El rápido desarrollo de los centros urbanos en los países emergentes y una población estimada por sobre los 10.000 millones de personas producirán, hacia finales de siglo, una demanda de, probablemente, hasta el cuádruple de la energía que hoy consumimos. Por ello, los requerimientos de menores niveles de emisión de CO2 obligan al desarrollo de nuevos tipos de energías limpias.
En la actualidad, los combustibles fósiles son la principal fuente de energía, pero lamentablemente las fuentes renovables todavía no son capaces de suplir todas nuestras necesidades energéticas a un precio competitivo, por lo que se hace necesario desarrollar nuevas fuentes de energías limpias.
Aunque la fusión nuclear aún está en desarrollo, su potencial es enorme. La fusión nuclear es la energía que se produce en estrellas como el Sol, y de llegar a conseguirse aquí en la Tierra, sería más limpia, barata y segura que cualquier otra fuente de energía que conozcamos.
A diferencia de la fisión nuclear (la utilizada en los reactores nucleares como en Fukushima), la fusión nuclear apenas genera residuos radiactivos. Además, el combustible que requiere proviene principalmente del deuterio, elemento que se encuentra en abundancia en el agua de mar. Basta solo un gramo de combustible para generar la misma energía que se obtiene de la combustión de 2.000 barriles de petróleo.
En las estrellas, la gravedad permite comprimir y calentar el hidrógeno hasta que los núcleos se fusionan, liberando una gran cantidad de energía. Desgraciadamente, esta forma está fuera de nuestro alcance; conseguir calentar el hidrógeno a millones de grados.
El quinto proyecto más caro de la historia
Una forma de contener el gas de hidrógeno caliente es mediante poderosos campos magnéticos en un dispositivo de configuración similar a una donuts (o toroide). Al gas comprimido se le aplica una corriente eléctrica para calentarlo y con ello intentar conseguir la fusión. La compresión debe ser tan uniforme que cualquier mínimo desajuste provocaría inestabilidades o disrupciones en el gas, que pueden abortar abruptamente el confinamiento e, incluso, dañar el interior del toroide.
Pese a su complejidad, hay una gran cantidad de dispositivos experimentales de fusión por confinamiento magnético que intentan estudiar el fenómeno. El mayor de todos es el Joint European Torus (JET), ubicado en Reino Unido, el cual será, sin embargo, pequeño en comparación con el que se está construyendo en Francia, el Reactor Experimental Termonuclear International (ITER). Este es el quinto proyecto más caro de la historia, con un presupuesto estimado de 14.000 millones de euroes, y pretende demostrar la factibilidad de la energía por fusión nuclear.
En un par de segundos: datos y miles de canciones
Cada experimento en fusión origina miles de señales con grandes cantidades de datos a analizar. Por ejemplo, JET puede producir hasta 10 Gigabytes en menos de un minuto. En el caso de ITER, se estima que cada experimento generará cerca de 1 Terabytes de datos, lo que equivale a más de ¡250 mil canciones!
Tal cantidad de información es difícil de procesar. Se estima que hoy sólo el 10% de los datos provenientes de estas campañas experimentales son tratados. El 90% restante no se analiza en absoluto, ya que hacerlo de forma manual es intratable. Es por ello que en la actualidad muchos científicos han dedicado un esfuerzo importante al procesamiento automático de las bases de datos de los dispositivos de fusión nuclear.
Predicción y control
En concreto, en la Escuela de Ingeniería Eléctrica, bajo el proyecto Fondecyt 11121590 y en conjunto con investigadores del Ciemat (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) y la UNED (Universidad Nacional de Educación a Distancia), se está investigando el desarrollo de sistemas inteligentes de procesamiento de las enormes bases de datos de fusión.
Entre otros, los objetivos son la detección y predicción de las disrupciones, con el fin de mitigar el daño que se pueda producir en las paredes del toroide. Es más, si la predicción es precisa y se realiza con suficiente antelación, se podría incluso intentar aplicar algún procedimiento correctivo que evite el desencadenamiento de la inestabilidad, manteniendo de forma continua el confinamiento y el proceso de fusión nuclear.
De conseguirse ello, quizás estaremos más cerca de controlar la energía de las estrellas.