Investigadores de Brasil, Argentina y Chile trabajarán juntos para desarrollar una tecnología capaz de prolongar las descargas de plasma en el tokamak TCABR de la Universidad de São Paulo. El proyecto obtuvo una evaluación sobresaliente en Brasil y cuenta con la participación de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), que aporta más de tres décadas de experiencia en física de plasmas, fusión nuclear en dispositivos pequeños y potencia pulsada.
La fusión nuclear: la energía de las estrellas
¿De dónde viene la energía del Sol? De la fusión nuclear. En el interior de las estrellas, núcleos atómicos livianos se unen para formar otros más pesados y, en ese proceso, liberan enormes cantidades de energía. La idea de reproducir este fenómeno aquí, en la Tierra, es uno de los grandes desafíos de la ciencia contemporánea.
La promesa es enorme: disponer en el futuro de una nueva fuente de energía que produzca electricidad sin emisiones directas de gases de efecto invernadero durante su operación. Pero para ello todavía hay que resolver problemas científicos y tecnológicos muy complejos.
En los dispositivos que investigan la fusión de deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno, se buscan temperaturas del orden de 100 millones de grados Celsius. Sí, alrededor de diez veces la temperatura del centro del Sol. Y no basta con alcanzar esa temperatura: también hay que mantener el plasma confinado y controlado el tiempo necesario.
El mayor esfuerzo internacional es ITER (nombre derivado de International Thermonuclear Experimental Reactor, Reactor Termonuclear Experimental Internacional), el gran tokamak que se construye en Francia con la participación de la Unión Europea, China, Estados Unidos, India, Japón, Corea del Sur y Rusia. Su escala es extraordinaria: solo la contribución europea tiene un costo total estimado en aproximadamente 25.800 millones de euros, a lo largo de varias décadas.
La fusión ha avanzado mucho, pero aún no estamos ante una tecnología disponible para generar electricidad comercialmente. Precisamente por eso importa seguir investigando.
Energía para el futuro: creciente interés científico, tecnológico y empresarial
La fusión ya no interesa solamente a los grandes laboratorios públicos y universidades. En los últimos años también ha despertado un fuerte interés empresarial y nuevas inversiones privadas. El informe The Global Fusion Industry in 2026, de Fusion Industry Association, reunió información de 56 empresas, frente a 23 en 2021. Estas reportaron inversiones cercanas a 4.480 millones de dólares durante los doce meses anteriores y un financiamiento acumulado de 14.240 millones de dólares desde 2021.
¿Por qué tanto interés? No solo por la posibilidad de construir centrales de fusión en el futuro. Investigar la fusión exige desarrollar imanes, superconductores, materiales resistentes a condiciones extremas, fuentes de plasma, electrónica de potencia, instrumentos de medición y sofisticados sistemas de control. Muchas de esas tecnologías pueden encontrar aplicaciones mucho antes de que exista una central comercial. Es decir, la investigación en fusión ya puede abrir caminos para la innovación científica, tecnológica e industrial.
¿Qué es un tokamak y cómo funciona?
Una de las maneras de investigar la fusión es mediante un dispositivo llamado tokamak. Imaginemos una cámara de vacío con forma de rosquilla. En su interior se genera un plasma: un gas tan caliente que los átomos están ionizados, es decir, sus electrones y núcleos forman un conjunto de partículas con carga eléctrica.
¿Cómo contener algo que puede alcanzar temperaturas de decenas o cientos de millones de grados? No se puede apoyar el plasma directamente sobre una pared. La solución es utilizar campos magnéticos intensos para mantenerlo levitando, confinado y controlar su movimiento.
En el tokamak, unas bobinas externas generan parte de esos campos y una corriente eléctrica que circula por el propio plasma genera otra parte. Combinados, forman líneas de campo con trayectorias helicoidales que ayudan a confinar las partículas. Las temperaturas del orden de 100 millones de grados son características para la fusión de deuterio y tritio.
Aquí aparece un problema decisivo: ¿cómo iniciar y mantener esa corriente eléctrica en el plasma? Esa es, justamente, la pregunta tecnológica que aborda el proyecto de Brasil, Argentina y Chile.
El TCABR: un tokamak en São Paulo
El escenario de esta colaboración será el TCABR, sigla de Tokamak à Chauffage Alfvén Brésilien (Tokamak Brasileño de Calentamiento Alfvén), instalado en el Laboratorio de Física de Plasmas del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (USP). El TCABR es el mayor tokamak de América Latina y una de las instalaciones experimentales más importantes de la región para estudiar plasmas confinados en forma magnética. Es un equipo de investigación: no una central eléctrica de fusión.
