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La carrera por la fusión nuclear reúne a laboratorios, gobiernos y empresas en busca de una fuente de energía limpia, mientras Brasil intenta ampliar su presencia con investigaciones en tokamaks y física de plasmas.
La investigación en fusión nuclear avanza en laboratorios públicos, universidades y empresas privadas de diferentes países, con el objetivo de reproducir de forma controlada el proceso físico que alimenta el Sol.
Según la Agencia Internacional de Energía Atómica, hay proyectos de fusión en cerca de 50 países, en un área que aún no ha llegado a la generación comercial de electricidad, pero moviliza inversiones y estructuras experimentales de gran envergadura.
En Brasil, el principal equipo en funcionamiento es el TCABR, un tokamak instalado en el Instituto de Física de la Universidad de São Paulo, descrito por la USP como la única instalación del Hemisferio Sur que opera este tipo de máquina.
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La fusión nuclear ocurre cuando núcleos atómicos ligeros se unen para formar un núcleo más pesado, liberando energía en el proceso.
El mecanismo es diferente al usado en las centrales nucleares actuales, basadas en la fisión, en las que los núcleos pesados se dividen.
En los experimentos más estudiados para la producción de energía, los combustibles son isótopos de hidrógeno, como el deuterio y el tritio.
Debido a esta diferencia física, la fusión se investiga como una posible fuente de energía de baja emisión directa de gases de efecto invernadero.
La tecnología, sin embargo, permanece en fase experimental.
El desafío no radica en demostrar que la reacción puede ocurrir, sino en mantenerla por tiempo suficiente, con estabilidad y un balance energético útil para una futura central.
Cómo la fusión nuclear reproduce una reacción de las estrellas
En el interior del Sol, la fusión ocurre bajo una presión gravitacional extrema.
En laboratorio, esta condición debe ser sustituida por sistemas artificiales de calentamiento y confinamiento.
Para aproximar los núcleos atómicos y vencer la repulsión eléctrica entre ellos, los equipos elevan el combustible a temperaturas superiores a 100 millones de grados Celsius.
En esta condición, la materia pasa al estado de plasma, formado por partículas eléctricamente cargadas.
Como ningún material sólido soporta el contacto directo con este ambiente, los tokamaks utilizan campos magnéticos para mantener el plasma confinado dentro de una cámara de vacío, sin tocar las paredes internas del equipo.
El físico Gustavo Canal, profesor de la USP, explicó en una entrevista a Olhar Digital que la fusión sigue la lógica inversa de la fisión.
Según él, en lugar de “tomar un núcleo grande y partirlo en dos pequeños”, la fusión permite “tomar dos núcleos pequeños, por ejemplo de hidrógeno, y fusionarlos para generar un núcleo mayor”.
La comparación resume la diferencia central entre ambas tecnologías.
La elección del combustible también ayuda a explicar el interés científico.
El deuterio puede obtenerse a partir del agua del mar, mientras que el tritio puede producirse con litio en sistemas diseñados para este fin.
Aun así, la producción, el control y el reabastecimiento de tritio todavía figuran entre los puntos técnicos que deben resolverse antes de una aplicación comercial amplia.
El control del plasma es una etapa crítica para el “sol artificial”
El término “sol artificial” suele usarse para explicar la fusión nuclear al público, pero los experimentos no reproducen el Sol a escala reducida.
Se trata de un sistema de ingeniería en el que la temperatura, la densidad y el tiempo de confinamiento deben alcanzar valores específicos.
Cuando una de estas condiciones no se sostiene, la reacción pierde eficiencia o se interrumpe.
El canal afirmó que los investigadores necesitan dominar plasmas “muy calientes” y usar campos magnéticos intensos para impedir el contacto con las paredes del reactor.
Este confinamiento es necesario porque el plasma puede presentar inestabilidades, y pequeñas alteraciones en el sistema pueden afectar la continuidad del experimento.
La elevación de la temperatura también aumenta la presión interna.
En algunos escenarios, la pérdida brusca de estabilidad puede dañar componentes de la máquina.
Por ello, la investigación en fusión combina física de plasmas, simulaciones computacionales, sensores de alta precisión, materiales resistentes a la radiación de neutrones y sistemas de control en tiempo real.
Hito del NIF mostró avance, pero no creó una central eléctrica
Uno de los resultados más citados en el área ocurrió el 5 de diciembre de 2022, cuando el National Ignition Facility, en Estados Unidos, anunció haber obtenido ignición en un experimento de fusión por confinamiento inercial.
En aquel disparo, se entregaron 2,05 megajulios de energía láser al objetivo y se produjeron 3,15 megajulios de energía de fusión, según el Lawrence Livermore National Laboratory.
El resultado indicó una ganancia en relación con la energía aplicada directamente al objetivo, pero no representó una central eléctrica capaz de entregar electricidad a la red.
La instalación consume energía en otros sistemas, como los láseres y los equipos auxiliares, que no entran en esta cuenta específica.
Desde entonces, el NIF ha repetido la ignición en nuevos experimentos, pero la operación continua a escala comercial aún no ha sido demostrada.
