Fusión nuclear con IA: la tecnología que lleva 70 años siendo «el futuro» y que por fin llega
Desde los años cincuenta, los físicos han bromeado con que la fusión nuclear siempre está a treinta años de distancia. El chiste ha envejecido mal, y no porque siga siendo verdad, sino porque en 2026 el horizonte ya no parece tan lejano. La fusión nuclear con inteligencia artificial está acelerando el proceso de desarrollo de reactores que repliquen en la Tierra el mismo proceso que alimenta al Sol, y los resultados de los últimos dos años sugieren que el chiste está quedando obsoleto.
Qué es la fusión nuclear y en qué se diferencia de la fisión
Los reactores nucleares actuales funcionan por fisión: parten átomos pesados de uranio para liberar energía. La fusión nuclear hace lo contrario: fusiona átomos ligeros de hidrógeno para formar helio, liberando en el proceso una cantidad de energía colosal sin producir residuos radiactivos de larga duración ni riesgo de accidente nuclear del tipo de Chernóbil o Fukushima.
El combustible de la fusión nuclear son el deuterio y el tritio, isótopos del hidrógeno. El deuterio se extrae del agua de mar en cantidades prácticamente ilimitadas. Un litro de agua de mar contiene suficiente deuterio para producir la misma energía que 300 litros de gasolina. Si la fusión nuclear funciona a escala comercial, el problema energético de la humanidad queda resuelto de forma permanente.
El problema es que para que la fusión ocurra, hay que calentar el plasma de hidrógeno a más de 100 millones de grados, diez veces más que el interior del Sol, y mantenerlo confinado durante el tiempo suficiente para que las reacciones generen más energía de la que se consume en el proceso. Eso es lo que ha resultado extraordinariamente difícil durante décadas.
ITER: el mayor experimento científico de la historia y el papel de la IA
El proyecto ITER, con instalaciones en Cadarache, Francia, es el mayor tokamak del mundo, un reactor de fusión nuclear con forma de rosca gigante que usa campos magnéticos para confinar el plasma a las temperaturas necesarias. Reúne a 35 países, ha costado más de 20.000 millones de euros y está en fase de ensamblaje final.
La inteligencia artificial es indispensable para que ITER funcione por razones prácticas: controlar en tiempo real los campos magnéticos que confinen el plasma requiere tomar decisiones en microsegundos, procesando millones de parámetros simultáneamente. Ningún sistema de control convencional puede hacerlo. Solo los modelos de aprendizaje por refuerzo entrenados específicamente para este propósito tienen la velocidad y la adaptabilidad necesarias.
En 2022, un equipo de DeepMind publicó en la revista Nature los resultados de un sistema de inteligencia artificial capaz de controlar la forma del plasma en un tokamak de forma autónoma y estable, un hito que los propios investigadores de fusión nuclear calificaron de avance significativo hacia el control viable de un reactor real. Puedes consultar el artículo original directamente en Nature, donde DeepMind publicó los detalles completos del sistema.
Las empresas privadas que están ganando la carrera de la fusión nuclear
Mientras ITER avanza a ritmo institucional, una nueva generación de empresas privadas de fusión nuclear está comprimiendo los plazos con enfoques diferentes al tokamak convencional y con modelos de IA integrados desde el primer día del diseño.
Commonwealth Fusion Systems, una startup surgida del MIT, ha desarrollado imanes superconductores de alta temperatura que permiten construir tokamaks mucho más compactos y económicos que ITER. Su reactor SPARC está diseñado para demostrar ganancia neta de energía, más energía producida que consumida, antes de 2030. En 2021 levantó 1.800 millones de dólares en financiación privada, la mayor ronda de la historia en fusión nuclear.
TAE Technologies usa un enfoque completamente diferente, el plasma de campo invertido, y ha integrado inteligencia artificial en el control del plasma desde 2018. Sus modelos de aprendizaje automático han reducido el número de experimentos necesarios para optimizar las condiciones del plasma en un 40%, acelerando significativamente el ciclo de desarrollo.
Helion Energy, respaldada por Sam Altman de OpenAI, ha firmado el primer contrato comercial de compra de energía de fusión nuclear del mundo con Microsoft, comprometiendo el suministro de 50 megavatios de energía de fusión para 2028, una apuesta que refleja hasta qué punto los inversores más informados del mundo tecnológico consideran que la fusión nuclear ya no es especulación.
La fusión nuclear con IA en España: el papel del CIEMAT
España participa en ITER a través del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, el CIEMAT, que ha contribuido al diseño de componentes del reactor y tiene grupos de investigación en plasmas de fusión activos desde hace décadas.
El CIEMAT también participa en el proyecto EUROfusion, que coordina la investigación de fusión nuclear en Europa y tiene entre sus líneas de trabajo prioritarias el desarrollo de modelos de inteligencia artificial para el control y diagnóstico del plasma en el reactor europeo DEMO, el sucesor de ITER diseñado para ser el primer reactor de fusión nuclear que produzca electricidad comercial. Para más contexto sobre cómo la inteligencia artificial está transformando la producción de energía limpia, en ExplicaIA tienes un artículo sobre hidrógeno verde con IA donde encontrarás el panorama completo de las tecnologías energéticas del futuro.
El obstáculo que queda por resolver
La fusión nuclear con IA ha acelerado el control del plasma, el diseño de imanes y la optimización del ciclo de combustible. El obstáculo que sigue sin resolverse completamente es la ganancia neta de energía a escala comercial sostenida: producir más energía de la que se consume no solo durante un pulso breve de plasma sino de forma continua y durante suficiente tiempo para alimentar una red eléctrica.
El National Ignition Facility de Estados Unidos logró en diciembre de 2022 el primer experimento de fusión con ganancia neta de energía, aunque en condiciones de laboratorio muy alejadas de un reactor comercial. El resultado demostró que la física funciona. El camino desde ese experimento hasta un reactor comercial viable sigue siendo largo, pero la inteligencia artificial está recortando esa distancia más rápido de lo que nadie esperaba.
En ExplicaIA seguimos de cerca la fusión nuclear, porque es posiblemente la tecnología con mayor potencial de impacto en la historia de la energía, y la primera vez en décadas que el chiste de los treinta años empieza a sonar a excusa.