La energía de fusión afronta su gran reto: demostrar que también puede ser rentable
La fusión nuclear promete una fuente de energía abundante, limpia y segura, pero hacer que funcione físicamente es solo la mitad del desafío. Un nuevo estudio del MIT pone números a la otra gran incógnita: qué tendría que cumplir una futura central de fusión para producir energía y, además, resultar rentable.
Por Enrique Coperías, periodista científico
El reto económico de la fusión. Convertir los avances científicos y de ingeniería de los reactores de fusión en centrales comercialmente viables será uno de los grandes desafíos del sector. El nuevo estudio del MIT propone un marco para determinar qué condiciones deberían cumplir estas instalaciones para resultar rentables. Cortesía: MIT News / iStock.
El problema mollar de la energía de fusión podía resumirse en una pregunta de física: ¿seremos capaces de reproducir en la Tierra, de forma controlada, la reacción que alimenta al Sol y a las estrellas?
A fecha de hoy, este interrogante no está completamente resuelto, pero los avances de los últimos años han cambiado lo suficiente el escenario como para que empiece a imponerse otra mucho menos espectacular y posiblemente igual de difícil: aunque logremos construir una central de fusión que funcione, ¿podrá producir energía a un precio que alguien esté dispuesto a pagar?
Un equipo encabezado por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Boston (Estados Unidos) ha intentado poner números a esa cuestión. Dennis Whyte, profesor de Ciencia e Ingeniería Nuclear del MIT, y Andrew W. Lo, profesor de Finanzas de la MIT Sloan School of Management, junto con Rachel Bielajew, Maria Hancock, Riley Moeykens y Guinevere Shaw, han desarrollado un marco matemático para evaluar la viabilidad económica de prácticamente cualquier concepto de central de fusión, independientemente de la tecnología utilizada y de la potencia de la instalación.
Cuál es la diferencia entre fisión y fusión nuclear
Antes de continuar, conviene aclarar qué entendemos exactamente por fusión nuclear y por qué despierta tantas expectativas. La fusión nuclear es el proceso que alimenta al Sol y a las estrellas: dos núcleos atómicos ligeros se unen para formar uno más pesado y, en el camino, liberan una enorme cantidad de energía.
Es justo lo contrario de la fisión nuclear empleada en las centrales actuales, donde un núcleo pesado —como el uranio— se rompe en otros más pequeños. Si algún día se consigue explotar comercialmente, la fusión ofrecería varias ventajas: utilizaría combustibles muy abundantes, produciría energía de forma continua sin emitir CO₂ durante la generación y no dependería de una reacción en cadena capaz de descontrolarse como en la fisión.
Además, generaría residuos radiactivos de características distintas y, en general, de vida más corta que los asociados al combustible gastado de las centrales nucleares convencionales. Su gran atractivo es, precisamente, combinar una elevada densidad energética con un potencial perfil de seguridad y de residuos más favorable; el problema es que reproducir y mantener en la Tierra las condiciones necesarias para que los núcleos se fusionen sigue siendo un extraordinario desafío científico y de ingeniería.
De conseguir fusión a conseguir fusión rentable
El trabajo, publicado en Journal of Fusion Energy, propone diez parámetros que conectan física, ingeniería y finanzas para calcular algo parecido a la prueba definitiva de una futura planta: si el dinero que puede generar supera el que cuesta construirla, financiarla, mantenerla y sustituir sus componentes.
🗣️ «Si queremos que esta tecnología tenga realmente importancia en la economía mundial, tenemos que empezar a ser sinceros con nosotros mismos sobre estas cuestiones», señala Whyte en la nota de prensa del MIT.
Hasta ahora, buena parte de la carrera por la fusión ha estado dominada por parámetros científicos: temperaturas de millones de grados, tiempos de confinamiento, densidades del plasma, campos magnéticos o energía liberada por una reacción. Pero una compañía eléctrica no vende temperaturas ni plasmas. Vende electricidad, calor u otros productos energéticos, y para hacerlo necesita recuperar inversiones que pueden ascender a miles de millones.
