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Hasta que inventen la máquina de movimiento perpetuo

La energía ni se crea ni se destruye solo se transforma. James Prescott Joule

Mientras la primera ley de la termodinámica siga vigente (otras torres más altas han caído, como el hecho de que la velocidad de la luz en el vacío no sea constante) parece que no podremos disponer de una máquina de movimiento perpétuo. Por lo tanto tendremos que seguir buscando nuevas fuentes de energía que satisfagan la cada vez más creciente demanda que presenta la humanidad. Quizás también la mejora de la eficiencia nos lleve a necesitar cada vez menos energía, replicando situaciones como la de la batería que tras 175 años sigue haciendo funcionar una campanilla, que no ha parado de sonar desde su puesta en marcha en 1840. Lo que queda claro es que en el ámbito de la generación de energía también se están aplicando grandes dosis de investigación y al igual que la introducción de energías renovables como la solar y eólica, han ofrecido un salto diferencial, respecto a fuentes de energía no renovable como el carbón, el gas y el petróleo, nos encontramos ante un nuevo salto en este proceso, que ayudará a mejorar aún más la situación. De no ser así seguiremos preocupados eternamente por la espada de damocles que supone el cambio climático, que en parte está ocasionado por el uso y abuso de este tipo de fuentes de energía no renovable.

En este artículo nos proponemos mostrar aquellos avances más recientes que se están produciendo en el ámbito de la energía, principalmente de las energías renovables, con el objetivo de proponer opciones que cada vez resulten más eficientes, económicas y respetuosas con el medio ambiente.

Energía del viento

Challenergy es un nuevo tipo de turbinas eólicas desarrolladas por el japonés Atsushi Shimizu con el objetivo de aprovechar todo el potencial de la energía que generan ciclones tropicales, generando electricidad a partir de sus fuertes vientos. De esta forma este inventor quiere convertir una amenaza en una oportunidad, ayudando a mitigar el problema de generación de energía al que se enfrenta Japón desde el desastre de Fukushima en 2011. Tan solo en 2016, seis tifones han pasado por Japón sin que las turbinas eólicas convencionales puedan aprovechar su energía, incluso sufriendo graves daños en estas infraestructuras. Los primeros prototipos de aerogenerador con rotores cilíndricos verticales diseñados por Shimizu presentan una eficiencia del 30%, diez puntos menos que un aerogenerador convencional, sin embargo al estar preparados para sobrevivir a las grandes tormentas, podrían convertirse en una alternativa para zonas en las que no es posible instalar otro tipo de aerogeneradores. El diseño de este nuevo tipo de aerogenerador se aprovecha del efecto magnus, fenómeno que explica el cambio de trayectoria de un objeto cuando también está rotando, lo cual aporta a Challenergy un nivel sin precedentes de control, ya que es posible ajustar la velocidad de sus palas, con el fin de asegurarse que no giren en exceso durante una tormenta. El Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico estima que un tifón maduro produce un nivel de energía equivalente a la mitad de la capacidad de generación eléctrica en todo el mundo, de ahí el empeño que está poniendo Atsushi Shimizu en el desarrollo de este nuevo tipo de turbinas con el que asegura que aprovechando la energía generada por un único tifón podría proporcionar la energía que Japón necesitará en los próximos 50 años.

