¿Cómo será la energía del futuro?

Te compartimos un interesante artículo de la revista +Ciencia de la Facultad de Ingeniería sobre cómo será la energía del futuro.

El número 22 de la revista +Ciencia de la Facultad de Ingeniería nos trae un interesante artículo sobre cómo será la energía del futuro, además de contenido en realidad aumentada.

Energía del mañana

El ser humano siempre ha buscado saciar necesidades y resolver problemas; incluso si no hay problema alguno, el humano crea ese problema para poder resolverlo. Por ejemplo, la contaminación por el uso desmedido de los plásticos: “surge la necesidad de distribuir alimentos y bebidas de una manera más económica: las empresas optan por el uso del plástico y otros contaminantes. Esto resuelve un problema, pero crea otro mucho más grave”.

Últimamente nos llegan las noticias de las catástrofes ambientales, tales como incendios, niveles de contaminación elevados, el derretimiento de los polos, entre otras grandes situaciones. ¿Qué es lo que está generando todo esto? La respuesta la podemos encontrar en dos ámbitos importantes (claro que no son  los únicos dos factores), lo que generamos y lo que necesitamos para generar, es decir, la energía.

El ser humano ha sido muy ingenioso a la hora de buscar fuentes de energía, ya que existen muchas formas de esta como son: solar, eólica, hidráulica, entre otras. También está la nuclear, que se emplea en las plantas nucleares y aprovecha el calor que libera principalmente el átomo de uranio. Las centrales nucleares generan energía a partir de un proceso llamado fisión, que consiste en dividir el núcleo del átomo en otros más pequeños para liberar la energía y, asimismo, captarla. Einstein explicaba esto años atrás con su famosa ecuación de: E=mc², en la que E es la energía de un cuerpo en reposo, m se refiere a la masa del mismo y c a la velocidad de la luz.

Imagen 1: Albert Einstein y un tablero con fórmulas físicas en los Estados Unidos, alrededor de 1935. Tomado de: H. Paul Honsinger. (2018). Why did Albert Einstein (being a German) help the US make the nuclear bomb and didn’t help Germany in the World War II? 29/10/2019, de QUORA Sitio web: https://www.quora.com/Why-did-Albert-Einstein-being-a-German-help-the- US-make-the-nuclear-bomb-and-didnt-help-Germany-in-the-World-War-II

La fusión a su vez trae consigo posibles problemas que involucran la radioactividad; sin embargo, también existe otro proceso al que se le conoce como fusión, que consiste en unir dos átomos, por ejemplo, de deuterio y tritio a temperaturas muy elevadas (cercanas a 200,000,000 °C) para que empiecen a fusionarse y generen energía. Esta es convertida directamente en electricidad.

La fusión nuclear plantea a los científicos y a los ingenieros un gran reto, ya que tienen que crear un espacio con un gran número de especificaciones para que la fusión se pueda llevar a cabo de manera segura. Todos los proyectos de esta magnitud tienen riesgos y este no es la excepción. Pero lo más grave que podría pasar si fracasara, sería que se descompusiera el reactor y muchos millones de dólares se perderían.

Si te estás preguntando si podría pasar algo similar a lo de Chernóbil, la respuesta es no, ya que la fusión nuclear, a diferencia de la fisión, no deja residuos radioactivos, por lo que, es un punto a favor de la fusión, que es  el proceso que se lleva a cabo en nuestro Sol, es como si estuviéramos reproduciendo las condiciones que se producen en el Sol, pero aquí en la Tierra.

Imagen 2: Construcción del Reactor Internacional Termonuclear Experimental (ITER), en el sur de Francia. Fotografía tomada en abril de 2018 por: “ITER Organization”. Este reactor para 2025 estará haciendo sus primeras pruebas de la fusión, y para 2035 estará trabajando la fusión del deuterio con tritio. Tomado de: Oak Ridge National Laboratory. (2018). ITER Site. 29/10/2019, de Flickr. Sitio web: https://www.flickr.com/photos/oakridgelab/41809718461/in/ album-72157643423831735/

Ahora que ya sabes que la fusión es una manera eficiente de generar energía y los esfuerzos que el ser humano está haciendo para mejorar cada vez más este proceso, hay algo más que deberías saber: existe un recurso al que se conoce como Helio-3.

Aunque lo podemos encontrar, es muy escasa su concentración aquí en la Tierra, mientras que en la Luna existe en grandes cantidades. Esto debido a que en la Luna no hay atmósfera y el recurso viene directamente de la radiación solar. Te podrás imaginar las cantidades enormes que han de existir en ella. Ahora bien, ¿para qué queremos el Helio-3? Este recurso puede ser usado para producir energía.

En 1986, científicos del Instituto de Tecnología de Fusión de la Universidad de Wisconsin estimaban que el suelo lunar tenía un millón de toneladas de Helio-3. Estos estudios han estimado que solamente 100 kilogramos de esta partícula (usada y procesada adecuadamente) podrían abastecer toda la electricidad que se requiere en la ciudad de Dallas, Texas, durante un año entero. Estamos hablando de que, si las estimaciones son correctas, la Luna contiene la suficiente cantidad de este material para abastecer de energía a los seres humanos del planeta Tierra por varias décadas. Es por eso que varios países están trabajando en la creación de una base lunar con la intención de establecerse y apoderarse de los recursos.

