Ardiente como el sol
Los ingenieros dedicados a la construcción de partes de una nueva central eléctrica destinada a generar energía verde con fusión nuclear están empleando sus conocimientos especializados de construcción de cohetes como el europeo Ariane 5 para crear estructuras extrafuertes capaces de soportar condiciones similares a las del Sol.
Una técnica para la construcción de componentes de lanzadores y satélites ha resultado ser la mejor manera de construir anillos para apoyar las bobinas magnéticas en el interior de las máquinas.
El ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), cuyo nombre significa "el camino" en latín, es el mayor experimento a nivel mundial de fusión nuclear en generación de electricidad y está construyéndose en Francia.
La empresa española CASA Espacio está desarrollando los anillos empleando un método que han perfeccionado durante décadas dedicadas a construir elementos para los cohetes Ariane 5, Vega y Soyuz, así como para los satélites y la Estación Espacial Internacional.
"Las fuerzas dentro de ITER presentan cambios similares a los del espacio", explica José Guillamón, director comercial y de estrategia.
"No podemos utilizar materiales tradicionales como el metal, que se expanden o contraen con la temperatura y son conductores de la electricidad, por lo que tenemos que diseñar un material compuesto especial que sea duradero y ligero, no conductor y no cambie de forma en ningún momento".
En su centro de excelencia en España, que cuenta con una trayectoria sólida de diseño de compuestos para aplicaciones espaciales, CASA Espacio se ha situado a la vanguardia del desarrollo de una técnica que permita incrustar fibras de carbono en resina para crear un material fuerte y ligero.
El compuesto es ideal para las partes del cohete dado que mantiene la forma y ofrece la sólida longevidad necesaria para sobrevivir a lanzamientos extremos y al entorno hostil del espacio durante más de 15 años.
Ahora, el equipo está utilizando una técnica similar para construir las mayores estructuras compuestas que se han intentado hasta el momento para un entorno criogénico. Los anillos de compresión de ITER, con 5 m de diámetros y una sección transversal de 30 x 30 cm, mantendrán a los imanes gigantes en su lugar.
Aprovechar la energía estelar
La fusión nuclear proporciona energía al Sol y a las estrellas a través de átomos de hidrógeno que colisionan para generar helio mientras desprenden energía. Durante mucho tiempo, hemos soñado con aprovechar este intenso proceso para generar un suministro inagotable de electricidad sostenible a partir del agua del mar y la corteza terrestre.
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Gracias a una colaboración mundial de investigación entre China, la Unión Europea, Japón, Corea del Sur, Rusia y EE. UU., se está creando ahora el primer prototipo de esta clase en ITER. Esperamos que la construcción finalice antes de 2019, para poder de empezar las primeras pruebas a partir de 2020. No obstante, no se espera un sucesor comercial para generar electricidad hasta el 2050.
ITER, que ha sido diseñado para generar 500 MW y emplear solo una décima parte de ello para funcionar, pretende demostrar una fusión continuamente controlada y, por primera vez en una investigación de la fusión, producir más energía de la que necesita para funcionar.
Un kilogramo de combustible inherentemente seguro sin ningún tipo de contaminación atmosférica ni desecho radioactivo duradero podría producir la misma cantidad de energía que 10 000 toneladas de combustible fósil.
El núcleo de ITER es una cámara magnética con forma de rosquilla de 23 m de diámetro. Funcionará calentando por encima de los 150.000.000º C los gases con carga eléctrica.
El plasma, que superará la temperatura del sol, evaporaría instantáneamente cualquier contenedor normal. Sin embargo, los electroimanes gigantes mantendrán el plasma alejado de las paredes suspendiéndolo dentro de una "jaula" magnética.
Construir algo capaz de resistir este potente campo magnético es un auténtico desafío de ingeniería.
CASA Espacio halló la respuesta gracias a su conocimiento especializado y su método para crear componentes espaciales.
Los anillos de ITER están en construcción en este momento y cada uno de ellos soportará 7000 toneladas (el peso equivalente a la Torre Eiffel presionando contra cada uno de los seis anillos).
Cortar la tela para adaptarse a la nave
Las fibras de carbono se hilan como cualquier tela y se incorporan a la matriz de resina para crear un compuesto ligero, duradero y estable.
"De la misma forma que escogería telas diferentes para hacer un abrigo y para hacer una camiseta de verano, podemos situar las fibras en direcciones diferentes y altera los ingredientes para adaptar el material resultante a su función, haciéndolo mucho más fuerte o resistente a las temperaturas extremas del espacio".
Para ITER, las fibras de vidrio se utilizan para aumentar la fuerza mecánica y pueden aglomerarse en círculos y amontonarse en forma de rosquillas para crear una estructura cilíndrica.
"El conocimiento especializado sobre el espacio puede proporcionar un recurso muy valioso para muchas empresas ajenas al sector espacial, puesto que les ayuda a mejorar su producto y aumentar sus beneficios", declara Richard Seddon, de Tecnalia, agente de la Red de Transferencia Tecnológica de la ESA, que ayuda a las empresas a emplear tecnologías del espacio para mejorar su negocio.
"En esta ocasión, CASA espacio cuenta con el conocimiento adecuado necesario para ofrecer la mejor solución para ITER".
