NeoFronteras

Otra vez la polémica fusión fría

Área: Física — martes, 24 de marzo de 2009

Varios grupos de investigadores dicen haber encontrado pruebas de la existencia de reacciones nucleares de tipo fusión fría.

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Patrón de traza triple mostrado como prueba de la existencia de fusión fría. Foto: Pam Boss, SPAWAR.

La sola mención de las palabras “fusión fría” ya crea polémica desde que hace 20 años originara un escándalo científico. Por eso ahora se le denomina reacciones nucleares de baja energía o LENR en sus siglas en inglés. Esta idea de obtener fusión nuclear en un sencillo experimento de sobremesa está muy desacreditada desde entonces, sin embargo es un idea que no cesa y recientemente en el congreso organizado por la American Chemical Society en Salt Lake City se han presentados varios resultados al respecto, concretamente unos 30.
Uno de ellos es significativo porque en él se afirma haber detectado neutrones producto de las reacciones de fusión.
La fusión nuclear es el método por el cual brillan las estrellas. En su interior unas temperaturas de millones de grados y una gran presión consiguen que núcleos de elementos ligeros se fusiones entre sí generando energía en el proceso.
En la Tierra también lo podemos hacer violentamente usando una bomba de fisión nuclear que inicie la fusión, pero obtener energía de fusión de manera controlada y rentable es más complicado. El proyecto del ITER persigue precisamente esa meta. Pero la fusión nuclear sería una forma de energía inagotable que casi no produciría residuos nucleares, de ahí el gran interés que despierta cualquier noticia relacionada con el tema. Y si es de una manera sencilla y barata aún más, como pasó con la fusión fría o, más recientemente, con la sonofusión que parece que también ha terminado en otro escándalo.
Pero no es fácil probar que estos sistemas funcionen de verdad y sus resultados han estado siempre al borde de lo que se considera ciencia. las reacciones de fusión, sean fría o calientes deben de producir neutrones como subproductos. Y todavía no se habían detectado. Se justificaba la existencia de reacciones de fusión por “exceso de calor”.
Las fusión nuclear de dos núcleos de deuterio (cada uno compuesto por un protón y un neutrón) produce un 50% de las veces helio 3 y un neutrón y el otro 50% de las veces tritio y un protón. A su vez el tritio y el deuterio producen helio 4 y un neutrón cuando se fusionan.
Ahora Pamela Mosier-Boss del U.S. Navy’s Space and Naval Warfare Systems Center (SPAWAR) en San Diego y sus colaboradores dicen haber detectado esos neutrones de alta energía procedentes de un experimento tipo LENR.
El sistema original propuesto por Martin Fleishmann y Stanley Pons en 1989 parecía muy sencillo: una electrolisis con agua pesada (el hidrógeno es deuterio un isótopo de hidrógeno), electricidad y un electrodo de paladio. Y a temperatura ambiente supuestamente se producían reacciones de fusión con el deuterio. Pero cuando anunciaron sus resultados sobre la fusión fría cometieron varios errores, como el de organizar una rueda de prensa antes de que los expertos pudieran tan siquiera leer un artículo sobre los resultados. Pero la tentación de que unos químicos pudieran dar “un puñetazo intelectual en la cara” de los físicos, que habían estado buscando la fusión por medios caros y complicados durante décadas sin demasiado éxito, era demasiado fuerte. Además no entendían bien la Física de Materiales y sus resultados no eran muy buenos que digamos. Cuando otros grupos quisieron reproducir los resultados (algo imprescindible en ciencia) no llegaron a ver los neutrones que tenían que resultar de dichas reacciones. Y con el tiempo seguían sin verlos. Además, al parecer, estas reacciones eran bastante caprichosas. Estos dos químicos quedaron bastante desacreditados y la fusión fría también.
Según decían algunos las supuestas reacciones de fusión serían tan raras que el escaso flujo de neutrones estaba por debajo del umbral de detección de los detectores de estas partículas.
Mosier-Boss y colaboradores han usado un electrodo de oro o níquel y una disolución en agua pesada de cloruro de paladio. Al hacer pasar la corriente eléctrica se produce una codeposición que atraparía el deuterio que se fusionaría dentro de la estructura cristalina del material. Con un plástico especial denominad CR-39 pretendían registrar la trayectoria de las partículas de alta energía producidas en la supuesta reacción de fusión.
Al final del experimento recuperaron el plástico y bajo el microscopio pudieron ver patrones de trazas triples compatibles, según ellos, con la marca que dejaría un neutrón procedente de una reacción de fusión al atravesar el plástico.
Alegan haber encontrado pruebas de que hay neutrones presentes en la reacción LENR. Citan además la presencia de rayos X y la presencia de tritio, además de la típica presencia de un exceso de calor.
Quieren seguir investigando este fenómeno para entender cómo funcionan exactamente estas reacciones LENR y ser capaces de controlarla para aplicaciones prácticas.
Tadahiko Mizuno de la Universidad de Hokkaido en Japón dice también haber observado un exceso de calor y emisión de radiación gamma en un experimento LENR poco convencional en el que se usan hidrocarburos.
Antonella De Ninno, de un centro de investigación italiano también dice haber encontrado pruebas de la existencia de LENR al haber hallado helio como subproducto y un exceso de calor.
Han pasado 20 años y la fusión fría parece tan prometedora como la caliente, que cada veinte años prometen que en veinte años tendremos por fin fusión nuclear comercial. El tiempo dirá si finalmente es así.