En el año 1967, las Naciones Unidas establecieron que nadie puede ser dueño del espacio exterior, pues se podría llegar a tensar a varios países, ya que la energía es un recurso que muchas organizaciones anhelan controlar.

Imagen 3: La Luna en su fase gibosa creciente, mientras la Estación Espacial Internacional orbitaba 256 millas sobre el Océano Pacífico Norte, al sur de las Islas Aleutianas de Alaska. Fotografía tomada en abril de 2019 por: NASA. Mark Garcia. (2019). The moon’s waxing gibbous phase. 29/10/2019, de NASA. Sitio web: https://www.nasa.gov/image- feature/the-moons-waxing-gibbous-phase

Aunque algunos científicos han estimado que la energía producida por el Helio-3 sería 250 veces mayor a la que se usaría para ir por ella a la Luna y regresar, no es completamente seguro. Diferentes opiniones científicas creen que lo que se propone no es posible; se considera más viable construir una base lunar que se abastezca de los propios recursos lunares, en lugar de traerlos a la Tierra.

Imagen 4: Ejemplo de fusión Deuterio-Tritio. Imagen proporcionada por Science News, publicada en enero de 2016. Enkidu. (2017). Nuclear Fusion Scam!  29/10/2019, de Blogger. Sitio web: http://nuclearfissionscam.blogspot.com

Lo que busca la tecnología referente a la fusión nuclear es que, por medio de la fusión entre el deuterio y el Helio-3, se genere mucha más energía. El problema es que para lograr este proceso se necesitarían temperaturas de fusión mucho mayores a las que ya se tienen en las plantas nucleares de la Tierra. Una ventaja de la reacción del deuterio con el Helio-3, a diferencia de la de deuterio-tritio, es que esta produciría una cantidad mínima de neutrones, que son difíciles de contener en campos electromagnéticos, ya que carecen de carga. Por el contrario, si lográramos una fusión del Helio-3 consigo mismo, obtendríamos una energía totalmente libre de neutrones y posiblemente sería uno de los logros más importantes de la historia de la humanidad.

Hoy en día, muchos países y organizaciones privadas tienen los ojos puestos en la minería lunar. De hecho, la NASA acaba de anunciar que ya está planeando la futura base lunar para el año 2024. Aunque es un proyecto con posibilidades muy bajas de tener un éxito a corto plazo, si estamos motivados a lograrlo, lo haremos. Como alguna vez dijo Stephen Haw- king: “Mientras haya vida, hay esperanza”.

Bibliografía
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•    Enkidu. (2017). Nuclear Fusion Scam! Tomado el 29 de octubre de 2019 de Blogger. Sitio web: http:// nuclearfissionscam.blogspot.com
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•    Europa Press. (2018). Energía: Fusión nuclear a microescala con nanohilos calentados por láser. Tomado el 6 de septiembre de 2019 de Periodista Digital. Sitio web: https://www.periodistadigital.com/ciencia/educacion/20180315/energia-fusion- nuclear-microescala-nanohilos-calentados-laser- noticia-689400606398/
•    H. Paul Honsinger. (2018). Why did Albert Einstein (being a German) help the US make the nuclear bomb and didn’t help Germany in the World War II? Tomado el 29 de octubre de 2019 de QUORA. Sitio web: https://www.quora.com/Why-did-Albert-Einstein- being-a-German-help-the-US-make-the-nuclear- bomb-and-didnt-help-Germany-in-the-World-War-II
•    Javier Yanes. (2019). Helio-3: La fiebre del oro lunar. Tomado el 5 septiembre de 2019 de Open Mind. Sitio web: https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/ fisica/helio-3-la-fiebre-del-oro-lunar/
•    Juan Carlos López. (2018). Fusión nuclear: qué retos plantea, la seguridad de esta tecnología y cuándo estará lista. Tomado el 5 de septiembre de 2019 de Xataca. Sitio web: https://www.xataka.com/investigacion/fusion-nuclear-que-retos-plantea-la- seguridad-de-esta-tecnologia-y-cuando-estara-lista
•    Mark Garcia. (2019). The moon’s waxing gibbous phase. Tomado el 29 de octubre de 2019 de NASA. Sitio web: https://www.nasa.gov/image-feature/the- moons-waxing-gibbous-phase
•    NASA. (2019) We are going. Tomado el 29 de octubre de 2019 de YouTube. Sitio web: https://www.youtube. com/watch?v=vl6jn-DdafM
•    Oak Ridge National Laboratory. (2018). ITER Site. Tomado el 29 octubre de 2019 de Flickr. Sitio web: https:// www.flickr.com/photos/oakridgelab/41809718461/in/ album-72157643423831735/
•    What If. (2019, septiembre 1). Tomado de: https://www. youtube.com/watch?v=yEvQLl_AQNM&list=PLZdXRHYAVxTJno6oFF9nLGuwXNGYHmE8U&index=45

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