Vortex es el nombre del aerogenerador sin palas que oscila de un lado a otro movido por el viento, con el objetivo de captar la energía cinética. Se trata de un proyecto promovido por los emprendedores David Yáñez, Raúl Martín y David Suriol, que trabajan en su desarrollo entre Ávila y el Centro Tecnológico de Repsol en Móstoles. La idea se basa en el fenómeno físico descubierto por Theodore von Kármán por medio del cual cuando una estructura cilíndrica, como una chimenea, se interpone en el curso de un fluido como el viento, siendo el flujo laminar, es decir, que discurre de forma ordenada y estratificada, se produce un fenómeno denominado calle de vórtices Von Kármán. Así es como el fluido forma un patrón cíclico de remolinos de movimiento espiral que azotan la estructura y la hacen oscilar de un lado a otro. Los remolinos que se forman suelen ser un problema para infraestructuras como los rascacielos, pero en este caso se van a aprovechar para producir energía. La estructura que han creado cuenta con una geometría que se acopla a la frecuencia de oscilación de los remolinos y los empuja a reproducirse de forma ordenada en torno a ella. El aerogenerador contiene un sistema de bobinas e imanes integrados en un mecanismo que además de generar energía eléctrica logra que la estructura se “sintonice” a la frecuencia adecuada para mecerse al ritmo de los remolinos de forma óptima. Gracias a estas características se mejoran algunos aspectos de los aerogeneradores convencionales como es la posibilidad de generar energía en un amplio rango de velocidades del viento, mayor que el de los aerogeneradores convencionales y la posibilidad de comenzar a funcionar a una velocidad de un metro por segundo, lo cual es menor a la requerida por un molino tradicional, que es de tres metros por segundo. Para el desarrollo y comercialización del producto la empresa Vortex Bladeless ha realizado con éxito varias campañas de crowdfunding, lo cual es un buen indicativo del gran interés que hay en el mercado por disponer de nuevas opciones para la generación de energías renovables.

Energía del mar

MeyGen es el nombre del primer gran parque de energía mareomotriz a gran escala con el que se pretende aprovechar las intensas mareas que se producen en la zona denominada Pentland Firth, en Escocia. El parque contará con 269 turbinas, del tipo de los aerogeneradores pero colocadas en el fondo del mar. Cada una de las turbinas tiene un tamaño de 15 metros de alto, un peso de 200 toneladas y están equipadas con ocho aspas de ocho metros de largo cada una. El plan previsto para el desarrollo del parque es la instalación inicial de cuatro turbinas para su puesta en marcha y el resto se irán añadiendo poco a poco hasta principios de 2020. La zona en la que se va a instalar este paque cuenta con mareas especialmente fuertes, con corrientes que pueden desplazarse hasta a cinco metros por segundo. Esas aguas ayudarán a cada turbina a generar 1,5 megavatios de energía, lo que añadirá un total de 398 megavatios al país cuando el parque esté terminado, lo cual será suficiente como para alimentar 175.000 viviendas. El resultado será una versión sumergida de un parque eólico, que resultará complementario con otros parques eólicos que se están instalando a nivel del mar en distintas zonas de Escocia. Gracias a este proyecto se conseguirá producir energía de una manera más limpia que con los métodos convencionales, con la ventaja de que las olas y mareas no se agotan por su explotación.

HiWave es otro proyecto que quiere aprovechar la energía de las mareas y en esta ocasión el lugar elegido para su desarrollo es Estocolmo. Se trata de un novedoso dispositivo que “palpita” con la energía de las olas, ya que genera electricidad con el mismo sistema de bombeo del corazón humano, a través del movimiento de las olas. El dispositivo ha sido ideado por el cardiólogo Stig Lundbäck, quien ha logrado que las empresas Iberdrola y CorPower Ocean se asocien para la puesta en marcha del proyecto, con el que se busca crear un sistema de generación eléctrica que se convierta en habitual en las costas de cualquier lugar del mundo y que sea capaz de proporcionar electricidad a un coste competitivo. En este ambicioso proyecto también participan el centro de investigación portugués WaveEC y cuentan con el apoyo del Instituto Europeo de Innovación a través de la comunidad de innovación y conocimiento KiC Innoenergy, que financia parte del coste del proyecto, estimado en unos 15 millones de euros. HiWave está fabricado en fibra de vidrio, tiene 8 metros de diámetro y un peso de 60 toneladas, muy por debajo de otros sistemas de energía undimotriz que se ensayan actualmente. Para la puesta en marcha a nivel comercial de este proyecto aún es necesario resolver algunas problemáticas como el diseño del sistema de conexión del cable de exportación de la energía que pueda trabajar en situaciones ambientales y meteorológicas muy exigentes y durante un plazo estimado de unos 25 años.