Esta diferencia es importante para evitar interpretaciones equivocadas.
Para que la fusión llegue al mercado, será necesario producir energía neta considerando todo el sistema, operar por períodos prolongados, mantener costos competitivos y convertir la energía liberada en electricidad de forma eficiente.
Empresas y gobiernos disputan la carrera de la fusión nuclear
La investigación en fusión dejó de estar concentrada solo en programas académicos y laboratorios públicos.
El ITER, en construcción en Francia, reúne a países y bloques económicos en una iniciativa internacional para probar la viabilidad científica y tecnológica de la fusión a mayor escala, aunque el proyecto no tiene como objetivo vender electricidad comercialmente.
En los últimos años, empresas privadas también han comenzado a captar recursos para desarrollar diferentes rutas tecnológicas.
Según la Fusion Industry Association, compañías del sector recaudaron US$ 2,64 mil millones en los 12 meses finalizados en julio de 2025, y la financiación total informada por 53 empresas alcanzó los US$ 9,766 mil millones.
Reuters registró los mismos números al informar sobre el avance de la inversión global en el área.
Entre las empresas seguidas por el sector se encuentra la Commonwealth Fusion Systems, vinculada al ecosistema del MIT, que desarrolla el SPARC como máquina de demostración.
La empresa también presentó planes para el ARC, proyecto de planta comercial previsto para la década de 2030.
Helion Energy sigue un enfoque diferente y anunció un acuerdo para suministrar electricidad a Microsoft, con una meta declarada para 2028, aunque este cronograma depende de etapas técnicas aún no demostradas a escala comercial.
China también mantiene programas relevantes de confinamiento magnético.
El tokamak EAST registró experimentos de larga duración en los últimos años, una etapa importante para investigaciones que buscan mayor estabilidad del plasma.
Estos resultados no equivalen a generación comercial, pero ayudan a probar condiciones necesarias para futuros reactores.
Brasil intenta avanzar con tokamak en operación en la USP
En Brasil, la investigación en fusión nuclear permanece concentrada principalmente en instituciones públicas y universidades.
El TCABR, operado en el Instituto de Física de la USP, es el equipo nacional más citado en este campo.
No es una central eléctrica y no produce electricidad para el consumo, pero permite estudiar plasmas en configuración tokamak y formar especialistas.
La Revista Pesquisa Fapesp registró que el país tiene tres pequeños tokamaks: el TCABR, en la USP; el ETE, en el Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais; y el Nova, instalado en la Universidade Federal do Espírito Santo.
El mismo reportaje informó que el TCABR fue construido originalmente en Suiza, funcionó en la École Polytechnique Fédérale de Lausanne entre 1980 y 1992 y comenzó a operar en Brasil a partir de 1999.
La USP afirma que el Laboratorio de Física de Plasmas del IFUSP es la única instalación del Hemisferio Sur que opera un tokamak.
En una entrevista publicada por la institución, Canal también afirmó que Brasil posee los únicos tres tokamaks del Hemisferio Sur y que el Programa Nacional de Fusión Nuclear fue estructurado para aprovechar esta condición.
El mismo material de la USP informa que el programa busca articular la formación de recursos humanos, la modernización de la infraestructura y la creación de un entorno tecnológico ligado a la fusión.
Para especialistas del área, la participación brasileña depende de la continuidad de los laboratorios, de la formación de investigadores y de la capacidad de establecer cooperación con centros internacionales.
La fusión nuclear atrae interés en la transición energética
La fusión nuclear es investigada por combinar alta densidad energética con baja emisión directa de carbono durante la generación.
Además, a diferencia de las reacciones de fisión, la fusión no mantiene una reacción en cadena en las mismas condiciones.
Si el plasma pierde temperatura o confinamiento, la tendencia es que la reacción se detenga.
Canal resumió esta característica al afirmar que, en una central de fusión, “lo máximo que puede pasar es que el plasma se apague”.
La frase se refiere al comportamiento físico de la reacción, pero no elimina otros cuidados de ingeniería.
Los componentes internos pueden ser activados por neutrones y requerir gestión radiológica, y los materiales sometidos a estas condiciones deben resistir un desgaste intenso.
Otro punto aún en estudio es la integración de la fusión al sistema eléctrico.
Para que la tecnología tenga uso comercial, no basta con producir reacciones en laboratorio.
Será necesario operar de forma estable, generar calor o electricidad con eficiencia, mantener un mantenimiento viable y demostrar competitividad frente a otras fuentes de energía.
Por ahora, los cronogramas varían.
Algunas empresas proyectan demostraciones ya a finales de los años 2020 o a principios de los años 2030.
Parte de la comunidad científica trabaja con plazos más cautelosos para centrales comerciales, especialmente porque los obstáculos involucran física, ingeniería, materiales, regulación y financiación.
La carrera por el llamado “sol artificial” ya produce efectos fuera de la generación eléctrica, al estimular investigaciones en superconductores, imanes de alto campo, nuevos materiales y sistemas de control.
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