Fue construido originalmente en Suiza y trasladado después a Brasil, donde comenzó a operar en 1999. Hoy se encuentra en una etapa de modernización que ampliará sus posibilidades de experimentación.
Entre esas mejoras está un nuevo sistema digital de control. La colaboración trinacional busca sumar una tecnología que permita aprovechar mejor el dispositivo y estudiar el plasma durante descargas más prolongadas.
¿Qué propone el proyecto?
El proyecto, titulado “Desarrollo de un sistema de inyección localizada de helicidad para el tokamak TCABR”, apunta a encontrar una mejor manera de iniciar la corriente eléctrica del plasma y, con ello, aumentar el tiempo disponible para investigar su comportamiento.
En un tokamak convencional, esa corriente se inicia principalmente por inducción electromagnética, de manera parecida a lo que ocurre en un transformador. El problema es que el flujo magnético disponible es limitado. Parte de él se consume al iniciar la descarga y queda menos para sostenerla.
La propuesta es utilizar inyectores de plasma — también llamados plasma guns o cañones de plasma — que introducen plasma y corriente eléctrica en zonas localizadas. Mediante la reorganización de los campos magnéticos, se busca formar la corriente necesaria para iniciar la descarga usando menos inducción. Ese es el principio de la inyección localizada de helicidad magnética.
La meta es ambiciosa y concreta: junto con el nuevo sistema de control, se espera prolongar las descargas del TCABR desde unos 0,1 segundos hasta cerca de 2 segundos. Es decir, multiplicar su duración por veinte. ¿Dos segundos parecen poco? Para la física experimental pueden significar mucho: más tiempo para medir, observar cómo evoluciona el plasma y poner a prueba modelos que ayuden a comprender su comportamiento.
¿Quiénes participan y qué aporta cada institución?
La investigación es coordinada por Gustavo Paganini Canal, del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo, quien lidera científicamente la investigación en fusión nuclear de esa universidad y participa en la modernización del TCABR. En Brasil también participa Alfredo Gonçalves Cunha, de la Universidad Federal de Espírito Santo (UFES). Su equipo tendrá un papel central en el diseño, la construcción y las pruebas de los prototipos de inyectores de plasma, antes de incorporarlos al tokamak.
Desde Argentina participan Hugo Emilio Ferrari y Pablo García Martínez, del Centro Atómico Bariloche de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Su contribución se centrará en física teórica, diseño conceptual y en las simulaciones computacionales necesarias para comprender y optimizar el sistema.
Por Chile participa Leopoldo Soto Norambuena, investigador y fundador del Laboratorio de Física de Plasmas y Fusión Nuclear de la CCHEN. Su aporte se concentra en el diseño, desarrollo y validación experimental de los inyectores, de los cañones de plasma, especialmente en los aspectos relacionados con la generación de plasma y las tecnologías de potencia pulsada.
Son cuatro instituciones de tres países que ponen sus capacidades al servicio de un objetivo común: la USP y la UFES, en Brasil; la CNEA, en Argentina; y la CCHEN, en Chile.
La CCHEN aporta más de tres décadas de experiencia
Chile no parte de cero en esta investigación. La CCHEN desarrolla física experimental de plasmas y fusión nuclear desde 1993, año en que se creó su Laboratorio de Física de Plasmas y Fusión Nuclear. Allí se han estudiado plasmas densos pulsados y se han desarrollado dispositivos compactos, sistemas de alta corriente y tecnologías de potencia pulsada. Es una experiencia experimental propia, acumulada durante más de 30 años, que hoy se pone al servicio de esta colaboración.
En concreto, el equipo chileno participará en el diseño y la validación de los inyectores de plasma, con atención a la generación de descargas de alta corriente, su estabilidad y los sistemas eléctricos que las hacen posibles. Ese trabajo se desarrollará en conjunto con la Universidad Federal de Espírito Santo, en diálogo con las simulaciones de los investigadores argentinos y la integración final en el TCABR de la Universidad de São Paulo.
La colaboración permitirá, al mismo tiempo, ampliar la experiencia de la CCHEN hacia tecnologías de generación de corriente en plasmas confinados magnéticamente, sin perder la base experimental que ya ha desarrollado.