Energía del Sol

SSPS es el nombre del proyecto desarrollado por la Agencia de Exploración Espacial Japonesa (JAXA) con el que se ha propuesto aprovechar al máximo la energía solar, lanzando al espacio satélites solares que tengan la capacidad de transmitir a la tierra la energía captada, a través de microondas, logrando una eficiencia entre 5 y 10 veces superior a la de los paneles solares situados sobre el terreno. Se trata de un plan que culminará en 2030 cuando un satélite tenga la capacidad de transmitir a la tierra un gigavatio de energía captado directamente en el espacio. Para ello JAXA, en colaboración con la empresa Mitsubishi han demostrado recientemente sus progresos en uno de los componentes más complejos del sistema: la transmisión de energía a larga distancia de forma inalámbrica. En las pruebas realizadas JAXA ya es capaz de entregar 1.8 kilovatios con gran precisión a una antena receptora a 55 metros de distancia utilizando microondas dirigidas. Por su parte Mitsubishi ha optado por trabajar en la potencia más que en la precisión y ha logrado enviar 10 kilovatios a 500 metros con antenas más grandes. El gran reto es es conseguir un sistema eficiente que no genere pérdidas de energía por el camino, para que pueda ser comercialmente viable. La tecnología que se ha ideado para ello está formada por un colector solar de 10.000 toneladas de peso y varios kilómetros de longitud, que se moverá por la órbita geosíncrona a unos 36.000 kilómetros de la Tierra. JAXA tiene previsto comenzar a probar su tecnología en el espacio en 2018, con un pequeño satélite que podrá transmitir varios kilovatios.

Genex es una empresa que trabaja en un ambicioso proyecto para convertir una vieja mina de oro en una planta de energía renovable, que pueda servir de almacén de la energía de un parque solar con una capacidad de producción de 50 megavatios . La mina está situada al norte de Queensland, en Australia y el objetivo de este proyecto es crear una instalación hidroeléctrica en la que el agua fluirá cuesta abajo desde un pozo de la mina a otro, gracias a lo cual se generará electricidad. Y cuando la demanda de electricidad sea baja, el agua se bombeará hacia arriba donde se almacenará para su futuro uso. Esta planta de energía hidroeléctrica contará con unas características únicas ya que se empleará siempre el mismo agua que pasará de un pozo a otro constantemente. La empresa responsable del proyecto estima que la instalación podrá generar 300 megavatios de energía durante siete horas ininterrumpidas. La electricidad para el bombeo provendrá del parque solar situado en las inmediaciones. Esta instalación se va a convertir además en un caso de estudio sobre cómo almacenar la energía procedente de parques solares o eólicos para ayudar a allanar el suministro de energía a la red cuando el viento o el Sol no ofrecen las condiciones necesarias para la generación de la energía. De esta forma el bombeo hidroeléctrico representa actualmente el 99% del almacenaje energético a gran escala del mundo.

KIT es el instituto de investigación en el que un grupo de científicos han logrado aumentar la eficiencia de los paneles solares mediante la replicación de las propiedades antirreflectantes de los pétalos de rosa. Para ello se han apoyado en la biomímesis, ciencia que estudia la naturaleza para la aplicación en nuevas tecnologías innovadoras. Estas técnicas pueden resultar de gran utilidad de cara a mejorar la eficiencia energética de los panales solares donde gran parte de esta eficiencia es debida gracias a la capacidad de absorber una mayor cantidad de rayos solares desde diferentes ángulos.  En el caso de esta investigación se ha mejorado la superficie de la célula solar mediante la reproducción de la estructura de las flores, para a su vez mejorar la eficiencia energética de los paneles fotovoltaicos. Aprovechando las técnicas de la nanotecnología y gracias al uso de un microscopio electrónico, se ha podido estudiar la epidermis de los pétalos de rosa, para descubrir que se componen de un conjunto de microestructuras, con bordes adicionales formados por nanoestructuras dispuestas aleatoriamente. Posteriormente los científicos han reproducido las células de la epidermis de los pétalos de rosa en un material transparente que posteriormente introducen en la célula orgánica solar. El resultado ha sido un conjunto de microlentes que aumentan la probabilidad de que los fotones puedan ser absorbidos por el panel solar.

