La fuerza de las estrellas late con fuerza en nuestro planeta. No es una mera frase navideña, sino una cuestión energética que puede provocar la mayor revolución científica de la humanidad. ¿Grandilocuencia gratuita? No, es la fusión nuclear, la baza que maneja la ciencia para garantizar un futuro sostenible. Y en la era del cambio climático, esto implica, simplemente, garantizar un futuro.

Conseguir que átomos ligeros generen más energía de la que cuesta fusionarlos es el objetivo de una carrera que integra a científicos e investigadores de todo el mundo. En un 2023 marcado por las guerras, la apuesta por el conocimiento compartido da la posibilidad de una energía limpia, segura, asequible e ilimitada. Y en esa carrera España, Andalucía y Eleonora Viezzer, son protagonistas.

“Andalucía es referente en la fusión”, explica a El Plural la investigadora del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Sevilla (US) y una de las responsables de Fusion2Grid, la fábrica de estrellas de Sevilla. Su equipo, el de Ciencias del Plasma y Tecnologías de Fusión acaba de obtener el respaldo del Consejo Europeo de Investigación, lo que supone financiación para el próximo lustro.

Eleonora Viezzer  (Viena, 1986) se siente parte de la primera generación que asistirá a la revolución energética de la fusión. Es la misma fuente de energía que hace brillar al sol. Reproducir la fusión de átomos del interior de las estrellas en la Tierra podría generar, la energía que consume una familia de cuatro personas a lo largo de toda su vida, o con una cucharilla de café (2.5 gr), la misma energía que 28 toneladas de carbón en combustión.

Una revolución con acento andaluz

Las noticias se suceden casi sin pausa en todo el globo. Diciembre arrancaba con la inauguración del reactor JT-60SA de Japón, en colaboración con la Unión Europea. Se trata del reactor experimental más potente del mundo. Es la antesala del ITER de Francia, que supone la línea de meta de un macroproyecto que integra a la UE, China, Corea, India, Japón, EEUU y a Rusia.

5 días después, en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, California, se consiguió realizar repetidamente el proceso de ignición de átomos de hidrógeno con rendimiento energético positivo. “Es solo el comienzo”, dijo la secretaria de Energía de EEUU. El logro de California ha sido gracias a la acción de varios láseres incidiendo a la vez, lo que permitió obtener un múltiplo de 1.5 veces la energía invertida. Las buenas noticias se suceden, "estamos viviendo un momento histórico en los distintos caminos que nos llevan a la fusión".

El ITER y el JT-60SA son tokamaks experimentales con forma de dónuts, que fusionan núcleos de isótopos de hidrógeno. Al hacerlo, se libera energía, reproduciendo el funcionamiento de las estrellas. La fusión de átomos ligeros se desarrolla dentro del plasma "el cuarto estado de la materia, un gas ionizado donde las partículas cargadas positivas y negativas se mueven libremente y pueden fusionarse. Para hacer la fusión posible necesitamos el plasma", explica Viezzer.

La gestión del plasma implica trabajar con temperaturas de 100 a 200 millones de grados centígrados, lo que se hace mediante el "confinamiento magnético, , creamos jaulas magnéticas que mantengan el plasma estable dentro del tokamak". Para este ingenio hay que desarrollar una ingente industria paralela que permita trabajar con "temperaturas y presiones extremas".

Para el desarrollo de todas estas variables la decisión que acaba de tomarse en la COP28 de Abu Dabi, donde 22 países firmaron un plan conjunto para el desarrollo de la industria de la fusión es un espaldarazo. En EEUU, republicanos y demócratas han pactado un marco presupuestario que invita al sector privado y permitirá la entrada de 1.400 millones de dólares para investigación.

En esta carrera global hay instalaciones de importancia en Andalucía. Una de ellas está desarrollándose en Granada. El IFMIF-Dones es, por tamaño y relevancia, la segunda instalación tras el ITER en Europa. Integra a toda la participación internacional y está llamado a investigar y desarrollar los materiales que permitan desarrollar la jaula magnética que confina el plasma y posibilitará la fusión y su integración en la red energética.