Cooperación latinoamericana y CLAF-UNESCO
Este proyecto también tiene un valor que va más allá de un dispositivo. Muestra lo que podemos hacer cuando los grupos latinoamericanos comparten infraestructura, preguntas científicas y conocimientos construidos a lo largo de décadas.
La iniciativa es coherente con el trabajo de articulación regional promovido por el Centro Latinoamericano de Física (CLAF-UNESCO), a través de su Unidad de Fusión Nuclear, creada y coordinada por Leopoldo Soto Norambuena. La Unidad busca conectar investigadores y laboratorios, promover proyectos conjuntos y fortalecer la participación de América Latina en la investigación internacional sobre fusión. En este caso, la cooperación se traduce en tareas muy concretas: simulaciones en Argentina, desarrollo y pruebas de inyectores con equipos de Brasil y Chile, y experimentos en el tokamak de la USP. También abrirá oportunidades de intercambio y formación para investigadores jóvenes.
La región no se limita a observar los avances de otros: tiene capacidades y puede contribuir a producir conocimiento y nuevas tecnologías.
El litio: una oportunidad estratégica para la región
Hay otra razón por la que la fusión nuclear merece atención en América Latina: el litio. Una de las reacciones más prometedoras para las primeras centrales de fusión utiliza deuterio y tritio, dos isótopos del hidrógeno. El deuterio puede obtenerse del agua; el tritio, en cambio, es escaso en la naturaleza y deberá producirse.
¿Dónde entra el litio? Los neutrones generados por la fusión pueden interactuar con él y producir tritio. Por eso se investigan sistemas capaces de generar parte del combustible que necesitarían futuras centrales. Es un desafío tecnológico todavía abierto. Esto tiene particular interés para Chile, Argentina y Bolivia, países con importantes recursos de litio.
Pero disponer del mineral no basta. La oportunidad estratégica es participar también en la ciencia, la transformación de materiales y el desarrollo de tecnologías vinculadas a una futura industria de fusión, y no quedar reducidos al papel de proveedores de materias primas. El uso del litio para producir tritio no forma parte de los objetivos experimentales de este proyecto. Es una perspectiva más amplia que ayuda a entender por qué la región debe seguir de cerca estos desarrollos.
¿Y qué significa esto para la ciudadanía?
La fusión podría contribuir, en el largo plazo, a diversificar las fuentes de electricidad y reducir las emisiones asociadas a su generación. Todavía no sabemos cuándo estará disponible comercialmente, y quedan problemas importantes por resolver.
Este proyecto trabaja sobre uno de ellos: cómo generar la corriente eléctrica necesaria para iniciar el plasma de un tokamak y aprovechar mejor su capacidad experimental.
Sus beneficios más próximos son concretos: producir conocimiento, desarrollar instrumentación y tecnologías de potencia pulsada, formar especialistas y fortalecer las capacidades de investigación de nuestros países. Además, muchas de las soluciones desarrolladas para investigar la fusión: en materiales, electrónica, fuentes de plasma y sistemas de control; pueden abrir posibilidades de aplicación en otros ámbitos científicos e industriales.
Un proyecto reconocido por su calidad científica
La iniciativa fue presentada al programa PROSUL – Pepe Mujica del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Brasil (CNPq), bajo la coordinación de Gustavo Paganini Canal. El 20 de octubre de 2026 recibió una evaluación favorable con nota 9,86 sobre 10. Alcanzó la calificación máxima en mérito científico, colaboración regional e impacto científico y tecnológico. El CNPq comunicó una aprobación preliminar de 300.000 reales brasileños (alrededor de 56.000 dólares estadounidenses al tipo de cambio de referencia), pendiente de formalización administrativa y del inicio oficial de las actividades.
Gustavo Canal informó que el trabajo podrá apoyarse además en equipamiento y capacidades contempladas en otro proyecto ya financiado por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP).
La CCHEN contribuirá con tiempo de investigación, conocimientos especializados e infraestructura científica, sin un aporte financiero directo comprometido en esta etapa.
La participación conjunta de Brasil, Argentina y Chile fortalece la presencia de América Latina en un campo científico y tecnológico de creciente importancia internacional. Al integrar capacidades y conocimientos desarrollados durante décadas en los tres países, esta colaboración permite avanzar en investigaciones propias y contribuir al desarrollo de tecnologías que podrían desempeñar un papel relevante en la generación de energía limpia del futuro.
Autores:
Felipe Guevara y Leopoldo Soto