Los dos avances que marcan el rumbo
El cambio de perspectiva llega en un momento crucial. En diciembre de 2022, el National Ignition Facility (NIF), en California, consiguió por primera vez que una cápsula de combustible sometida a un potente pulso láser liberara mediante fusión más energía que la depositada directamente sobre ella.
En paralelo, los imanes superconductores de alta temperatura han abierto nuevas posibilidades para construir dispositivos de confinamiento magnético mucho más compactos y potentes. Son precisamente estos dos avances los que los autores citan como ejemplos del progreso reciente que obliga a preguntarse cómo traducir el éxito científico en éxito comercial.
La inspiración del nuevo modelo procede de uno de los pilares históricos de la investigación en fusión: el criterio de Lawson, formulado por el físico británico John D. Lawson en la década de 1950. Simplificando mucho, establece qué valores deben alcanzar conjuntamente la temperatura, la densidad del plasma y el tiempo de confinamiento para conseguir una determinada ganancia energética.
Su gran virtud es que no exige conocer cómo se consigue ese plasma. Puede aplicarse tanto a un reactor que emplee gigantescos imanes como a otro que comprima diminutas cápsulas con láseres.
La carrera privada por la fusión. La empresa británica Tokamak Energy desarrolla el ST40, un tokamak esférico compacto concebido como banco de pruebas para avanzar hacia la producción comercial de energía de fusión. En la imagen, una investigadora observa el dispositivo experimental en las instalaciones de la compañía. Cortesía: Tokamak Energy.
Qué es el Q económico de una central de fusión
Whyte y sus colaboradores han intentado trasladar esa misma filosofía al terreno económico. Si el criterio de Lawson permite calcular una especie de Q físico, la relación entre la potencia de fusión obtenida y la potencia externa suministrada al plasma, el nuevo estudio introduce un Q económico, denominado Qecon.
Es, esencialmente, la relación entre los ingresos económicos de la central y sus costes. Cuando Qecon es inferior a uno, la planta pierde dinero; cuando alcanza uno, llega al punto de equilibrio; y solo por encima de uno existe la posibilidad de obtener un rendimiento económico positivo. Los propios investigadores advierten de algo importante: Qecon ≥ 1 es una condición necesaria, pero no suficiente, porque ningún modelo simplificado puede incorporar todos los costes, riesgos y particularidades de una central real.
🗣️ «Es el equivalente económico del Q del plasma», explica Whyte. Y Andrew Lo lo resume de una manera todavía más sencilla en la comunicación del MIT: «No importa si la central de fusión es pequeña o grande. En ambos casos, más vale que salga más dinero del que entra, porque de lo contrario no durará mucho».
Los 10 factores que decidirán si la fusión puede ganar dinero
Detrás de esa aparente obviedad existe una formidable maraña de variables. El modelo identifica diez parámetros fundamentales:
1️⃣ Densidad de potencia de fusión por unidad de superficie.
2️⃣ Tiempo necesario para sustituir los componentes expuestos a la reacción.
3️⃣ Vida útil total de la central.
4️⃣ Precio neto de venta de la energía.
5️⃣ Cantidad de energía que pueden soportar los materiales antes de degradarse.
6️⃣ Eficiencia neta de conversión de la energía de fusión.
7️⃣ Coste de los blancos o elementos consumibles del combustible, cuando la tecnología los requiera.
8️⃣ Coste de sustituir los componentes sometidos al flujo energético.
9️⃣ Coste de construcción y operación de la central.
🔟 Tipo de interés real asociado a su financiación.
Hay que insistir en que el valor del modelo reside precisamente en que combina variables que normalmente pertenecen a disciplinas diferentes. Una decisión aparentemente puramente tecnológica puede tener consecuencias financieras, y una variable financiera puede obligar a modificar el diseño del reactor.
Producir mucha energía no significa vender mucha energía
Una de las ideas más interesantes del trabajo es que no basta con conseguir una reacción de fusión extraordinariamente eficiente. La central es un sistema completo. Parte de la energía generada tendrá que alimentar bombas, imanes, láseres, sistemas de calentamiento, refrigeración y otros equipos auxiliares.