Daniel Nocera, profesor de ciencias energéticas de la Universidad de Harvard es una de los pioneros en el desarrollo de la fotosíntesis artificial y ha desarrollado un sistema que produce combustible a partir agua, CO2  y de la luz del Sol, con una eficiencia del 10%. Esta eficiencia es mucho más alta que la de la fotosíntesis natural, que convierte alrededor del 1% de la energía solar en energía para ser usada por la planta.  El sistema que se ha desarrollado utiliza un par de catalizadores para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno, que junto al dióxido de carbono sirve de alimento a una bacteria. La bacteria que ha sido biomodificada para lograr unas características específicas, es capaz de convertir el dióxido de carbono y el hidrógeno en combustible líquido. Este nuevo sistema de fotosíntesis artificial puede utilizar dióxido de carbono puro en forma de gas, o dióxido de carbono extraído de la atmósfera. Esto le permitiría ser neutro en carbono, ya que no libera gases de efecto invernadero adicionales a la atmósfera. La cifra del 10% de eficiencia se produce cuando se emplea CO2 puro, pero cuando la propia bacteria captura el dióxido de carbono de la atmósfera logra una eficiencia de entre el 3% y el 4%, que sigue siendo significativamente más alta que la eficiencia de la fotosíntesis natural.

Alejandro Datas dirige un equipo de investigadores del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid, que ha desarrollado un novedoso sistema que permite almacenar energía en silicio fundido. Gracias a este sistema se puede originar una nueva generación de centrales termosolares de bajo coste, así como novedosos dispositivos de almacenamiento de electricidad y cogeneración para núcleos urbanos. En este nuevo sistema de almacenamiento de energía en el cual la energía solar o la electricidad excedente de una central de generación renovable, se almacena en forma de calor en silicio fundido a muy altas temperaturas, a unos 1.400ºC. Cuando se alcanzan estas temperaturas tan altas, el silicio brilla intensamente, del mismo modo que lo hace el Sol, y por tanto pueden emplearse células fotovoltaicas, denominadas termofotovoltaicas, para convertir dicha radiación incandescente en electricidad. De esta forma las células termofotovoltaicas son la clave del sistema, ya que cualquier otro tipo de generador difícilmente podría trabajar a temperaturas tan extremas. Este tipo de células producen del orden de 100 veces más potencia eléctrica por unidad de área que una célula solar convencional y son capaces de alcanzar mayores eficiencias de conversión, teóricamente incluso pueden llegar a ser superiores al 50%.

Otras novedades en el ámbito de la energía que vale la pena conocer

Además de las nuevas iniciativas que se están desarrollando para aprovechar fuentes naturales de energía como el sol, el viento y las mareas, también se están realizando otras innovaciones en ámbitos más específicos. Estas son algunas de las novedades que muestran que aún se puede hacer mucho para mejorar la producción de energías renovables o para paliar las distintas problemáticas que supone la utilización de fuentes de energía no renovables:

Bioo es una startup creada por estudiantes de la Universitat Autónoma de Barcelona y de la Universitat Ramón Llull que se proponen el objetivo de crear un sistema que permita a los hogares cubrir sus necesidades estándar de electricidad a través de unos paneles de vegetación con una superficie de 10 metros cuadrados. Para ello han desarrollado un prototipo inicial que consiste en una maceta con una planta que es capaz de generar la energía necesaria para cargar un teléfono móvil. El sistema que han desarrollado genera una potencia de 3 a 40 vatios por metro cuadrado, a partir de unos paneles vegetales y una batería biológica, que aprovecha los residuos energéticos que las plantas generan. Una de las ventajas de este sistema es que funciona tanto de día como de noche, produciendo electricidad a una potencia constante. Los paneles también pueden ser instalados en terrazas y tejados de los edificios, y ser aprovechados en agricultura. La empresa tiene previsto comercializar sus paneles por un precio de 300 euros, por lo que los diez necesarios para proporcionar energía a un hogar medio costarían 3.000 euros y se podrían amortizar en algo más de 4 años.

¿Cómo va ser el mundo cuando funcione la fusión nuclear?