Fuentes y referencias: Nota de prensa.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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18 Comentarios

  1. JOrge:

    Estoy harto de la energía de fusión (fría o caliente), de la inteligencia artificial (sí, estoy hablando de HAL 9000 o algo que se le parezca), del ascensor espacial (o de cualquier forma de propulsión diferente de los cohetes para viajar por el espacio), de las colonias en Marte, de la inmortalidad (o al menos de la extensión significativa de la vida humana) y de la energía solar barata.
    Estoy esperando esas cosas desde que era niño y creo que me voy a morir de viejo antes de que lleguen…

  2. NeoFronteras:

    Pues sí, es frustrante, algunos logros son mucho más difíciles de lo que la gente pensó en el pasado, como la fusión, la inteligencia artificial o la extensión de la vida. Quizás nunca lo veamos o sea imposible. Pero tenemos teléfonos móviles capaces de transmitir vídeo tal y como se pensó en el pasado y muchas otras cosas.
    Por otro lado, no predijeron la explosión de comunicación que ha significado Internet o los videojuegos de alto realismo.
    De las metas que menciona ya hay métodos de propulsión distintos a los cohetes tradicionales capaces de alcanzar velocidades órdenes de magnitud superiores a los actuales, pero parece que no les da la gana desarrollarlos y usarlos.
    Tanto la solar como la fusión controlada no se han desarrollado porque quemar petróleo ha sido y es mucho más barato. Sólo ahora nos damos cuenta de lo buenos que son los derivados de petróleo almacenando energía y lo malo que es quemarlos.

  3. Tritio:

    Como bien dice Neofronteras es una cuestión de dinero. No interesa investigar en este tipo de tecnologías ya sea por que es más rentable para unos pocos controlar otras o bien porque supongan cambios en la política de sociedades ya establecidas.
    En cierta manera es muy frustrante para personas como nosotros, que nos apasiona la ciencia y sus posibilidades en la aplicación de sus principios, ver como los gobiernos o “lobbies” ningunean el hecho, o incluso a veces sólo la intención, de que este tipo de avances sean factibles a corto plazo.

  4. NeoFronteras:

    No hace falta creer en conspiraciones para ver esto. Aunque grupos de presión haberlos los hay, la economía funciona como funciona porque nosotros la hacemos funcionar así. Una empresa que decida invertir en autoabastecerse de energía renovable se arruinará y cerrará si le sale más caro que utilizar combustibles fósiles, simplemente por ser menos competitiva que las demás. No hay incentivo para ser más “”verde”. Como las personas a nivel individual hacen sus cuentas y saben cuáles son sus intereses.
    Pocas empresas van a invertir (hay algunas ahora) en el desarrollo de energía solar porque es un negocio incierto.
    La inmensa mayoría de la gente no pagaría más dinero por electricidad renovable, ni tampoco coloca caros paneles solares en sus tejados cuando ese dinero invertido en cualquier otro lugar le renta como para pagar electricidad de origen fósil. El que pone paneles en su tejado o está muy sensibilizado o es rico.
    Para que este tipo de tecnologías arranquen debe de haber inversión en investigación por parte de los gobiernos y sensibilidad social. Luego la toma de decisiones y la distribución del dinero público es algo estrictamente político. Y los gobiernos deciden en virtud de sus votantes que siempre quieren recibir “ayudas más directas” pagando la menor cantidad de impuestos posibles.

