Hacia la fusión nuclear como solución energética de futuro

La fusión nuclear se presenta como una de las soluciones energéticas más prometedoras para el futuro, gracias a su seguridad y a la disponibilidad prácticamente inagotable de recursos. Sin embargo, requiere de la fabricación de componentes de gran tamaño con geometrías extremadamente complejas y excelentes propiedades mecánicas, capaces de resistir muy altas temperaturas y radiaciones, que sigue siendo el reto clave para el desarrollo de esta tecnología.

Con el objetivo de superar estas barreras, nace el proyecto 'Rodas', que comenzó a andar el pasado mes de enero. Se trata de una iniciativa que busca desarrollar tecnologías de fabricación avanzada, enfocadas especialmente en el campo de la fabricación aditiva combinada con tecnologías como el prensado isostático en caliente, para la producción de componentes críticos para los reactores de fusión nuclear.

El proyecto, con una duración de cuatro años, pretende dotar a las empresas de conocimientos y tecnología que les permitan afrontar futuros proyectos en el campo de la fusión nuclear. Con un presupuesto de 7,78 millones de euros, el proyecto ha recibido una financiación de 5,54 millones del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades a través del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) y de la Agencia Estatal de Investigación (AEI), en el marco de la iniciativa TransMisiones 2024.

'Rodas' pretende resolver los retos actuales que existen para obtener los componentes de reactores de fusión nuclear, como son los largos plazos de entrega, los complejos procesos de fabricación que involucran multitud de etapas sucesivas de mecanizados, uniones y tratamientos térmicos, así como los elevados consumos de materias primas y energía. El CEO de Hiperbaric, Andrés Hernando, se muestra «muy satisfecho» de su participación en este proyecto para impulsar la fusión nuclear.

El proyecto se centra en la búsqueda de materiales y tecnologías de fabricación y ensayos avanzados. En el ámbito de los materiales, se trabajará en el desarrollo de nuevas aleaciones capaces de soportar altas temperaturas y radiación. Además, se optimizará el proceso de atomización con gas para mejorar la producción de polvos metálicos empleados en fabricación aditiva, facilitando así su integración en los procesos industriales.

Para ello, se trabajará en la investigación y el desarrollo de nuevas aleaciones de materiales de alto rendimiento y propiedades termomecánicas avanzadas, especialmente diseñadas para componentes de fusión nuclear, técnica y económicamente viables.

En cuanto a la fabricación avanzada, se investigarán diferentes técnicas de elaboración a partir de polvo o hilo metálico, con el objetivo de obtener piezas con geometrías complejas y de grandes dimensiones y consiguiendo a su vez una reducción significativa del desperdicio de material. Se investigará también la hibridación de procesos de fabricación.

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Una de las principales innovaciones del proyecto 'Rodas' va a ser la posibilidad de aplicación simultánea de tratamientos térmicos y la tecnología de Prensado Isostático en Caliente desarrollada por Hiperbaric. Andrés Hernando explica que están desarrollando una nueva generación de prensa y horno de grandes dimensiones, único en España, «con altas velocidades de enfriamiento y dotada con una arquitectura avanzada de control mediante la aplicación de Inteligencia Artificial». Finalmente, se realizarán ensayos avanzados para validar los nuevos materiales y procesos mediante técnicas no destructivas, como tomografía computarizada y ultrasonidos, asegurando así la integridad de los componentes sin necesidad de realizar pruebas destructivas.

El desarrollo de estas tecnologías tendrá un impacto significativo en la industria, la ciencia y la sostenibilidad, contribuyendo al desarrollo de la fusión nuclear como fuente de energía. Gracias a la optimización de procesos de fabricación avanzada, se espera reducir los tiempos de producción de componentes clave de ocho a dos semanas y minimizar el desperdicio de material en hasta un 80 por ciento, respetando así el medio ambiente. Además, el uso de los nuevos materiales permitirá mejorar la duración y eficiencia de los reactores de fusión.