La fusión nuclear se sigue resistiendo a cumplir su promesa de convertirse en la fuente de energía inagotable, que la humanidad necesita para afrontar un futuro libre de energías contaminantes. Han pasado ya 60 años desde que los físicos empezarona a trabajar para intentar replicar las reacciones de fusión nuclear que se producen en el Sol. La gran diferencia en este caso es que los físicos intentan que estas reacciones se produzcan de forma controlada, dentro de un reactor nuclear, mientras que en el Sol no se encuentran con ningún tipo de limitación, por lo que pueden producirse con total libertad. Hasta ahora cuando los físicos del plasma han intentado controlar este tipo de reacciones han fracasado y esta es la razón por la que  aún no contamos con reactores de fusión nuclear, que puedan funcionar de forma comercial para ofrecer una fuente de energía que sirva como alternativa a los reactores de fisión nuclear.

La fisión nuclear sigue presentando unos problemas gravísimos de contaminación por los residuos nucleares que se generan en el proceso, por lo tanto no puede ser una alternativa real a los combustibles fósiles y es por esto por lo que hasta ahora la única alternativa real la proporcionan las energías renovables como la energía solar y la energía eólica.

Aún sabiendo las grandes dificultades a nivel científico y tecnológico que presenta la fusión nuclear, no son pocas las iniciativas que se están desarrollando, tanto desde el sector público como desde el privado, para de una vez por todas lograr utilizar la fusión nuclear como fuente de energía alternativa a las actuales basadas en el petróleo.

Veamos a continuación algunas de las iniciativas públicas más importantes en este campo:

JET (Joint European Torus) es el predecesor del ITER y consiste en un reactor de fusión de tipo tokamak, situado en las afueras de Oxford, en el Reino Unido. Su construcción fue iniciada en 1978 y los primeros experimentos no comenzaron hasta 1983. El JET está equipado con sistemas de manejo a distancia para hacer frente a la radioactividad producida por el combustible de deuterio-tritio, que fue el primer combustible propuesto para la fusión. En 1991 el JET logró un pico de 1,7 MW, el cual fue el mejor registro en el mundo hasta el 2004. En este mismo experimento se consiguió un valor de Q=~0’7 donde Q es el ratio entre la energía entrante y la energía saliente del reactor, es decir en este caso para producir los 16 MW de potencia se requirió 22’8 MW, lo cual imposibilita su viabilidad, ya que una planta autosuficiente requiere mínimo un Q>1. En diciembre de 1999 el JET Joint Undertaking, institución que se encargaba del funcionamiento hasta entonces, fue disuelta y la Autoridad de la Energía Atómica del Reino Unido se encargó de la seguridad y del manejo del JET, en nombre los socios europeos. Los experimentos se reanudaron en el año 2.000 coordinados por el Acuerdo Europeo del Desarrollo de la Fusión, realizando experimentos en los que se usaron pequeñas cantidades de tritio. Desde entonces ha sido remodelado en varias ocasiones para hacer una serie de mejoras que permitan aumentar la potencia térmica total hasta los 40 MW, permitiendo amplios estudios de utilidad para desarrollar el ITER.

ITER es el reactor nuclear de tipo tokamak que forma parte del proyecto internacional que busca probar todos los elementos necesarios para la construcción y funcionamiento de un reactor de fusión nuclear, que serviría de demostración comercial, además de reunir los recursos tecnológicos y científicos de los programas de investigación desarrollados hasta el momento por los científicos que forman parte de los países promotores. El ITER está diseñado para calentar un plasma de hidrógeno gaseoso hasta 100 millones de grados. Sus responsables estiman que el reactor debería generar su primer plasma en noviembre de 2020 y estar plenamente operativo en marzo de 2027. Su funcionamiento se basa en el confinamiento magnético, en la que se contiene el plasma en una cámara de vacío con forma toroidal. El combustible, una mezcla de deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno, se calienta a temperaturas superiores a los 150 millones grados, formando un plasma caliente.  Para mantener el plasma lejos de las paredes se utilizan fuertes campos magnéticos, que son producidos por bobinas superconductoras que rodean al contenedor, y por una corriente eléctrica impulsada a través del plasma. El principal problema para su funcionamiento reside en la enorme dificultad de comprimir el hidrógeno de un modo uniforme. En las estrellas la gravedad comprime el hidrógeno en una esfera perfecta de modo que el gas se calienta uniforme y limpiamente. En las condiciones del diseño del reactor esta uniformidad es muy difícil de alcanzar.

