El imán más poderoso del mundo será ensamblado en ITER, una máquina con la cual 35 países aspiran a generar energía de fusión de hidrógeno, que se proyecta como la alternativa al uso de energías fósiles.
San Diego (California).- Después de una década de diseño y fabricación, la empresa norteamericana General Atomics (GA) está lista para enviar el primer módulo del Solenoide Central, el imán más poderoso del mundo y componente central de ITER, una máquina que replica el poder de fusión del Sol y que se está construyendo en el sur de Francia por 35 países asociados.
ITER, cuya construcción va en un 75% de avance, demostrará que en la tierra se puede crear y controlar la energía de la fusión del hidrógeno, que es libre de carbono, segura y económica, según sus creadores, por lo que vislumbra como el reemplazo a las energías fósiles.
Cuando se ensamblen todos los componentes de esta gigantesca máquina, se formará el ITER Tokamak, un "sol en la tierra", para demostrar la fusión a escala industrial.
ITER es una colaboración de 35 países socios: la Unión Europea (más Reino Unido y Suiza), China, India, Japón, Corea, Rusia y Estados Unidos. La mayor parte de su financiación se realiza en forma de componentes aportados. Este arreglo impulsa a empresas como GA a ampliar su experiencia en las tecnologías futuristas necesarias para la fusión.
El Solenoide Central, una de las mayores contribuciones de EE.UU al ITER, es el mayor de los imanes de esta máquina y estará compuesto por seis módulos. Cuando esté completamente ensamblado, tendrá 18 metros (59 pies) de alto y 4,25 metros (14 pies) de ancho, y pesará mil toneladas. Inducirá una poderosa corriente en el plasma ITER, ayudando a dar forma y controlar la reacción de fusión durante pulsos largos.
La fuerza magnética del solenoide central es lo suficientemente fuerte como para levantar un portaaviones 2 metros en el aire. En su núcleo, alcanzará una fuerza de campo magnético de 13 Tesla, aproximadamente 280.000 veces más fuerte que el campo magnético terrestre. Las estructuras de soporte deberán resistir fuerzas iguales al doble del empuje del despegue de un transbordador espacial.
A principios de este año, GA completó las pruebas finales del primer módulo de solenoide central y recientemente se transportó a Houston, donde se montó en un barco oceánico para su envío al sur de Francia.
"Este proyecto se encuentra entre los programas magnet más grandes, complejos y exigentes jamás realizados", precisa John Smith, director de Ingeniería y Proyectos de GA. "Hablo en nombre de todo el equipo cuando digo que este es el proyecto más importante y significativo de nuestras carreras. Todos hemos sentido la responsabilidad en un trabajo que tiene el potencial de cambiar el mundo. Este es un logro significativo para la AG equipo y US ITER ", subraya.
Los módulos de solenoide central se fabrican en el Magnet Technologies Center de GA en Poway, California, cerca de San Diego, bajo la dirección del proyecto ITER de EE. UU., gestionado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL). Cinco módulos de solenoide central adicionales, más uno de repuesto, se encuentran en diversas etapas de fabricación. El módulo 2 se enviará en agosto.
Energía de fusión, más cerca de lo esperado
La fusión de hidrógeno es un método ideal para generar energía. El combustible de deuterio está fácilmente disponible en el agua de mar y el único subproducto es el helio. Al igual que una planta de gas, carbón o fisión, una planta de fusión proporcionará energía de carga base altamente concentrada durante todo el día. Sin embargo, la fusión no produce emisiones de gases de efecto invernadero ni residuos radiactivos de larga duración. El riesgo de accidentes con una planta de fusión es muy limitado: si se pierde la contención, la reacción de fusión simplemente se detiene.
La energía de fusión está más cerca de lo que muchas personas creen. Podría proporcionar una fuente de electricidad libre de carbono para la red, desempeñando un papel clave a medida que los países descarbonizan su infraestructura de generación.
En diciembre, el Comité Asesor de Ciencias de la Energía de Fusión del Departamento de Energía de EE. UU. publicó un informe que establece un plan estratégico para la investigación de la energía de fusión y la ciencia del plasma durante la próxima década. Requiere el desarrollo y la construcción de una planta piloto de fusión para 2040.
En febrero de este año, las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM) publicaron un informe complementario pidiendo una acción agresiva para construir una planta de energía piloto. El informe NASEM propone un diseño para 2028 y una planta piloto de fusión en la línea de tiempo 2035-2040.
"El objetivo de trabajar a partir de esta línea de tiempo fue delinear lo que se necesitaría para tener un impacto en la transición hacia la reducción de las emisiones de carbono para mediados de siglo. Muchas inversiones y actividades esenciales tendrían que comenzar ahora para cumplir con esa línea de tiempo". dice Kathy McCarthy, directora de la Oficina del Proyecto ITER de EE. UU. en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
"La experiencia que estamos obteniendo del ITER en ingeniería integrada a escala de reactor es invaluable para realizar un camino viable y práctico hacia la energía de fusión", destacó.
Las lecciones aprendidas en ITER se utilizarán para diseñar la primera generación de centrales eléctricas de fusión comerciales.
Envío a Francia
La construcción de ITER incluye más de un millón de componentes, fabricados en todo el mundo, muchos de los cuales son muy grandes y los módulos de solenoide central se encuentran entre los más pesados.
El proceso de envío de los imanes masivos requiere vehículos de transporte pesado especializados. Todo el proceso para cargar y asegurar de forma segura el módulo en el camión, incluidos los preparativos para la elevación, llevará aproximadamente una semana.
Después de la carga, el módulo se enviará a Houston, Texas, donde se colocará en un barco para su transporte al sitio del ITER. El primer módulo se hará a la mar a finales de julio y llegará a Francia a finales de agosto. El tránsito terrestre hasta el emplazamiento del ITER tendrá lugar a principios de septiembre.
"La fusión tiene el potencial de proporcionar energía segura y respetuosa con el medio ambiente como un reemplazo realista de los combustibles fósiles durante este siglo", dice Bigot.
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