Institucions involucrades en el projecte FusionCAT

La fusió nuclear, font d’energia del nostre Sol i de totes les estrelles, és una de les poques tecnologies que té el potencial de satisfer la creixent demanda energètica mitjançant fonts d’energia sostenibles, segures i de baixes emissions.

 

En els darrers tres anys i mig, s’han fet avenços significatius en el desenvolupament de les capacitats locals de fusió dins del projecte col·laboratiu d’R+D FusionCAT finançat pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) a través del Pla d’Acció de l’Estratègia de Recerca i Innovació per a l’Especialització Intel·ligent de Catalunya, RIS3CAT. El projecte FusionCAT va reunir a set institucions sota la coordinació del Barcelona Supercomputing Center (BSC). Els altres membres del consorci han estat: la Fundación b_TEC Campus Diagonal-Besós (b_TEC), EURECAT Centre Tecnològic de Catalunya (EURECAT), l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC), l’Institut Químic de Sarrià (IQS), l’Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC) i la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). En total, més de 60 persones han participat directament al projecte.

 

Els principals resultats de FusionCAT inclouen la creació d’una comunitat activa de fusió a Catalunya que involucra institucions de recerca, universitats i socis industrials líders, així com el llançament d’activitats de transferència de tecnologia i la transferència de coneixements rellevants de les institucions associades a la indústria. Les activitats de FusionCAT es van centrar en els camps en què les institucions associades hi tenen una experiència consolidada i reconeguda internacionalment. Els camps estudiats han estat la modelització numèrica, l’anàlisi i el disseny de components i processos de reactors de fusió, el desenvolupament de software per aquests mateixos reactors (inclosa la computació d’altes prestacions) i la validació, així com mètodes de diagnòstic i instrumentació. Les tecnologies clau de fusió abordades al projecte van incloure tecnologies de triti, imants superconductors d’alta temperatura i materials de reactors de fusió. Els principals actius derivats de FusionCAT són les habilitats i el coneixement, les noves tècniques de diagnòstic i fabricació de materials, el nou i únic software de modelatge de fusió, les eines per al modelatge integrat, així com les llicències de software disponibles com a codi font o llicències de serveis d’accés remot.

 

A més de tenir cura de la coordinació general del projecte, el BSC va tenir un paper clau en les activitats d’R+D centrades en la modelització numèrica i el desenvolupament de nous codis, combinant l’experiència interna en computació d’altes prestacions (High Performance Computing, HPC, en anglès) de classe mundial amb la física i la tecnologia de fusió. El projecte també va proporcionar al BSC l’oportunitat de formar un personal altament qualificat tant en el camp de la fusió com en el camp del HPC, així com de col·laborar amb institucions líders en aquest camp tant a nivell estatal com a nivell internacional per abordar les necessitats computacionals dels projectes punters. “Dins de l’àmbit de FusionCAT, el nostre Grup de Fusió ha aconseguit connectar alguns dels últims avenços en HPC a la recerca en fusió per tal de respondre els alts requeriments computacionals de les simulacions de fusió“, va remarcar la investigadora ICREA i Dra. Mervi Mantsinen, coordinadora de FusionCAT i líder del Grup de Recerca en Fusió del BSC.

 

Entre els socis del projecte, EURECAT va aplicar el seu coneixement i experiència al disseny i optimització mitjançant la simulació d’estructures i sistemes de dinàmica de fluids per estudiar diversos components per a la instal·lació IFMIF-DONES, actualment en construcció a Granada (Espanya), per estudiar els materials de fusió en condicions extremes d’irradiació. També és van dur a terme treballs d’optimització computacional de la topologia de dinàmica de fluids per a alguns components. Les activitats d’EURECAT es van dur a terme en estreta col·laboració amb el grup de tecnologia de fusió (bFUS) de l’IREC. bFUS va desenvolupar una nova eina de software que va ser validada i utilitzada en el projecte DONES i posteriorment emprada per al disseny de sistemes i components per a la instal·lació d’IFMIF-DONES.

 

L’ICMAB, soci del projecte, va treballar a la validació experimental d’una nova eina de modelització per superconductors d’alta temperatura, que incloïa, entre d’altres, la construcció d’un nou sistema de mesura de pèrdues de corrent alterna (CA). Els experiments es van utilitzar per validar simulacions realitzades en estreta col·laboració amb el BSC.

 

L’IQS, també soci del projecte, va desenvolupar sensors de triti i liti i va estudiar diferents mètodes de fabricació per a l’aliatge eutètic de PbLi. Mentrestant, la UPC  va dur a terme la modelització de potència amb diòxid de carboni supercrític, un treball que va permetre trobar materials per al desenvolupament de reactors de membrana catalítica en sistemes de recuperació d’isòtops d’hidrogen i neteja de combustible. La UPC també va desenvolupar en paral·lel models que cobreixen una àmplia gamma d’escales, des de models de dinàmica molecular fins a codis de sistema. Finalment, el b_TEC va contribuir a les activitats de difusió i transferència de tecnologia del projecte incloent l’organització de seminaris i tallers. Això va permetre el networking entre empreses i centres de recerca consolidant les relacions entre les institucions regionals, nacionals i internacionals. Entre alguns d’aquests esdeveniments es troben l’European Fusion Education Network, Fusion for Energy (F4E) i ITER per promoure la fusió en els centres de secundària.

Participants en l’esdeveniment final de la comunitat FusionCAT

 

Al final del projecte, els socis van compartir els seus èxits amb tota la comunitat en un esdeveniment on es van convidar a diverses empreses i institucions relacionades amb la fusió a comentar i intercanviar els coneixements sobre les últimes novetats, així com les activitats en què estan involucrats. L’acte també va comptar amb la presència de Manuel Moreno (CDTI),  Leonardo Biagioni (F4E), Lluís Maria Tortras (ACCIÓ), Volker Naulin (EUROfusion) i Moisés Weber (CIEMAT/IFMIF-DONES) els quals van destacar en les seves ponències les diferents formes de col·laboració i finançament de projectes en fusió nuclear que poden oferir les seves entitats. Les seves presentacions estan disponibles aquí. També va ser un gran honor que els assessors científics, el Dr. David Campbell, director jubilat de Ciència i Operacions de l’organització ITER, i el Dr. Alfredo Portone, líder del grup d’anàlisis i codis de F4E, participessin en l’esdeveniment i contribuïssin a la taula rodona “ Fusion as a disruptive axis in the framework of the energy transition” (La fusió com a eix disruptiu en el marc de la transició energètica), així com a molts debats. “Va ser un esdeveniment molt reeixit, ja que ens va permetre no només nodrir encara més la comunitat local de fusió a Catalunya, sinó també establir noves connexions i involucrar-hi noves parts interessades”, va comentar la investigadora ICREA i Dra. Mervi Mantsinen expressant la seva satisfacció per l’esdeveniment.

 

El projecte FusionCAT amb número d’expedient 001-P-001722 ha estat cofinançat en un 50% amb 1.960.963,66€ pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional de la Unió Europea en el marc del Programa Operatiu FEDER de Catalunya 2014-2020, amb el suport de la Generalitat de Catalunya.