

La recién distinguida con el Premio Princesa de Girona de Investigación cree próximo el desarrollo de la fusión nuclear como fuente energética segura, inagotable y verde



Eleonora Viezzer, nacida en Viena hace 35 años, forma parte de la orquesta científica internacional que busca interpretar en la próxima década una de las sinfonías más esperadas por la humanidad: el desarrollo de la fusión nuclear (unión de dos núcleos de átomos ligeros para formar otro núcleo liberando energía, según la famosa ecuación de Einstein, E=mc²) como fuente de energía capaz, segura, inagotable y verde. Hija de un heladero italiano y de una trabajadora filipina en una tienda de recuerdos que se asentaron en Austria, se formó en Innsbruck y en Alemania (donde se doctoró en Física por la Universidad Ludwig-Maximilian en Múnich y formó parte del prestigioso Instituto Max Planck). Hace seis años recaló en la capital andaluza, de donde es su pareja, y se unió al departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla fundando el grupo Ciencias de Plasma y Tecnologías de Fusión junto con el profesor Manuel García Muñoz. Sus trabajos para dominar el plasma, el cuarto estado de la materia, han sido reconocidos en numerosas ocasiones internacionalmente. El último galardón, el Premio Princesa de Girona de Investigación Científica, le fue concedido en abril. Está convencida de que, “en una década, si se invierte lo necesario, el mundo podrá contar con una fuente de energía capaz de abastecer, con un vaso de agua, a una familia de cuatro miembros durante 80 años”.

Pregunta. Su trabajo se centra en el plasma de fusión de alto confinamiento y sin fluctuaciones. ¿En qué consiste?

Respuesta. En el camino hacia el desarrollo de la fusión como fuente de energía, tenemos que conseguir confinar el plasma de fusión (combustible de un reactor de fusión) a temperaturas superiores a las del Sol (200 millones de grados) y altas presiones. En esas condiciones, los plasmas de fusión tienden a desarrollar fluctuaciones que comprometen el funcionamiento del propio reactor. Nuestra tarea es controlar o mitigar esas fluctuaciones, algo así como domesticar el plasma.

P. ¿Encontrar la solución del futuro en las estrellas?

R. Exacto. Tratamos de reproducir en la Tierra la fuente de energía que alimenta las estrellas, la fusión nuclear. La enorme masa del Sol permite confinar el plasma de fusión a altísimas densidades facilitando enormemente la fusión. En la Tierra, sin embargo, uno de los métodos de confinamiento del plasma más avanzados se basa en jaulas magnéticas; campos magnéticos que mantienen el plasma de fusión levitando en el vacío y minimizando así el contacto con las paredes del reactor. En el centro del plasma tenemos 200 millones de grados centígrados, mientras en la pared pueden ser solo 100 grados. Para la fusión, nosotros usamos el deuterio y el tritio, que son isótopos del hidrógeno más pesados: el primero lo podemos sacar del agua del mar y el tritio, de la corteza terrestre. Si los fusionamos, creamos una nueva partícula Alfa, que es helio, y liberamos una energía de 17.6 mega-electrón voltios [MeV]. Si traducimos MeVs en unidades más cotidianas, esto significa que, si fusionamos una cantidad de deuterio y tritio similar a la que cabe en una cucharilla de café (2,5 gramos), por ejemplo, podemos crear una cantidad similar de energía a la que generaría un campo de fútbol lleno de carbón (28 toneladas) en combustión. Por cada gramo, con la fusión nuclear, podemos generar hasta 10⁷ más energía que con la misma cantidad de combustible fósil.

Si fusionamos una cantidad de deuterio y tritio similar a la que cabe en una cucharilla de café (2,5 gramos), por ejemplo, podemos crear una cantidad similar de energía a la que generaría un campo de fútbol lleno de carbón (28 toneladas) en combustión

P. ¿Sería inagotable?

R. Como el deuterio lo podemos sacar del agua del mar y el tritio, del litio que hay en la corteza terrestre, habría recursos para miles de años. Pero se pueden encontrar otras fuentes de litio u otros elementos para la fusión que no necesiten tritio. Por el momento, estos dos elementos aportan el máximo rendimiento.

P. Hay quien sostiene que la fusión nuclear es un sueño, que no es posible controlar el plasma.

R. La fusión existe, las estrellas y el Sol nos lo demuestran todos los días. La fusión funciona. El desafío es la tecnología y también la tenemos. El Tokamak ITER de Francia va a desarrollar el experimento más grande de fusión del mundo. Ahora mismo, las líneas de investigación demuestran que, cuanto más grande es el reactor, más rendimiento da. Pero es otro de los desafíos: hacerlos más pequeños, abaratar costes y hacerlos así más accesibles.