  5. lluís:

    No deja de sorprenderme que “a temperatura ambiente” se pueda conseguir hacer fusión nuclear. ¿No es precisamente un obstáculo para la producción de fusión la repulsión coulombiana de los núcleos. Para que dos núcleos puedan vencer esa repulsión y se fusionen se precisaría una energía cinética muy elevada, con lo cual se haría imprescindible una temperatura del orden de 10^9K. Y esta es una temperatura superior, incluso a la que se da en el interior del Sol.

  6. lluís:

    No desesperes JOrge. Comte, un filósofo, dijo en 1835: “Nunca nos será posible conocer la composición de las estrellas”. En 1849, Kirchhoff, un físico, (viva los físicos) descubrió que el espectro de las radiaciones electromagnéticas codificaba la composición de los elementos de una estrella. El problema es que vivimos muy poco. Como mínimo deberíamos vivir 500 años, entonces si apreciaríamos avances… y grandes.

  7. NeoFronteras:

    Hay un sistema demostrado de fusión a temperatura ambiente que se utilizó para justificar la fusión fría.
    Si sustituimos los electrones del deuterio por muones los átomos obtenidos son mucho más compactos al ser la masa del muón mucho mayor que la del electrón. Esto permite a los núcleos acercarse mucho más entre sí sin que la repulsión coulombiana lo impida. Entonces existe una probabilidad no nula dada por la MC de que por efecto túnel se franquee la barrera de potencial coulombiana, ya que “al otro lado” el potencial es bajo porque actúa la fuerza nuclear fuerte que es atractiva (y por desgracia de tipo pozo cuadrado).
    Intentaron incluso diseñar reactores basados en esta idea. El problema es que los muones se desintegran (en promedio) antes de lo deseable para que el sistema fuese rentable, pues se necesitaban crear muones con un acelerador que consumía mucha energía.
    Un partícula pesada estable de carga negativa proporcionaría fusión espontánea. O una fuente inagotable de muones (¿rayos cósmicos?).
    En la fusión fría se decía que la “masa efectiva” del electrón en la red cristalina del paladio era mayor y por tanto se tendría el mismo efecto.
    Quizás sean precisamente los muones viajeros de los rayos cósmicos los que induzcan lo observado. Si es así cualquier sistema que concentre deuterio tendría el comportamiento visto en la fusión fría. Todo depende de la sección eficaz en la colisión entre el deuterio y el muón cósmico en este caso.

  8. lluís:

    Como se agradecen este tipo de respuestas. Gracias Neo. Ya veo que no es muy aconsejable fabricarse un reloj con muonio.

  9. NeoFronteras:

    ¡De nada!

  10. NeoFronteras:

    Respecto a lo de vivir 500 años estimado Lluís… Sí, sería interesante ver la evolución en marcha, el progreso de la historia, la adquisición acumulativa de sabiduría, desentrañar por uno mismo la naturaleza humana, asombrarse con los nuevos descubrimientos científicos, contemplar nuevos mundos… Hay quien mantiene que lo malo de la vida no es solamente que sea corta, sino que además no la puedes administrar en el tiempo y siempre te pierdes lo que pasará después. Otros pueden replicar que lo peor es que encima muchos de los que sí tengan en el futuro acceso a todo el conocimiento científico futuro probablemente lo despreciarán, al igual que se hace ahora.

  11. lluís:

    Ese último párrafo….no se me había ocurrido esa funesta probabilidad. Resulta duro imaginar que dentro de 500 años (si queda alguien, que no está nada claro) pueda aún darse tan triste situación de desprecio o indiferencia hacia el conocimiento científico (que para mí es el único posible). Pero partiendo de las “condiciones iniciales”, no es, desafortunadamente, ninguna predicción arriesgada.

