Instituciones involucradas en el proyecto FusionCAT
La fusión nuclear, fuente de energía de nuestro Sol así como la de todas las estrellas, es una de las pocas tecnologías que tiene el potencial de cumplir con la creciente demanda energética mediante fuentes de energía sostenibles, seguras y de bajas emisiones.
En los últimos tres años y medio, se han llevado cabo avances significativos en el desarrollo de las capacidades locales de fusión dentro del proyecto colaborativo de I+D FusionCAT financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) mediante el Plan de Acció de la Estrategia de Investigación e Innovación para la Especialización Inteligente de Cataluña, RIS3CAT. El proyecto FusionCAT reunió a siete instituciones bajo la coordinación del Barcelona Supercomputing Center (BSC). Los otros miembros del consorcio han sido: la Fundación b_TEC Campus Diagonal-Besós (b_TEC), EURECATCentro Tecnológico de Cataluña (EURECAT), el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), el Instituto Químico de Sarrià (IQS), el Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). En total, más de 60 personas han participado directamente en el proyecto.
Los principales resultados de FusionCAT incluyen la creación de una comunidad activa de fusión en Cataluña que involucra instituciones de investigación, universidades y socios industriales líderes, así como el lanzamiento de actividades de transferencia de tecnología y la transferencia de conocimientos relevantes de las instituciones asociadas a la industria. Las actividades de FusionCAT se centraron en los campos en los que las instituciones asociadas tienen una experiencia consolidada y reconocida internacionalmente. Los campos estudiados han sido la modelización numérica, el análisis y diseño de componentes y procesos de reactores de fusión, el desarrollo de software para estos mismos reactores (incluida la computación de altas prestaciones) y su validación, así como métodos de diagnóstico e instrumentación. Las tecnologías clave de fusión abordadas en el proyecto incluyeron tecnologías de tritio, imanes superconductores de alta temperatura y materiales de reactores de fusión. Los principales activos derivados de FusionCAT son las habilidades y el conocimiento, las nuevas técnicas de diagnóstico y fabricación de materiales, el nuevo y único software de modelado de fusión, las herramientas para el modelado integrado, así como las licencias de software disponibles como código fuente o licencias de servicios de acceso remoto.
Además de cuidar la coordinación general del proyecto, el BSC tuvo un papel clave en las actividades de I+D centradas en la modelización numérica y el desarrollo de nuevos códigos, combinando la experiencia interna en computación de altas prestaciones (High Performance Computing, HPC, en inglés) de clase mundial con la física y la tecnología de fusión. El proyecto también proporcionó al BSC la oportunidad de formar un personal altamente cualificado tanto en el campo de la fusión como en el campo del HPC, así como de colaborar con instituciones líderes en este campo tanto a nivel estatal como a nivel internacional para abordar las necesidades computacionales de los proyectos punteros. «Dentro del ámbito de FusionCAT, nuestro Grupo de Fusión ha logrado conectar algunos de los últimos avances en HPC a la investigación en fusión con el fin de responder los altos requerimientos computacionales de las simulaciones de fusión», remarcó la investigadora ICREA y Dra. Mervi Mantsinen, coordinadora de FusionCAT y líder del Grupo de Investigación en Fusión del BSC.
Entre los socios del proyecto, EURECAT aplicó su conocimiento y experiencia en el diseño y optimización mediante la simulación de estructuras y sistemas de dinámica de fluidos para estudiar diversos componentes para la instalación IFMIF-DONES, actualmente en construcción en Granada (España), para estudiar los materiales de fusión en condiciones extremas de irradiación. También se llevaron a cabo trabajos de optimización computacional de la topología de dinámica de fluidos para algunos componentes. Las actividades de EURECAT se llevaron a cabo en estrecha colaboración con el grupo de tecnología de fusión (bFUS) del IREC. bFUS desarrolló una nueva herramienta de software que fue validada y utilizada en el proyecto DONES y posteriormente utilizada para el diseño de sistemas y componentes para la instalación de IFMIF-DONES.
El ICMAB, socio del proyecto, trabajó en la validación experimental de una nueva herramienta de modelización para superconductores de alta temperatura, que incluía, entre otros, la construcción de un nuevo sistema de medida de pérdidas de corriente alterna (CA). Los experimentos se utilizaron para validar simulaciones realizadas en estrecha colaboración con el BSC.
El IQS, también socio del proyecto, desarrolló sensores de tritio y litio y estudió diferentes métodos de fabricación para la aleación eutética de PbLi. Mientras, la UPC llevó a cabo la modelización de potencia con dióxido de carbono supercrítico, un trabajo que permitió encontrar materiales para el desarrollo de reactores de membrana catalítica en sistemas de recuperación de isótopos de hidrógeno y limpieza de combustible. La UPC también desarrolló en paralelo modelos que cubren una amplia gama de escalas, desde modelos de dinámica molecular hasta códigos de sistema. Finalmente, b_TEC contribuyó a las actividades de difusión y transferencia de tecnología del proyecto incluyendo la organización de seminarios y talleres. Esto permitió el networking entre empresas y centros de investigación consolidando las relaciones entre las instituciones regionales, nacionales e internacionales. Entre algunos de estos eventos se encuentra el European Fusion Education Network, Fusion for Energy (F4E) e ITER para promover la fusión en los centros de secundaria.
Participantes en el evento final de la comunidad FusionCAT
Al final del proyecto, los socios compartieron sus éxitos con toda la comunidad en un evento donde se invitaron a diversas empresas e instituciones relacionadas con la fusión a comentar e intercambiar los conocimientos sobre las últimas novedades, así como las actividades en las que están involucrados. El acto también contó con la presencia de Manuel Moreno (CDTI), Leonardo Biagioni (F4E), Lluís Maria Tortras (ACCIÓ), Volker Naulin (EUROfusion) y Moisés Weber (CIEMAT/IFMIF-DONES) quienes destacaron en sus ponencias las diferentes formas de colaboración y financiación para los proyectos en fusión nuclear que pueden ofrecer sus entidades. Sus presentaciones están disponibles aquí. También fue un gran honor que los asesores científicos, el Dr. David Campbell, director jubilado de Ciencia y Operaciones de la organización ITER, y el Dr. Alfredo Portone, líder del grupo de análisis y códigos de F4E, participaran en el evento y contribuyeran a la mesa redonda «Fusion as a disruptive axis in the framework of the energy transition» (La fusión como eje disruptivo en el marco de la transición energética), así como a muchos debates. «Fue un acontecimiento muy exitoso, ya que nos permitió no solo nutrir aún más a la comunidad local de fusión en Cataluña, sino también establecer nuevas conexiones e involucrar nuevas partes interesadas», comentó la investigadora ICREA y Dra. Mervi Mantsinen expresando su satisfacción por el evento.
El proyecto FusionCAT con número de expediente 001-P-001722 ha sido cofinanciado en un 50% con 1.960.963,66€ por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo FEDER de Cataluña 2014-2020, con el soporto de la Generalitat de Cataluña.