Por eso la eficiencia utilizada en el modelo representa la potencia neta finalmente disponible después de descontar esos consumos. Y el producto vendido ni siquiera tiene por qué ser únicamente electricidad: podría ser calor industrial, combustible producido utilizando la energía de la planta o incluso agua desalinizada.
Pero el estudio encuentra un problema especialmente incómodo: los materiales que rodean la reacción de fusión no son eternos.
El stellarator europeo que mira hacia la fusión comercial. Proxima Fusion, primera empresa surgida del Instituto Max Planck de Física del Plasma, desarrolla una futura central basada en el concepto stellarator, aprovechando los avances científicos obtenidos con el experimento alemán Wendelstein 7-X. Cortesía: Proxima Fusion.
El gran enemigo económico: los materiales se degradan
En los diseños que utilizan deuterio y tritio —la opción más habitual para las primeras centrales comerciales— alrededor del 80 % de la energía de fusión emerge en forma de neutrones extremadamente energéticos, de 14,1 megaelectronvoltios. Esas partículas golpean los materiales que rodean el plasma, desplazan átomos, provocan transmutaciones y deterioran progresivamente las estructuras.
Otros mecanismos, como partículas cargadas, radiación, erosión o acumulación de helio, también pueden contribuir al daño.
Eso obliga a introducir una variable que rara vez aparece en los titulares sobre los récords de fusión: cuánto dura una pieza antes de que haya que cambiarla y cuánto tiempo permanece parada la central mientras se hace.
La sorpresa: quizá sea mejor cambiar las piezas que hacerlas indestructibles
Y aquí aparece una de las conclusiones más contraintuitivas del estudio. Podría parecer lógico dedicar enormes esfuerzos a desarrollar materiales capaces de soportar durante muchísimo tiempo el brutal ambiente de un reactor. Sin embargo, los cálculos indican que, desde el punto de vista económico, puede resultar más valioso diseñar componentes baratos, accesibles y rápidamente sustituibles que perseguir materiales extraordinariamente resistentes pero caros y difíciles de reemplazar.
➡️ «Desde el punto de vista económico, es mucho mejor tener una central cuya superficie pueda sustituirse rápida y económicamente que una con una superficie máximamente resistente», concluyen los autores.
La explicación es sencilla. Cada semana que una central permanece detenida para mantenimiento es una semana en la que no vende energía. La economía de la fusión dependerá, por tanto, no solo de dominar un plasma a 100 millones de grados, sino también de cuestiones aparentemente más mundanas: robots de mantenimiento, modularidad, accesibilidad de los componentes, logística y velocidad de reparación.
Así podría ser una futura central de fusión compacta. Diseño conceptual de ARC, un reactor de alto campo magnético concebido para avanzar hacia una planta comercial de fusión. El proyecto incorpora soluciones destinadas a gestionar uno de los grandes desafíos de estas máquinas: extraer de forma eficiente el enorme calor generado por el plasma. Cortesía: Alexander Creely.
El estudio encuentra un posible umbral de 2 MW por metro cuadrado
El segundo resultado llamativo afecta a la potencia que debe atravesar la superficie que rodea la reacción. Los análisis de sensibilidad del modelo encuentran de manera sorprendentemente consistente un umbral alrededor de 2 megavatios de potencia de fusión por metro cuadrado para alcanzar el punto de equilibrio económico, aunque los autores subrayan que el valor exacto depende de los supuestos adoptados.
Por debajo de esa región, una central puede resultar demasiado cara para la poca energía que produce.
El resultado cuestiona una intuición extendida: reducir mucho la densidad de potencia podría hacer la ingeniería más sencilla y prolongar la vida de los materiales. El problema es que también disminuyen los ingresos mientras buena parte de la gigantesca infraestructura sigue teniendo que construirse y financiarse. Una central amable con sus materiales puede terminar siendo implacable con sus cuentas.
