Mientras gigantescos proyectos internacionales como ITER avanzan a ritmo de titanes, este pequeño tokamak andaluz ha logrado generar su primer plasma y se ha convertido en un referente mundial en la carrera por la energía limpia del futuro.
La fusión, un reto de ingeniería
La energía de fusión ha dejado de ser un desafío puramente científico para convertirse en un reto de ingeniería. Esta fue una de las principales conclusiones del encuentro Energía de Fusión: del laboratorio a la ingeniería, organizado por la Fundación Innovación Bankinter en colaboración con la Real Academia de Ingeniería, que reunió a expertos internacionales y nacionales para analizar el estado de la fusión, sus retos técnicos y las oportunidades que esta incipiente fuente de energía ofrece para España.
En la actualidad, los reactores de fusión pueden alcanzar temperaturas de plasma de 100 millones de grados —lo suficientemente altas para generar energía mediante fusión de partículas— pero solo logran mantenerlo durante fracciones de segundo (milisegundos). El desafío ya no es tanto la física del plasma, sino el desarrollo de materiales capaces de soportar condiciones extremas, sistemas de fabricación precisos y una integración eficiente en la red eléctrica.
El plasma es el cuarto estado de la materia en el que los electrones se separan de los núcleos atómicos, creando un gas ionizado. En los reactores de fusión, el combustible, esto es, los isótopos del hidrógeno deuterio y tritio, se calienta hasta alcanzar este estado, donde se producen las reacciones de fusión.
¿Qué es Smart y por qué es único?
Smart (SMall Aspect Ratio Tokamak) es un dispositivo experimental de fusión nuclear diseñado, construido y operado por el Laboratorio de Ciencia del Plasma y Tecnología de Fusión de la Universidad de Sevilla. Su objetivo es proporcionar las bases científicas y tecnológicas para diseñar el reactor de fusión más compacto posible, combinando tres tecnologías clave: tokamaks esféricos, triangularidad negativa y alto campo magnético.
Un tokamak es un dispositivo en forma de dónut que utiliza campos magnéticos para confinar el plasma a altas temperaturas. Es el diseño más extendido para reactores de fusión por confinamiento magnético.
La singularidad de Smart radica en su flexibilidad para generar plasmas con diferentes formas. Será el primer tokamak esférico en explorar plenamente el potencial de la triangularidad negativa. Pero, ¿qué significa esto? Para entenderlo, imaginemos un tokamak: su sección transversal suele tener forma de letra D mayúscula. Cuando la parte recta de la D mira hacia el centro del reactor, se habla de triangularidad positiva; cuando es la parte curva la que mira hacia el centro, la triangularidad es negativa.
Ventajas de la triangularidad negativa
La triangularidad negativa ofrece un rendimiento mejorado porque puede suprimir las inestabilidades que expulsan partículas y energía del plasma, evitando daños en las paredes del tokamak. Como explica Manuel García Muñoz, investigador principal del proyecto Smart, se trata de un «cambio de juego potencial» para los reactores compactos del futuro.
Además, la forma esférica de Smart mejora el confinamiento del plasma en comparación con la forma de dónut tradicional, y su diseño compacto permite un control más eficiente del calor generado.
El hito del primer plasma
En enero de 2025, Smart alcanzó un hito fundamental: la generación de su primer plasma. Este logro, grabado con una cámara de alta velocidad, ha marcado el inicio de la fase operativa del dispositivo. «Es un logro importante para todo el equipo; estamos entrando en la fase operativa de Smart», declara García Muñoz. «Todos estábamos muy emocionados de ver el primer plasma confinado magnéticamente y esperamos explotar las capacidades de Smart junto con la comunidad científica internacional», añade su codirectora, Eleonora Viezzer.
El ecosistema de fusión en España
El proyecto Smart es solo una pieza —eso sí, fundamental— de un ecosistema español de fusión nuclear en plena expansión. España se ha consolidado como un referente internacional en este ámbito gracias a una combinación de iniciativas científicas, tecnológicas e industriales.
IFMIF-DONES, el acelerador de partículas de Granada
A unos 250 kilómetros de Sevilla, en la localidad granadina de Escúzar, se construye el acelerador de partícular IFMIF-DONES (International Fusion Materials Irradiation Facility – DEMO Oriented NEutron Source), una instalación científica de referencia mundial que servirá para probar y calificar los materiales que deberán resistir las condiciones extremas del interior de los futuros reactores de fusión.
Esta infraestructura, incluida en la lista Esfri de instalaciones científicas prioritarias, cuenta con una inversión europea de 202 millones de euros y forma parte de la hoja de ruta europea para la fusión. Su impacto trasciende la fusión pues generará conocimiento aplicable a otras áreas de conocimiento como medicina, materiales avanzados y física de partículas.
Participación española en ITER
España ha desarrollado una sólida presencia en ITER —el mayor experimento internacional de fusión, liderado por la Unión Europea— con cerca de 50 empresas, más de 350 contratos y más de 1.200 millones de euros adjudicados desde 2008. Las empresas españolas se sitúan como el tercer país en contratación internacional del proyecto. Empresas como AVS, Empresarios Agrupados o la ingeniería viguesa SDEA participan en el diseño de equipos clave para el reactor.
El ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) es el proyecto científico más ambicioso del mundo en este campo. Construido en el sur de Francia, su objetivo es demostrar que la fusión puede producir energía a escala de planta de potencia. El reactor, de 20.000 millones de euros, busca alcanzar un balance energético positivo, es decir, generar más energía de la que consume.
El sucesor de ITER será DEMO (DEMOnstration Power Plant), la primera planta de demostración que verterá electricidad a la red. Con el paso de ITER a DEMO, la fusión pasará de ser un ejercicio científico de laboratorio a un programa impulsado por la industria y la tecnología. El objetivo es generar entre 300 y 500 megavatios netos de electricidad y operar con un ciclo de combustible cerrado, reciclando el tritio gastado.
Ciemat y otros centros de investigación
El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) mantiene una trayectoria pionera en investigación con su stellarator TJ-II, colaborando activamente con programas globales como ITER y EUROfusion. El stellarator es un dispositivo de fusión nuclear por confinamiento magnético que utiliza un conjunto de bobinas externas con geometrías complejas que atrapan el plasma en una forma también parecida a un dónut.
Europa ha sido históricamente líder mundial en investigación en fusión. El Tratado Euratom, firmado en 1957, creó una comunidad europea de la energía atómica que coordina la investigación a través de sus dos grandes agencias: Fusion for Energy (F4E), que gestiona la contribución europea a ITER, y EUROfusion, un consorcio paneuropeo con 30 miembros en 29 países.
Inversión privada y nuevas startups
El panorama de la fusión ha cambiado drásticamente en los últimos años. La inversión privada supera ya los 10.700 millones de dólares y el sector cuenta con al menos 53 startups en todo el mundo que desean liderar esta incipiente industria energética.
¿Qué ha impulsado este cambio? Según Sehila González, directora Global de Energía de Fusión de Clean Air Task Force, «el desarrollo de superconductores de alta temperatura ha hecho posible construir máquinas de fusión más baratas y pequeñas, lo que ha atraído el interés del capital privado». A ello se suma la aplicación de la inteligencia artificial, que permite optimizar procesos de diseño y operación.
En España, startups como Gauss Fusion, Hiperbaric, Obuu o la spin-off de la Universidad de Sevilla, Skylife, están desarrollando tecnologías avanzadas y fabricación con inteligencia artificial.
La carrera por la planta piloto
Los responsables de los dos prototipos más avanzados de Europa —el español Smart y el británico Step— aseguran haber alcanzado desarrollos suficientes para contar con plantas piloto de generación de energía neta en 10 años, en el caso español, y en 15 para el británico.
«Smart corre y crece a pasos agigantados. Ha pasado de ser un proyecto de investigación a uno de desarrollo de tecnología clave para el reactor de fusión más compacto posible», afirma García Muñoz. El físico se muestra optimista. Si el apoyo institucional y financiero se acompasa, una primera planta piloto podría ser una realidad en 2035.
En una entrevista a industry Talks, el profesor García Muñoz explica que la fusión nuclear busca replicar en la Tierra la energía de las estrellas. El Tokamak Smart es un experimento de confinamiento magnético que mantiene plasma a 100 millones de grados levitando en el vacío. Su arquitectura patentada permite un reactor más compacto y eficiente.
El objetivo industrial es la planta piloto Bright, diseñada para producir entre 30 y 75 megavatios. García Muñoz estima que podría estar operativa en unos 10 años, un plazo razonable para una infraestructura pionera y tan compleja. Reconoce que los materiales serán optimizables, pero que ya existen los suficientes para una primera planta.
Sobre los costes del reactor, Bright requerirá una inversión bastante inferior a los 18.000 millones que manejan otros proyectos como Gauss Fusion, y casi un orden de magnitud menor. Gauss, que usa un stellarator, está una o dos generaciones por detrás del tokamak en desarrollo, dice el experto de la Universidad de Sevilla. «Eso no quiere decir que no pueda conseguirlo antes, pero actualmente está por detrás». El entrevistado prefiere no dar un cifra exacta de la inversión que supone la planta Bright ni entrar en el nombre de las empresas tanto españolas como internacionales que participan en el proyecto.
La entrevista a García Muñoz también aborda las reacciones de deuterio-tritio, que emiten neutrones, y futuras alternativas aneutrónicas como la de protón-boro, que generarían directamente electricidad sin neutrones ni pérdidas en turbinas. Eso sí, admite que «aquí estamos especulando ya en futuribles»..
En resumen, Smart es el banco de pruebas experimental; Bright será su materialización industrial, con plazos competitivos y un diseño muy eficiente.
La apuesta de Smart se sustenta en tres pilares: un diseño esférico compacto, más eficiente en menos volumen; imanes superconductores de alta temperatura, que reducen costes y aumentan el campo magnético en espacios reducidos; y la citada triangularidad negativa del plasma, que mejora el rendimiento y alarga la vida útil del reactor.
