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lunes, 1 de diciembre de 2014

¿Por que es tan difícil obtener energía de la fusión nuclear?

Hace unos días se publicó en El Mundo un magnífico artículo sobre la fusión Nuclear y la construcción del ITER en Cadarache, en la Occitania francesa. Llevamos esperando 60 años a que los físicos del plasma consigan algún avance en la fusión controlada, y mantenida a lo largo del tiempo del hidrógeno, que pueda proporcionar energía de sobra y más barata que la que nos llega del reactor natural de fusión que es el Sol, todos los días del año a la superficie de la Tierra de forma totalmente gratuita.
En la historia de la tecnología humana los desarrollos se han logrado, una vez puestos a ello, en no más de una década. Cuando se intenta poner en marcha una nueva tecnología y se emplea en ello más de seis décadas sin resultado alguno, es evidente que esa tecnología no puede ponerse en marcha. Eso sí, subvenciones para el intento, 60 años de ellas y sustanciosas.
En el Sol la fusión se produce mediante explosiones incontroladas, mediante secuencias continuas de bombas de hidrógeno. El problema de la fusión en la Tierra es que la queremos controlada.
Para establecer la fusión entre dos isótopos pesados del hidrógeno, dos núcleos de tritio, hace falta que éstos se acerquen mucho entre sí, que se acerquen tanto que la repulsión eléctrica entre los protones cargados positivamente pueda ser superada de forma que los neutrones del tritio se combinen con los protones para formar el átomo neutro del helio, liberando energía de sobra en el proceso.
En el Sol este acercamiento está producido, a través de un sistema muy complejo de interacciones, por la fuerza de la gravedad. En la Tierra, en el ITER de Cadarache se quiere conseguir ese acercamiento mediante choques brutales de los iones lanzados unos contra otros dentro de anillos toroidales como dos camiones de decenas de toneladas que se dirigiesen a chocar directamente a 300 km/h. La diferencia está en las masas de los núcleos de tritio y las velocidades de decenas de miles de kilómetros por hora.
Ahora bien, ni los seres humanos ni la naturaleza somos capaces de controlar el movimiento de los iones individuales, ni de tritio ni de ningún otro elemento. Las reacciones en el Sol, cuando se unen dos núcleos de tritio, son aleatorias, de la misma manera que en las contadas ocasiones en las que se ha producido la fusión en los laboratorios humanos, ha sido producto de la casualidad al lanzar trillones de núcleos unos contra otros.
La diferencia entre el Sol y la Tierra es que allí las explosiones nucleares son la fuente de la energía, pero en la Tierra no las podemos aceptar. Se trata pues de mantener el flujo de núcleos de tritio equilibrado de manera exquisita para que sus energías permitan la fusión, pero no la explosión nuclear. 
Ni la naturaleza ni los seres humanos somos capaces de esa precisión en nuestra capacidad de control.
La idea tras el ITER es un producto de la mentalidad del siglo XX, derivada del pensamiento filosófico desarrollado en Europa desde 1600: Determinismo y soluciones finales.
En 1600 tras la reforma protestante y la contrarreforma católica, la ciencia comenzó su andadura. Se trataba de poner en marcha el conocimiento de la naturaleza mediante la razón validada siempre por el experimento,  como lo opuesto a la forma tradicional de verdades reveladas nunca se sabe a quien y nunca se sabe por parte de quien.
Pero a pesar de ser una forma de conocimiento que rechaza la revelación, la ciencia asumía, implícitamente, las ideas de causa eficiente, finalidad y determinismo, a lo que se añadió, en el siglo XIX, la idea de solución 'final' equivalente a una revelación pero alcanzada mediante el razonamiento. Viejos esquemas culturales trasplantados a una forma de razonamiento que se pretendía nueva.
Según esa filosofía implícita, la ciencia (según dicen Hawking, Penrose, Gell-Mann, y muchos otros) puede alcanzar modelos definitivos y finales de un universo que comenzó con una creación, aleatoria o volitiva, pero una creación concreta, en la ciencia, el Big Bang.
Parece que el ser humano vuelve una y otra vez a las mismas ideas primitivas, a pesar de sus supuestos avances mentales. Quizás no podemos, con el cerebro que tenemos, pensar de otra manera.