Si en Granada se desarrolla el material, en los laboratorios de Sevilla Viezzer continúa investigando el desarrollo del plasma, "los avances son continuos, para el primer cuatrimestre de 2024 esperamos tener el primer plasma en SMART y las pruebas de vacío han sido exitosas". El equipo de la US cuenta con un pequeño aliado, el único tokamak esférico del mundo capaz de operar con triangularidad negativa.

El tokamak SMART (por sus siglas en inglés, Small Aspect Ratio Tokamak) será el primer reactor de fusión compacto tipo tokamak esférico de España y único en el mundo por la flexibilidad que tendrá para generar, y estudiar, plasmas. Ofrece formas optimizadas que mejorarán tanto el confinamiento del plasma como su interacción con la pared del reactor. Con el SMART se podrá estudiar estos “nuevos y prometedores regímenes de operación para un reactor de fusión comercia”.

Internacional y protagonista

Que esta es una carrera global, en la que la competencia destaca menos que los logros conjuntos lo representa a la perfección Eleonora Viezzer. Hija de padres italianos y filipinos, nació en Viena, creció en Italia, investigó en Max-Planck-Institut de Múnich y ahora es parte de la comunidad universitaria sevillana, donde "me acogieron con los brazos abiertos".

No en vano, el trabajo de Viezzer junto a otros investigadores como Manuel García Muñoz permite la US becas millonarias. El equipo de 30 personas que desarrolla el plasma en el tokamak SMART podrá contar con 6 miembros más para los próximos años gracias a la ERC Consolidator Grant.

Inevitablemente, surge la comparativa de ser investigadora en Sevilla con respecto a Múnich, "en España hay mucho talento". Destaca además la capacidad de ejercer la docencia a la par que investiga, "eso me hace ser testigo de la próxima generación de investigadores que continúan nuestro legado".

Pero la cruz, es la de siempre: "Sin inversión no hay investigación y sin investigación no hay avances", lamenta. Señala, como tantos otros investigadores, el ejemplo de las vacunas durante la pandemia, "creí que apostar por la ciencia era una lección aprendida, pero aún no se ha traducido en nada y estamos de manos atadas para mejorar la calidad de vida de la gente y la sostenibilidad de nuestro planeta".

El caso de la fusión es la prueba de fuego, los trabajos que se desarrollan en Sevilla combinan 3 tecnologías disruptivas en el campo de la fusión por confinamiento magnético. La combinación de tokamaks esféricos compactos hechos con electroimanes superconductores de alta temperatura y operados con triangularidad negativa permiten la construcción de los reactores de fusión más compactos, eficientes y robustos. El tokamak SMART es la primera fase del proyecto Fusion2Grid, que pretende alcanzar, por primera vez en el mundo, temperaturas de fusión (100 millones de ºC) en un tokamak esférico compacto con triangularidad negativa.

Cuando toda la estructura internacional esté operativa, la fusión podría generar 10 millones de veces la energía que genera el actual paradigma basado en la combustión. Hasta la década de 2030 no se prevé un horizonte comercial para esta tecnología.

La revolución está en el uso de material común y accesible. El átomo resultante de la fusión se hace usando dos isótopos, algo así como primos hermanos de hidrógeno, se trata de “deuterio, que podemos extraerlo del agua del mar y tritio, que lo obtenemos del litio de la corteza terrestre, necesitamos tan poco para obtener tanto que espero que los políticos se den cuenta de que podemos resolver la crisis energética".

Un sueño estelar, solo si cuenta con las mujeres

Viezzer predica un futuro que, si no fuera por visionarias como ella, sería de ciencia ficción. Un futuro que, reclama, sigue precisando de más presencia femenina. Comparte algunas dificultades que ha enfrentado a lo largo de su carrera por ser la única mujer en la sala y pide con naturalidad más sitio para voces femeninas dentro de los laboratorios.

Señala el ejemplo de la reciente Miss USA, Grace Stanke, estudiante de ingeniería que hace campaña por la fusión nuclear, "el futuro pasa, queramos o no, por las profesiones STEM, si quieres estar ahí, recuerda que no es un sitio de frikis ni solo de hombres" y su historia lo constata. Le preguntamos si se siente orgullosa por ser un referente para futuras investigadoras, de nuevo, quita importancia y solo señala que "como padres e investigadores, es nuestra responsabilidad que las chicas puedan estar en esta carrera".