¿Cuándo veremos fusión en la red?
Según el informe Energía de Fusión: una revolución energética en marcha. Del avance científico al despliegue industrial , elaborado por el think tank Future Trends Forum de la Fundación Innovación Bankinter, más del 80% de los expertos considera que esta tecnología podrá empezar a suministrar energía a la red eléctrica antes de 2045. El mismo informe sitúa entre 2035 y 2045 la entrada en funcionamiento de las primeras plantas comerciales.
Los retos de la ingeniería
Frente al optimismo de algunos expertos, César Dopazo —investigador con larga trayectoria en el sector— ofrece una perspectiva más cautelosa sobre los plazos reales de la fusión comercial.
Dopazo, miembro de la Real Academia de Ingeniería, confirma que el proyecto Smart de Sevilla es un reactor tipo tokamak que busca generar energía mediante la fusión de deuterio y tritio. Su geometría de “triangularidad negativa” aleja el plasma de las paredes interiores, mejorando la ganancia energética respecto a otros reactores.
Aunque se prevé un avance tecnológico con la planta piloto Bright para 2035 y un posible reactor de 500 MW antes de 2050, Dopazo, catedrático de la Universidad de Zaragoza, se muestra menos optimista que otros expertos.
Según su experiencia, desde los años 80-90 siempre se hablaba de la fusión como una tecnología comercial a 50 años vista. Aunque la inversión privada ha crecido y algunos hablan ahora de 20 años, él cree que se infravaloran los desafíos de ingeniería como los materiales de las paredes sometidos a temperaturas extremas, los flujos de neutrones, la durabilidad, la robótica y el mantenimiento. “En una planta comercial no es viable parar cada mes para cambiar componentes”, sostiene. Por ello, estima que la fusión disponible comercialmente aún está a 30 o 50 años de distancia.
Sobre España, el experto afirma que está bien posicionada en investigación, pero su debilidad histórica es la transferencia a la industria. Faltan inversores y empresas tecnológicas con “nervio” para comercializar los resultados, que probablemente acaben vendiéndose mediante patentes a empresas extranjeras más poderosas, opina.
Según explica, las paredes están sometidas a temperaturas altísimas, de millones de grados, y también soportan flujos de calor muy altos (vatios por metro cuadrado) y un intenso flujo de neutrones. Ese flujo de neutrones modifica la estructura del material. Dopazo señala que este comportamiento no se ha estudiado en profundidad y todavía se está investigando. En su época en el Ciemat, añade, ya era un tema no resuelto, y en la reciente jornada de la Academia de Ingeniería se ha traslucido que sigue sin estarlo.
En los reactores experimentales actuales, si las paredes duran 100 horas o un mes y hay que cambiarlas, no es un gran problema porque son plantas piloto relativamente pequeñas que pueden pararse para sustituir los materiales y analizar su desgaste. Pero en una planta comercial eso no es permisible pues parar cada mes sería “comercialmente ruinoso”, argumenta.
Dopazo critica que se infravaloren los aspectos de desarrollo tecnológico como la robótica, el control, los materiales superconductores y la duración de los componentes. Los físicos dan por controlada la dinámica del plasma, pero la ingeniería de materiales sigue siendo una incógnita para garantizar una tecnología comercial viable.
En resumen, el problema de la rápida degradación de las paredes por calor y neutrones es, para Dopazo, uno de los principales escollos que alejan la fusión comercial a 30-50 años, pese al optimismo de inversores privados.
Frente a estas dudas, Manuel García Muñoz responde que los actuales materiales son suficientes para la fabricación de una primera planta, y que la curva de aprendizaje posterior abaratará los costes de capital y mantenimiento. Y pone como ejemplo el reactor de fisión Westinghouse de 1957 o proyectos españoles como el IFMIF-DONES en Granada.
España en la pole position
La energía de fusión ya no es una promesa lejana de la ciencia ficción. Es un objetivo tangible que avanza rápidamente del laboratorio a la industria. Y en esta carrera global, España —con su capacidad científica, su conocimiento técnico y su base industrial— está bien situada para ocupar un lugar destacado.
El proyecto Smart de la Universidad de Sevilla es el mejor ejemplo de cómo la investigación de alto nivel puede traducirse en capacidades tecnológicas con proyección internacional. Con su enfoque compacto y eficiente, este pequeño tokamak andaluz está demostrando que, a veces, lo pequeño puede ser extraordinariamente grande.
Sin embargo, como advierte César Dopazo, los desafíos de la ingeniería de materiales —paredes capaces de resistir el intenso flujo de neutrones y el calor extremo durante años sin degradarse— siguen siendo un escollo mayúsculo que podría retrasar la fusión comercial tres o cinco décadas. El optimismo de los inversores privados y los hitos experimentales son necesarios, pero no suficientes. En la carrera por llevar el Sol a la Tierra, Sevilla ha dado un paso de gigante; el siguiente —el de la viabilidad comercial— exigirá aún más paciencia, ingenio y, sobre todo, materiales que no se rindan ante el infierno interior del plasma.
