Sevilla y Princeton impulsan el tokamak SMART, un reactor compacto que busca acelerar la llegada de la fusión nuclear comercial

La Universidad de Sevilla y la Universidad de Princeton consolidan su colaboración científica en el desarrollo del tokamak SMART, un dispositivo experimental de última generación que combina nuevas configuraciones de plasma y alto campo magnético para avanzar hacia reactores de fusión más compactos, eficientes y potencialmente conectables a la red eléctrica en la próxima década.

La Universidad de Sevilla y la Universidad de Princeton han reforzado su colaboración en el desarrollo del proyecto SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak), una de las iniciativas más avanzadas en Europa en el ámbito de la fusión nuclear por confinamiento magnético. El dispositivo, ya instalado en el campus sevillano, constituye un tokamak esférico de nueva generación diseñado para explorar configuraciones de plasma innovadoras y validar tecnologías críticas de cara a la futura explotación industrial de la fusión.

El proyecto se articula en torno al Laboratorio de Ciencia del Plasma y Tecnología de Fusión de la universidad andaluza y cuenta con la participación del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), uno de los centros de referencia mundial en investigación en fusión nuclear dependiente del Departamento de Energía de Estados Unidos. Esta cooperación internacional ha sido clave tanto en el diseño del dispositivo como en el desarrollo de herramientas de simulación y sistemas de diagnóstico avanzados, como el diagnóstico de dispersión de Thomson, esencial para caracterizar las propiedades del plasma a altas temperaturas.

SMART introduce una combinación singular de tres elementos tecnológicos: geometría de tokamak esférico (bajo ratio de aspecto), operación con plasmas de triangularidad negativa y empleo de campos magnéticos intensos. Esta arquitectura pretende mejorar de forma simultánea el confinamiento energético, la estabilidad del plasma y la gestión térmica del reactor. En particular, la triangularidad negativa —una configuración poco explorada en dispositivos experimentales— permite suprimir inestabilidades turbulentas que degradan el confinamiento, reduciendo además la carga térmica localizada sobre los materiales de primera pared.

Estrategia Fusion2Grid

El tokamak SMART se inscribe dentro de la estrategia más amplia Fusion2Grid, cuyo objetivo es desarrollar la base científica y tecnológica necesaria para diseñar plantas de fusión compactas capaces de integrarse en el sistema eléctrico. En este contexto, el dispositivo sevillano actúa como banco de pruebas para validar configuraciones que podrían reducir significativamente el tamaño y el coste de los futuros reactores respecto a los grandes proyectos internacionales como ITER, orientados a la demostración a gran escala.

Uno de los hitos técnicos previstos es la operación a temperaturas del orden de 100 millones de grados Celsius, umbral necesario para que se produzcan reacciones de fusión sostenidas. En fases iniciales, el dispositivo ya ha demostrado la capacidad de generar y confinar plasma a millones de grados, lo que valida la arquitectura elegida y abre la puerta a escalados posteriores. En etapas futuras, el programa contempla la incorporación de sistemas de calentamiento más avanzados —como haces de neutros o radiofrecuencia— y el uso de materiales superconductores de alta temperatura para mejorar la eficiencia energética del sistema.

La colaboración con Princeton ha resultado especialmente relevante en el ámbito de la modelización numérica y el diseño de sistemas auxiliares. El PPPL aporta herramientas como el código TRANSP, ampliamente utilizado en la comunidad internacional para simular el comportamiento del plasma, así como experiencia en tokamaks esféricos como el NSTX-U. Este conocimiento permite optimizar parámetros operativos clave, desde el perfil de corriente hasta la configuración de los sistemas de calentamiento y diagnóstico.

Desde una perspectiva industrial y energética, las implicaciones del proyecto SMART son significativas. Frente a los enfoques tradicionales basados en grandes infraestructuras centralizadas, la estrategia de tokamaks compactos apunta a una posible descentralización de la generación eléctrica mediante reactores de menor tamaño, potencialmente instalables en entornos urbanos o industriales. Según los investigadores, el objetivo a medio plazo es desarrollar plantas capaces de suministrar energía a ciudades de tamaño medio, con una huella física y económica mucho más reducida que la de las tecnologías actuales.

España en el ecosistema internacional de la fusión

Además, el proyecto refuerza la posición de España, y en particular de Andalucía, en el ecosistema internacional de la fusión, en sinergia con otras infraestructuras estratégicas como IFMIF-DONES en Granada. La participación de actores como General Atomics, el Culham Centre for Fusion Energy y el consorcio EUROfusion sitúa a SMART dentro de una red global de investigación que combina capacidades académicas, industriales y regulatorias.

SMART representa también un laboratorio para el desarrollo de tecnologías transversales críticas: materiales resistentes a altas cargas térmicas y de radiación, electrónica de potencia para sistemas de magnetización, control en tiempo real del plasma, y soluciones avanzadas de diagnóstico. Estos desarrollos son transferibles no solo al ámbito de la fusión, sino a otros sectores de alta tecnología.

La colaboración entre Sevilla y Princeton en el proyecto SMART constituye un ejemplo paradigmático de cooperación internacional orientada a resolver uno de los mayores retos tecnológicos del siglo XXI: la obtención de una fuente de energía limpia, segura y prácticamente inagotable basada en la fusión nuclear. Aunque todavía persisten desafíos científicos y de ingeniería de gran magnitud, la apuesta por diseños compactos y configuraciones innovadoras podría acelerar significativamente la transición desde la experimentación hacia aplicaciones comerciales.