Las usamos para brindarte la mejor experiencia. Si continúas usando nuestro sitio web, asumiremos que aceptas recibir todas las cookies.
La petrolera italiana Eni está invirtiendo 50 millones de dólares en Commonwealth Fusion Systems, una filial del MIT que colabora con el instituto en el desarrollo de imanes superconductores para producir energía sin emisiones de carbono en un experimento de energía de fusión llamado SPARC. Julian Turner recibe información detallada del director ejecutivo, Robert Mumgaard.
En las profundidades del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), se está produciendo una revolución energética. Tras décadas de progreso, los científicos creen que la energía de fusión finalmente está lista para cobrar vida y que el santo grial de la energía ilimitada, sin combustión y sin emisiones de carbono podría estar al alcance.
El gigante energético italiano Eni comparte este optimismo e invierte 50 millones de euros (62 millones de dólares) en un proyecto colaborativo con el Plasma Fusion and Science Center (PSFC) del MIT y la empresa privada Commonwealth Fusion Systems (CFS), que pretende acelerar la incorporación de la energía de fusión a la red en tan sólo 15 años.
El control de la fusión, el proceso que alimenta el Sol y las estrellas, está estancado por un viejo problema: si bien la práctica libera enormes cantidades de energía, solo puede realizarse a temperaturas extremas de millones de grados Celsius, más calientes que el centro del Sol y demasiado calientes para que cualquier material sólido las soporte.
Como resultado del desafío que supone el confinamiento de los combustibles de fusión en estas condiciones extremas, los experimentos de energía de fusión han funcionado, hasta ahora, con un déficit, generando menos energía de la necesaria para sostener las reacciones de fusión y, por lo tanto, no pueden producir electricidad para la red.
“La investigación sobre la fusión se ha estudiado ampliamente durante las últimas décadas, lo que ha dado como resultado avances en la comprensión científica y las tecnologías para la energía de fusión”, afirma el director ejecutivo de CFS, Robert Mumgaard.
El CFS está comercializando la fusión mediante el enfoque de alto campo, donde desarrollamos nuevos imanes de alto campo para fabricar dispositivos de fusión más pequeños utilizando el mismo enfoque físico que los programas gubernamentales más grandes. Para ello, el CFS colabora estrechamente con el MIT en un proyecto que comienza con el desarrollo de los nuevos imanes.
El dispositivo SPARC utiliza potentes campos magnéticos para mantener en su lugar el plasma caliente (una sopa gaseosa de partículas subatómicas) para evitar que entre en contacto con cualquier parte de la cámara de vacío con forma de rosquilla.
“El principal reto es crear un plasma en condiciones propicias para la fusión, de modo que produzca más energía de la que consume”, explica Mumgaard. “Esto se basa en gran medida en un subcampo de la física conocido como física del plasma”.
Este experimento compacto está diseñado para producir alrededor de 100 MW de calor en pulsos de diez segundos, la misma energía que consume una ciudad pequeña. Sin embargo, dado que SPARC es un experimento, no incluirá los sistemas para convertir la energía de fusión en electricidad.
Los científicos del MIT anticipan que la producción será más del doble de la energía utilizada para calentar el plasma, logrando finalmente el hito técnico más importante: energía neta positiva proveniente de la fusión.
“La fusión ocurre dentro de un plasma fijado y aislado mediante campos magnéticos”, explica Mumgaard. “Conceptualmente, esto es como una botella magnética. La intensidad del campo magnético está estrechamente relacionada con la capacidad de la botella magnética para aislar el plasma y permitir que alcance las condiciones de fusión.
Por lo tanto, si podemos fabricar imanes potentes, podemos generar plasmas que se calienten y se densen con menos energía para mantenerlos. Y con plasmas de mejor calidad, podemos hacer que los dispositivos sean más pequeños y fáciles de construir y desarrollar.
Con los superconductores de alta temperatura, disponemos de una nueva herramienta para crear campos magnéticos de muy alta intensidad y, por lo tanto, botellas magnéticas mejores y más pequeñas. Creemos que esto nos permitirá alcanzar la fusión más rápidamente.
Mumgaard se refiere a una nueva generación de electroimanes superconductores de gran calibre que tienen el potencial de producir un campo magnético dos veces más fuerte que el empleado en cualquier experimento de fusión existente, lo que permite un aumento de más de diez veces en la potencia por tamaño.