El precio del dinero también decidirá el futuro de la fusión
Y ahí aparece el tercer protagonista del trabajo: el dinero prestado. Construir una central de fusión exigirá inversiones enormes muchos años antes de obtener el primer euro por la energía vendida. El modelo incorpora por ello el tipo de interés real y muestra una interacción potencialmente peligrosa. Si financiar el proyecto resulta caro, la planta necesita producir más energía para compensarlo.
Pero aumentar la densidad de potencia puede exigir operar la máquina en condiciones técnicamente más agresivas, lo que eleva el riesgo. Y cuanto mayor sea el riesgo percibido por los inversores, mayor puede ser a su vez el coste de financiación.
Los autores describen así un posible círculo vicioso entre riesgo tecnológico y riesgo financiero. De ahí que consideren especialmente importantes los mecanismos que permitan abaratar el capital de las primeras centrales, incluidas garantías públicas de préstamos. Una financiación barata podría permitir operar a densidades de potencia menos extremas y reducir el riesgo tecnológico.
Un mapa económico para cualquier tecnología de fusión
El modelo tampoco pretende adivinar cuánto costará exactamente el kilovatio hora de fusión dentro de veinte años. Su propósito es otro: crear un mapa del territorio económico en el que ingenieros e inversores puedan comprobar qué combinaciones de decisiones conducen hacia una central viable y cuáles terminan inevitablemente en números rojos.
Los autores incluso describen la región rentable como un espacio matemático de diez dimensiones delimitado por la frontera Qecon = 1. Fuera de ella, se encuentran las combinaciones que pierden dinero; dentro, aquellas capaces de alcanzar o superar el equilibrio. Y el espacio inviable es, según sus cálculos, considerablemente mayor. Dicho de otra manera: hacer fusión rentable será difícil incluso después de conseguir hacer fusión.
Whyte considera que disponer de esta herramienta puede modificar la propia manera de diseñar los reactores. «Cuando tienes un marco para evaluarlo cuantitativamente, te dice cuál es el valor literal de tomar una determinada decisión de diseño —afirma en la nota de prensa del MIT—. En este momento del desarrollo de la fusión eso me parece absolutamente crítico, y es lo que nos faltaba».
- ITER — Francia. Es el gran proyecto internacional de referencia y el mayor tokamak jamás planteado. Participan China, la UE, India, Japón, Corea del Sur, Rusia y Estados Unidos. Su objetivo es estudiar un plasma en combustión a escala relevante para una futura central y demostrar tecnologías necesarias para los reactores posteriores. Más información sobre ITER.
- SPARC — Estados Unidos. Desarrollado por Commonwealth Fusion Systems, empresa surgida del MIT, utiliza imanes superconductores de alta temperatura para intentar conseguir un tokamak mucho más compacto que ITER. SPARC pretende demostrar ganancia neta de energía de fusión y servir de paso previo a ARC, una futura central comercial. Dennis Whyte, autor principal del estudio, fue cofundador de CFS.
- National Ignition Facility (NIF) — Estados Unidos. Es el gran referente mundial de la fusión por confinamiento inercial: 192 haces láser comprimen una diminuta cápsula de combustible. En diciembre de 2022 logró por primera vez la ignición con ganancia energética en el blanco y desde entonces ha repetido la ignición. En junio de 2026 alcanzó 7,9 MJ de energía de fusión con aproximadamente 2,065 MJ de energía láser sobre el blanco, una ganancia cercana a 3,8. Importante matiz: NIF no es el prototipo de una central eléctrica; su misión principal está vinculada al programa nuclear estadounidense, aunque sus resultados tienen enorme importancia para la investigación energética.
- JT-60SA — Japón. Proyecto conjunto de Japón y Europa y uno de los mayores tokamaks superconductores construidos. Su función es complementar y preparar ITER, investigar regímenes avanzados de plasma y estudiar condiciones de funcionamiento que serán relevantes para DEMO, la generación de reactores demostradores que debería seguir a ITER. Más información sobre JT-60SA.
