27 ago. 2012

Los cimientos de la fusión nuclear japonesa se fabrican en Asturias


Los talleres de Idesa están forjando el anillo base del criostato que albergará en Japón una nueva etapa de pruebas para la fusión nuclear en el reactor Tokamak JT-60SA. Desde Avilés hasta Naka, la pieza cruzará el globo por mar y tierra, una circustancia que ha determinado su diseño.






Un anillo de  12 metros de diámetro y 300 toneladas viajará de Avilés a Japón para formar parte de un nuevo dispositivo de fusión nuclear, una energía limpia y segura que aún está en fase de experimentación. Se ha fabricado en un acero sometido a exigentes requisitos relacionados con la temperatura de trabajo y la permeabilidad magnética.

“El criostato que estará sostenido por el anillo funciona a -193 oC, y a esa temperatura el acero convencional al carbono se vuelve tan frágil como el cristal, así que utilizamos un acero inoxidable al que le añadimos ciertos requisitos extraordinarios en su composición”, explica Andrés Castro de Benito, director de I+D+i de Idesa, la empresa que está forjando la pieza.

El criostato albergará la cámara de vacío y otros elementos básicos. En su interior, para lograr la fusión de sus núcleos y obtener energía se calentarán isótopos de hidrógeno a temperaturas de varios millones de grados centígrados. “Al no existir ningún material que soporte semejantes temperaturas, el confinamiento de los isótopos de hidrógeno se logra mediante un potente campo electromagnético, que debe permanecer inalterado para conseguir la reacción”, subraya Iván Vázquez, asesor técnico de Idesa y alma mater del proyecto en la empresa.

De ahí la necesidad de refrigerar el entorno del reactor, que acarrea exigentes requisitos en cuanto a las bajas temperaturas y propiedades magnéticas que tiene que superar la pieza, y que no sólo afectan al material, sino también a los procesos de fabricación. El proyecto, que supone la entrada de la empresa en el sector nuclear, recibe ayuda del Plan de Ciencia, Tecnología e Innovación del Principado de Asturias que gestiona FICYT.

Un mecano para cruzar mar y tierra

El imperativo de transportar por tierra la pieza a su llegada a Japón hasta su emplazamiento definitivo en el reactor Tokamak JT-60SA, en Naka, ha añadido el reto de convertir el anillo en un mecano de alta precisión formado por siete grandes piezas atornilladas que deben encajar al milímetro: “La mayor dificultad ha sido controlar las deformaciones del material que se producen durante la soldadura para conseguir una geometría que encaje perfectamente” afirma el asesor técnico. Una tarea en la que entra el conocimiento práctico y la pericia de los trabajadores en el taller, que en esta ocasión han trabajado con consumibles de soldadura con un bajo contenido en cobalto, para evitar su activacióny las alteraciones magnéticas consiguientes.

También el mecanizado –procedimiento que permite dotar a la pieza de la geometría deseada tras la soldadura– ha requerido un tratamiento especial, más lento y laborioso de lo habitual, tras comprobar que los procedimientos convencionales alteraban la permeabilidad magnética del acero.

Una energía que cambiaría el mundo

La fusión nuclear es conocida como la gran alternativa a la forma actual de generación nuclear de energía, basada en la fisión.  “La fusión nuclear, actualmente en experimentación, se basa en fusionar núcleos atómicos en lugar de romperlos,  no genera residuos radiactivos ni polución de ningún tipo y, en caso de ocurrir cualquier alteración, se puede detener fácilmente”, indica Castro de Benito.

De hecho, con el litio de la batería de un portátil y la mitad del agua de una bañera se obtendría la misma electricidad que quemando 40 toneladas de carbón, según recoge en su web la Oficina Europea del ITER –el experimento internacional que culminará con la construcción del mayor y más avanzado reactor de fusión nuclear–. Eso sí, puntualizan en Idesa, para completar la ecuación falta demostrar que la tecnología de fusión nuclear es viable comercialmente, puesto que hasta ahora la reacción sólo se ha conseguido mantener durante un máximo de dos segundos.

“Es estimulante trabajar en un proyecto con el fin último de lograr energía limpia y sin residuos radiactivos. La materia prima necesaria para obtenerla se encuentra abundantemente en el planeta, y, en caso de conseguirse, supondría producir energía en la tierra tal y como la produce el sol”, comenta Iván Vázquez. A la entrega de la pieza, prevista en noviembre, acudirán técnicos japoneses para certificar el resultado antes de que el anillo se embarque rumbo, nunca mejor dicho, al país del sol naciente.

El experimento internacional en Francia

El ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) es el experimento internacional que culminará con la construcción del mayor y más avanzado reactor de fusión nuclear. En él participa España a través de la Unión Europea, junto a China, India, Japón, Corea, Rusia y EE UU.

En virtud del acuerdo logrado entre los países participantes del ITER y conocido como Broader Approach, Japón recibe la aportación del resto de socios para construir el Tokamak JT-60SA como compensación por no albergar el experimento, que finalmente se está construyendo en Cadarache (Francia). En virtud del mismo acuerdo, España alberga en Barcelona la oficina europea del ITER, y aporta la base del criostato japonés, cuya adjudicación ha logrado Idesa en concurrencia competitiva con empresas de todo el país.


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