Los nuevos imanes superconductores, fabricados con cinta de acero recubierta de un compuesto llamado óxido de itrio-bario-cobre (YBCO), permitirán a SPARC producir una potencia de fusión equivalente aproximadamente a una quinta parte de la del ITER, pero en un dispositivo que tiene solo alrededor de 1/65 del volumen.
Al reducir el tamaño, el costo, el cronograma y la complejidad organizacional necesarios para construir dispositivos de energía de fusión neta, los imanes YBCO también permitirán nuevos enfoques académicos y comerciales para la energía de fusión.
“SPARC e ITER son ambos tokamaks, un tipo específico de botella magnética basada en el extenso desarrollo científico básico de la física del plasma a lo largo de las décadas”, aclara Mumgaard.
“SPARC utilizará la próxima generación de imanes superconductores de alta temperatura (HTS) que permiten un campo magnético mucho mayor, brindando el rendimiento de fusión objetivo en un tamaño mucho más pequeño.
Creemos que este será un componente clave para lograr la fusión en un plazo relevante para el clima y un producto económicamente atractivo.
En cuanto a plazos y viabilidad comercial, SPARC es una evolución de un diseño de tokamak que se ha estudiado y perfeccionado durante décadas, incluido el trabajo en el MIT que comenzó en la década de 1970.
El experimento SPARC tiene como objetivo allanar el camino para la primera instalación de energía de fusión real del mundo, con una capacidad de alrededor de 200 MW de electricidad, comparable a la de la mayoría de las plantas de energía eléctrica comerciales.
A pesar del escepticismo generalizado en torno a la energía de fusión (Eni tiene la visión de futuro de ser la primera compañía petrolera mundial en invertir fuertemente en ella), los defensores creen que la técnica puede potencialmente satisfacer una parte sustancial de las crecientes necesidades energéticas del mundo, mientras que al mismo tiempo reduce las emisiones de gases de efecto invernadero.
La menor escala que permiten los nuevos imanes superconductores potencialmente permite una ruta más rápida y más barata hacia la electricidad a partir de la energía de fusión en la red.
Eni estima que desarrollar un reactor de fusión de 200 MW costará 3000 millones de dólares para 2033. El proyecto ITER, una colaboración entre Europa, EE. UU., China, India, Japón, Rusia y Corea del Sur, ha superado la mitad de su objetivo de realizar la primera prueba de plasma sobrecalentado para 2025 y la primera fusión a plena potencia para 2035, y cuenta con un presupuesto de unos 20 000 millones de euros. Al igual que SPARC, el ITER está diseñado para no producir electricidad.
Entonces, con la red estadounidense alejándose de las plantas monolíticas de carbón o fisión de 2 GW a 3 GW hacia otras en el rango de 100 MW a 500 MW, ¿puede la energía de fusión competir en un mercado difícil? Y, de ser así, ¿cuándo?
“Aún queda investigación por hacer, pero los desafíos son conocidos, las nuevas innovaciones están señalando el camino para acelerar las cosas, nuevos actores como CFS están aportando un enfoque comercial a los problemas y la ciencia básica está madura”, dice Mumgaard.
Creemos que la fusión está más cerca de lo que muchos creen. Manténganse al tanto. jQuery(document).ready(function() { /* Carrusel de empresas */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
DAMM Cellular Systems A/S es uno de los líderes mundiales en sistemas de comunicación de radio troncalizada terrestre (TETRA) y radio móvil digital (DMR) confiables, robustos y fácilmente escalables para clientes industriales, comerciales y de seguridad pública.
El despachador DAMM TetraFlex ofrece mayor eficiencia en las organizaciones que operan una flota de suscriptores que requieren comando, control y monitoreo de comunicaciones por radio.
El sistema de registro de voz y datos DAMM TetraFlex ofrece funciones de grabación de voz y datos completas y precisas, así como una amplia gama de funciones de registro de CDR.
Green Tape Solutions es una consultora australiana especializada en evaluaciones, aprobaciones y auditorías ambientales, así como en estudios ecológicos.
Si busca mejorar el rendimiento y la fiabilidad de su central eléctrica, necesitará la experiencia de simulación adecuada para lograrlo. Una empresa se dedica a producir simuladores de centrales eléctricas realistas que garantizan que su personal cuente con los conocimientos necesarios para operar su central de forma segura y eficiente.
Hora de publicación: 18 de diciembre de 2019