  12. NeoFronteras:

    La historia humana ha sido siempre una lucha entre el pensamiento libre y el pensamiento mágico que nos quiere mantener en la caverna, la esclavitud, el sometimiento, y, sobre todo, en el miedo. No siempre ha ganado el primero.
    La indigencia intelectual en la que vivimos en la actualidad no parece que ayude mucho al pensamiento científico. Nunca se tuvo acceso a tanta información y, sin embargo, se escoge casi todo lo peor.
    Por encima de toda esa basura está el placer de conocer las cosas, saber cómo funciona el Universo. Simplemente porque no nos conformamos sólo con comer y dormir, porque es la curiosidad la que nos hace realmente humanos y nos distingue de otras máquinas biológicas de autoperpetuación. Esa capacidad, esa extrema curiosidad, fue un interesante subproducto de la evolución biológica, no buscado, pero muy afortunado.
    Estamos aquí de casualidad, porque la cadena de contingencias que nos une a nuestros más remotos antepasados biológicos no fue interrumpida nunca incluso bajo los más tremendos desastres, algo tremendamente improbable. Pero el ser “inteligentes” es aún más milagroso. Quizás seamos la única manera que tiene el Universo de verse a sí mismo. Tenemos una infinita responsabilidad con todo lo que nos rodea, con nosotros mismos y con la civilización.

  13. tomás:

    He aquí cómo los comentarios pueden superar un artículo, aunque sea interesante. Gracias por ello.
    Sobre el último párrafo de Neo en 12: Estamos aquí por una casualidad contemplada “antes”, pero por una inevitable certeza considerada “después”. Es cuestión relativa desde distintos puntos de vista temporales. No puedo evitar mi determinismo.
    Si sólo esta humanidad puede ser capaz de que el Universo se contemple a sí mismo, de que piense en sí mismo, la responsabilidad de no autoaniquilarnos es, como dice Neo, infinita.
    Un muy cordial saludo para todos.

  14. JOrge:

    Parafraseo a Luis Wu, protagonista de la novela de Larry Niven Mundo Anillo: “Hay que vivir para siempre ¡es la única manera de verlo todo!”
    Claro que Luis Wu toma un extracto regenerador que le permite andar por ahí con apariencia de 30 años mientras ya pasa de los 200… ¡Maldita SF! ;-)

  15. Roman S.:

    LLuis y Neofronteras. Como me gustaría asistir a un debate en vivo o verlos conversar en youtube por lo menos. Se nota que tienen un entendimiento sobre las cosas y vida en general magnifico. No tendrían nada que envidiarle a las personas cultas dentro de 500 años. Mi humilde opinión. Con respecto al articulo, yo creo que la naturaleza siempre nos termina enseñando como hacer las cosas bien. Dentro de alguna rara estrella de neutrones, o dentro de nuestro cerebro, como dice, el tiempo dirá. Gracias por la página.

    Saludos!

  16. NeoFronteras:

    Estimado Roman:
    Gracias por sus palabras. Seguro que Lluís también se siente halagado. Aunque un debate entre nosotros sería aburrido porque estaríamos de acuerdo en casi todo. Bueno, salvo las cuerdas.

    Respecto a la Naturaleza los más interesante es que en el proceso de revelarte sus secretos logra manifestar nuevos interrogantes. Dentro de 500 años habrá preguntas que ni soñamos y los interrogantes que ahora nos torturan hace tiempo que habrán tenido obvias respuestas.

  17. pasmada:

    Por mostrar una versión optiomista no es necesario 500 años para ver avances importantes, preguntad a vuestros abuelos.
    Según Carlota Perez, sociologa venezolana, se producen cada 60 años avances tecnologicos que afectan a la socioeconomía de forma rádical cambios de paradigma. http://www.carlotaperez.org/portada.htm.

    En cuanto a la investigación en energías alternativas a los combustiblese fosiles. Creo que llegará forzada por dos cosas. El cenit del petroleo y la problemática geoestrategica de la dependencia energetica de terceros. Los estados y empresas querrán aprovechar el coste de oportunidad que supone la obtención de energías alternativas y sostenibles. Eso aumentará la inversión en investigación y ayudará a su futuro desarrollo. Según aumente el precio del petroleo, aumentarán las inversiones en otras energías.
    Un saludo

  18. Alvaro:

    http://www.techmez.com/2009/03/31/comienza-pruebas-de-fusion-nuclear/

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