- EAST — China. El Experimental Advanced Superconducting Tokamak, conocido popularmente como el «Sol artificial» chino, es uno de los experimentos fundamentales para estudiar plasmas de alta temperatura mantenidos durante periodos prolongados, algo imprescindible para pasar de pulsos experimentales a una máquina capaz de operar de forma sostenida. China utiliza esta línea de investigación como uno de los pilares de su programa hacia futuros reactores de fusión.
La primera central de fusión será probablemente la más cara
Andrew Lo recuerda además que las primeras máquinas comerciales quizá serán muy caras. Pero eso no significa necesariamente que las siguientes también lo sean. Muchas tecnologías complejas se abaratan y perfeccionan a medida que se acumula experiencia: se construye, se detectan errores, se rediseña, se estandarizan los procesos y se vuelve a construir.
Lo pone como ejemplo extremo con la secuenciación del genoma humano, cuyo coste se ha desplomado en aproximadamente un millón de veces en un cuarto de siglo. No espera necesariamente una reducción semejante en la fusión, pero sí el mismo mecanismo de aprendizaje industrial.
El estudio, sin embargo, tiene límites importantes. Qecon no sustituye un análisis financiero completo. No incorpora de manera exhaustiva variables como el valor actual neto, la tasa interna de retorno, impuestos, estructura del capital, dinámica de los mercados o determinados costes regulatorios y de desarrollo. Tampoco puede prever con precisión parámetros de centrales que todavía no existen. Los investigadores reconocen que algunas de las cifras fundamentales deben inferirse a partir de tecnologías distantes o de estimaciones todavía inciertas.
Pero quizá esa sea precisamente la utilidad del trabajo. La fusión está empezando a abandonar un mundo en el que casi todo podía medirse en teslas, grados kelvin, julios y segundos para entrar en otro donde también cuentan dólares, intereses, plazos de construcción, horas de parada y costes de mantenimiento. La física seguirá decidiendo si una reacción puede producirse. La ingeniería determinará si puede controlarse durante años. Y las finanzas decidirán finalmente si alguien construye cientos de centrales.
La pregunta que ha perseguido a la fusión durante más de medio siglo era si alguna vez conseguiríamos obtener de ella energía útil. El nuevo trabajo del MIT añade una segunda condición, bastante menos romántica pero inevitable: no bastará con construir una estrella en la Tierra. También habrá que conseguir que salgan sus cuentas.
Por otro lado, la carrera hacia la fusión comercial se libra ya en numerosos frentes, desde el gigantesco ITER, que se construye en Francia, y el JT-60SA japonés hasta el NIF estadounidense, que logró la histórica ignición en 2022, o SPARC, el reactor compacto que Commonwealth Fusion Systems —empresa surgida del MIT— desarrolla con potentes imanes superconductores.▪️(11-agosto-2026)
ENERGÍA NUCLEAR
- ¿Qué propone el MIT? Un marco matemático para evaluar si una central de fusión puede ser económicamente viable.
- ¿Qué es Qecon? La relación entre los ingresos económicos de la planta y sus costes. Para alcanzar el equilibrio debe ser igual o superior a 1.
- ¿Cuántas variables analiza? Diez parámetros relacionados con física, ingeniería, mantenimiento, precio de la energía y financiación.
- ¿Cuál es uno de los resultados más sorprendentes? El modelo encuentra un posible umbral cercano a 2 MW/m² de densidad de potencia de fusión para alcanzar la viabilidad básica en los escenarios estudiados.
- ¿Es mejor fabricar componentes muy resistentes? No necesariamente. Puede resultar económicamente más eficaz que sean baratos y rápidos de sustituir.
- ¿Importan los tipos de interés? Mucho. Una financiación cara puede obligar a aumentar el rendimiento de la planta y elevar el riesgo tecnológico.
- ¿Demuestra el estudio que la fusión será rentable? No. Proporciona un marco para determinar qué condiciones necesitaría una central para tener posibilidades de serlo.
Información facilitada por MIT News
Fuente: Whyte, D. G., Lo, A., Bielajew, R. et al. Criteria for the economic viability of fusion power plants. Journal of Fusion Energy (2026). DOI: https://doi.org/10.1007/s10894-026-00577-9