¡Con la financiación adecuada, podemos ver la fusión hecha realidad en menos de 10 años! Lo hemos visto ya con la vacuna contra la covid. Normalmente, necesitan más de 10 años para ser desarrolladas y comercializadas, pero, con el apoyo y financiación adecuada, hemos conseguido hacerlo en un año

P. ¿Cuándo se podrá disponer de energía generada por fusión nuclear?

R. Estamos trabajando para hacerlo lo antes posible. El descubrimiento de materiales superconductores a alta temperatura y su más reciente aplicación a la fusión han supuesto un punto de inflexión en el desarrollo de la fusión como fuente de energía y, más concretamente, de la fusión por confinamiento magnético. Los superconductores de alta temperatura están llamados a permitir reactores de fusión más compactos, eficientes y accesibles. Este es el objetivo del proyecto SPARC del MIT [Instituto de Tecnología de Massachusetts] y la empresa Commonwealth Fusion Systems. ¡Con la financiación adecuada, podemos ver la fusión hecha realidad en menos de 10 años! Lo hemos visto ya con la vacuna contra la covid. Normalmente, las vacunas necesitan más de 10 años para ser desarrolladas y comercializadas, pero, con apoyo y la financiación adecuada, hemos conseguido hacerlo en un año. Estamos hablando de algo parecido: si se invierte todo lo que se necesita se puede sacar mucho más rápido. La pregunta habría que hacérsela a quienes deciden las inversiones.

P. ¿Y será la fusión la única fuente de energía?

R. Podría serlo en el futuro, pero personalmente pienso que se incorporará un mix energético rico en el que cada fuente de energía tenga su aplicación. Por ejemplo, las altas densidades de potencia disponibles en reactores de fusión la hacen, probablemente, la fuente de energía ideal para ciudades con altas densidades de población o sistemas en los que necesitemos generar mucha energía en espacios muy pequeños y concentrados. Para otras aplicaciones, como puede ser, por ejemplo, un coche, quizás otras fuentes de energía como la solar, inercial, etcétera, puedan ser más apropiadas. En definitiva, necesitamos un mix energético limpio y sostenible con el medio ambiente y, ahí, la fusión jugará un papel crucial en los próximos años.

Uno de los objetivos del ITER o el SPARC es generar más energía de la necesaria para su operación. Estos dos proyectos están llamados a revolucionar la fusión y acelerar el paso de un laboratorio a una planta de generación de electricidad

P. Porque, por ahora, es solo un proyecto de laboratorio.

R. Pues porque, por ahora, no hemos conseguido la producción neta de energía. Esto es, necesitamos más energía para operar el reactor de fusión de la que este genera mediante las reacciones de fusión que se dan en su interior. Uno de los objetivos del proyecto ITER [Cadarache, Francia] o el SPARC es generar más energía de la necesaria para su operación. Estos dos proyectos están llamados a revolucionar la fusión y acelerar el paso de un laboratorio a una planta de generación de electricidad.

P. ¿Es seguro?

R. Sí, sí, sí, 100%. Las condiciones de fusión son extremadamente delicadas e implican bajísimas densidades que solo se consiguen en los reactores de fusión en condiciones de ultravacío. Por ejemplo, la masa total que forma el combustible de un reactor de fusión no son más que varios gramos repartidos en un volumen de 800 metros cúbicos (en el caso de ITER). Estas extremas condiciones de operación hacen imposible una reacción en cadena incontrolada. En el momento en el que el vacío del reactor se rompa, la atmósfera entraría en él, acabando con los procesos de fusión.

P. ¿Ha sentido discriminación en la ciencia?

R. Cuando echo la vista atrás, me doy cuenta de cosas que no deberían haber pasado. En la escuela de invierno donde decidí ser física, éramos solo dos chicas y nosotros fuimos las únicas a las que el profesor no nos pidió que presentáramos el proyecto al final del curso. En su momento no lo vi, pero ahora me pregunto: ¿por qué nosotras no? También ha habido compañeros que me han dicho: ‘Eso lo has ganado solamente porque eres mujer’. Yo les respondo: ‘¿Realmente piensas que no he trabajado lo mismo o incluso más que tú para llegar aquí?’. Pero necesitamos más mujeres en puestos de dirección y cuotas, porque todavía hay muchas mujeres a las que se las deja en el camino. Para cambiar la situación, hay que centrarse en las más pequeñas. Yo he hecho lo que he querido, pero también conté con la ayuda de mi madre, que hizo todo lo posible para que me centrara solo en la ciencia.

P. ¿Se puede hacer ciencia en España?

R. He estado en el Instituto Max Planck, que es lo máximo en la investigación en Alemania, y el cambio no ha sido fácil, pero aquí tengo una red muy importante, un grupo excelente que ha crecido y que me ha dado acceso a puertas que, quizás, no hubiera conseguido abrir en Alemania. Dicho esto, competimos con instituciones del prestigio del MIT, el Instituto Max Planck de Alemania o la Universidad de Princeton, entre otras. Si queremos mantenernos al nivel y ver un reactor de fusión por confinamiento magnético conectado a la red eléctrica nacional en los próximos años, necesitamos más recursos, estructuras y políticas basadas en la ciencia.




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