Pues bien, la idea del ITER deriva de estas ideas de soluciones finales y deterministas (aunque se sabe que los núcleos describen, dentro del reactor de Cadarache, trayectorias aleatorias). Se vende, y muchos físicos piensan que es real, la posibilidad de control absoluto de la naturaleza, rechazando la inevitable aleatorieidad de la misma.
El gas de núcleos de tritio a muy alta temperatura (plasma)  confinado en trayectorias toroidales dentro de un anillo envuelto en bobinas de cobre que crean campos magnéticos muy complicados, debe circular sin contaminación por otros átomos, sobre todo átomos pesados (hierro, cobre, metales diversos) que al absorber energía enfriarían el plasma. Esta es la razón de lo que se cuenta en el artículo citado de El Mundo de un recinto absolutamente sellado y, se supone, absolutamente limpio.
El problema real es que el ser humano no puede dejar nada absolutamente limpio, porque no puede manipular átomo a átomo los cuerpos y los sistemas macroscópicos. Hoy día podemos emitir electrones uno a uno de ciertas fuentes, pero una vez emitidos no podemos controlar sus trayectorias de manera exacta, pues las interacciones con el resto de los átomos del universo, a través de sus campos electromagnéticos, hacen que esas trayectorias tengan un fuerte componente aleatorio (que es, finalmente, lo que significa el principio de indeterminación de Heisenberg).
El dilema de la fusión es que es preciso el control atómico de unas trayectorias macroscópicas bajo la ligadura de la indeterminación y la existencia de quintillones de átomos y sus campos electromagnéticos en los contenedores del plasma.
La filosofía determinista y de resultados finales afirma (y consigue muchísimo dinero, pues los que tienen las llaves de las cajas fuertes llevan también esa filosofía firmemente embebida en sus mentes) que es posible controlar lo incontrolable. Sesenta años de tremendos esfuerzos muestran que no lo es.
Reconocer ésto es reconocer el fracaso, no de la ciencia, sino de una cierta filosofía que no deriva de la misma ciencia, sino de las ideas religiosas de los siglos anteriores.  Si la ciencia no tiene, ni puede tener el control total de la naturaleza, tampoco puede tener el control total de la vida. Si se reconoce ésto, ¿Con que cara se presentan a pedir el voto unas personas que lo hacen afirmando que tienen la solución a todos los problemas?
La realidad es que no hay soluciones finales, y que las soluciones parciales son bastante chapuceras, pero son las que hay.  La respuesta a esta realidad de la naturaleza es el principio de precaución: Si no hay nada seguro, establezcamos multitud de soluciones alternativas para garantizar no el funcionamiento perfecto, sino el mejor funcionamiento de entre los posibles que no son nunca los definitivos. Mantengamos la dinámica de correcciones constantes a nuestras trayectorias, sabiendo que aún con esas correcciones nunca seguiremos la trayectoria ideal, aunque quizás nos aproximemos a ella.
Un ejemplo quizás aclare lo que estoy escribiendo. En Julio de 2013 descarriló un tren Alvia en la estación de Santiago de Compostela. De las investigaciones posteriores se llegó al conocimiento de que los constructores y administradores de Renfe/ADIF habían asumido la solución final de que el maquinista no podía fallar: La idea determinista de cierta ingeniería. La realidad es los maquinistas fallan, como fallan los sistemas mecánicos. Colocar en el tren muchos sistemas de control: 1) Velocidad máxima según la posición del tren marcada mediante varios GPS independientes, 2) Detección de la curvatura de las vías y reducción inmediata d la velocidad a un máximo de acuerdo con esa curvatura, 3) Señales constantes de radio para el control de la atención del maquinista, etc., pueden reducir el riesgo de accidentes en varios órdenes de magnitud, sin aumentar apreciablemente los costes de fabricación y mantenimiento de los trenes.
Pero hacer ésto, como pensar que la fusión nuclear -controlada- no es una solución para el ansia humana de energía, es entrar en otra etapa mental de la humanidad: una etapa que reconoce la aleatoriedad intrínseca de la naturaleza, y la necesidad imprescindible de diseñar todos nuestros aparatos y formas de vida de acuerdo con ella, reconociendo una y otra vez que ''haremos lo imposible, pero nunca podremos garantizar nada de forma total''. 

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