IFMIF es un proyecto promovido por la Agencia Internacional de Energía, en el marco de un acuerdo multilateral de seis países europeos (Francia, Alemania, España, Italia, Suiza y Bélgica) y Japóncuyos objetivos son la investigación y desarrollo de materiales susceptibles de ser utilizados en construcción de un futuro prototipo de reactor de fusión nuclear. Para ello está previsto construir una instalación que proveerá de una fuente de neutrones de alta intensidad con características similares a las que se instalarán en un reactor de energía de fusión, como es el caso del proyecto ITER, lo cual supondrá un hito esencial en el desarrollo futuro de este tipo de reactores. Con posterioridad al ITER, que se construirá en Cadarache, Francia, se prevé la implantación de otro reactor de fusión, en este caso de demostración, que permita la generación de energía eléctrica. Para que la producción de energía por fusión nuclear sea posible y rentable, es necesario desarrollar materiales que sean capaces de resistir neutrones de alta energía y elevado flujo de calor, para ser utilizados en la primera pared y el blanket, el manto regenerador de tritio, de los sistemas de fusión. De este modo, probar los materiales y los distintos conceptos del blanket en un entorno de fusión de referencia es un paso necesario en el diseño del reactor Demo.

Del lado de las empresas también encontramos importantes iniciativas encaminadas a pasar de la teoría a la práctica, en cuanto al desarrollo de tecnologías de fusión nuclear. Algunas de estas iniciativas privadas han logrado importantes apoyos de inversores de referencia y grandes empresarios, lo cual resulta un indicativo de que la fusión nuclear puede tener en pocos años una aplicación comercial.

Lockheed Martin trabaja en el concepto de fusión compacta para lograr desarrollar un reactor de fusión nuclear de reducido tamaño, que compita desde el sector privado con las iniciativas públicas que hemos comentado anteriormente. El proyecto llamado Skunk Works y liderado por el científico del MIT Tom McGuire, pretende comercializar un reactor de fusión compacto de 100 MW en diez años. El tipo de reactor que se está construyendo es denominado de Alto Beta y utiliza un sistema de confinamiento por espejos magnéticos de MFTF-B. Este concepto utiliza una alta fracción de la presión del campo magnético, o la totalidad de su potencial, por lo que se pueden construir reactores 10 veces más pequeños que los conceptos anteriores. Poco más sabemos por el momento sobre el desarrollo de este proyecto que se mantiene en secreto por los intereses industriales de la empresa, lo cual por otro lado ha propiciado que se produzcan críticas por parte de los especialistas, que consideran prácticamente imposible que esta iniciativa pueda llegar a buen término, en base al plan propuesto y los recursos con los que cuenta la empresa.

Tri Alpha ha realizado rondas de inversión por valor de 500 millones de dólares y cuenta con el apoyo de Paul Allen (Microsoft) como inversor, además de importantes fondos de inversión como Goldman Sachs. La propuesta de la empresa en el ámbito de la fusión nuclear se apoya en algunos de los principios de los aceleradores de partículas de alta energía, como el Gran Colisionador de Hadrones, para disparar haces de plasma a un depósito donde se produce la reacción de fusión. La empresa presume haber logrado mantener estable un plasma de alta energía durante cinco milisegundos. Se trata de un instante infinitesimal de tiempo, pero lo suficiente para demostrar que será posible lograrlo de forma indefinida. Desde entonces, ese tiempo ha aumentado hasta los 11,5 milisegundos. Su próximo reto consiste en lograr calentar el plasma lo suficiente para que la reacción de fusión genere más energía de la que se necesita para operar el sistema, lo cual ocurrirá a 3.000 millones de grados, o 200 veces la temperatura del núcleo del Sol. Ningún metal de la Tierra podría soportar esas temperaturas, por lo que para desarrollar el reactor es necesario contar con un nube de gas confinada por un potente campo electromagnético, que ayude a que el plasma no entre en contacto con el interior de la máquina. El reactor construido por la empresa tiene de 23 metros de largo, dispara dos nubes de plasma que forman un anillo, de forma que el campo magnético que mantiene unido el anillo de plasma es generado por el mismo plasma. Esta técnica es conocida como configuración de campo invertido, de forma que el plasma es sostenido por la inyección de partículas de alta energía de los aceleradores.

trialphaenergy

General Fusion es una startup basada en Vancouver, Canadá y financiada por Jeff Bezos (Amazon) con el objetivo de construir un prototipo de planta energética de fusión con un presupuesto estimado inferior a los mil millones de dólares, de los cuales lleva recaudados más de 62 millones de dólares en 5 rondas de inversión. A diferencia del proyecto ITER, el reactor de General Fusión no se basa en los costosos imanes de superconducción llamados tokamak, para contener el plasma a altísima temperatura, que es necesario para conseguir y sostener una reacción de fusión. Tampoco se requieren potentes láseres, como los del Centro Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, para confinar un objetivo de plasma y comprimirlo a temperaturas extremas hasta que tenga lugar la fusión. Sino que han desarrollado un método con el que generar una reacción de fusión que produzca más energía de la que es necesaria para provocar dicha reacción, utilizando un tipo de fuerza bruta mecánica y no muy compleja a nivel tecnológico, así como unas tecnologías de control digital avanzado que los científicos ni siquiera podían imaginarse hace 30 años. El reactor prototipo que ha desarrollado la empresa estará compuesto de una esfera de metal de alrededor de tres metros de diámetro, conteniendo una mezcla líquida de litio y plomo. El líquido se hace girar para crear un vórtice dentro de la esfera que forma una cavidad vertical en el medio. En este punto, dos anillos de plasma con forma de donut y unidos el uno al otro mediante campos magnéticos auto-generados, llamados esferomaks, se inyectan en la cavidad, en la parte superior e inferior de la esfera y se unen para crear un objetivo en el centro. En la parte exterior de la esfera de metal hay 220 pistones controlados neumáticamente, y cada uno está programado para embestir contra la superficie de la esfera a 100 metros por segundo. La fuerza de los pistones envía una onda acústica a través de la mezcla de plomo-litio, y se acelera hasta crear una onda de choque que alcanza el plasma, que a su vez está hecho de los isótopos deuterio y tritio. De esta forma el plasma se comprime instantáneamente y los isótopos se funden en helio, liberando un chorro de neutrones cargados de energía que son capturados por el líquido de plomo-litio. La rápida acumulación de calor en el líquido se extrae gracias a un intercambiador de calor, que se usa por un lado para crear un vapor que hace girar una turbina y por otro lado generar energía, mientras que el resto se utiliza para recargar los pistones y prepararlos para repetir el proceso.

Helion Energy ha realizado dos rondas de inversión por valor de 12 millones de dólares y cuenta entre sus inversores con Y Combinator y Peter Thiel (Paypal). La startup basada en sede en Washington basa su estrategia para el desarrollo de un reactor nuclear en la tecnología de inercia magnética. En las pruebas realizadas con esta tecnología la empresa ha logrado temperaturas demostradas de plasma a más de 5 KeV (5.000 electronvoltios). Según los planes publicados por el empresa se podría lograr el punto de equilibrio en tres años y la compañía podría generar electricidad y tener ingresos en seis años.

Otras empresas que trabajan en el desarrollo de tecnologías de fusión nuclear son Tokamak Energy y General Atomics, que junto con las cuatro empresas que hemos mostrado anteriormente, presentan un panorama muy interesante en el desarrollo de esta tecnología, que tanto puede hacer por mejorar la situación de la generación de energías limpias, que permitan prescindir definitivamente de las altamente contaminantes basadas en el petróleo y el uranio. De esta forma se presenta un futuro muy prometedor, en el que la obtención de energía dejará de ser una gran preocupación a nivel social, por el impacto que produce en el medio ambiente, y a su vez servirá como gran aliado para otras innovaciones tecnológicas por ejemplo en los ámbitos del transporte, la industria 4.0 y las smart cities.

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