“La validación de LIPAc es un reto de la mayor importancia en la toma de decisiones para mitigar los riesgos de la construcción de DONES”

Philippe Cara, IFMIF/EVEDA Project Leader

Philippe Cara, actual Project Leader de IFMIF/EVEDA, trabaja en primera línea de la carrera internacional hacia la fusión nuclear. Durante tres años lideró el proyecto del acelerador LIPAc en Rokksasho, una infraestructura clave para la futura construcción de IFMIF-DONES.

-Durante varios años ha liderado el proyecto del acelerador LIPAc en Rokkasho, que forma parte de la fase EVEDA (IFMIF Engineering Validation and Engineering Design Activities) y que en 2019 batió un récord mundial de corriente de iones. ¿Qué papel juega esta infraestructura científica en la carrera hacia la fusión?

-El proyecto IFMIF/EVEDA comenzó en 2007 con el objetivo de continuar con las actividades de validación de ingeniería de los principales sistemas (celdilla de irradiación, lazo de litio y del acelerador) que componen una planta de fusión de neutrones como IFMIF-DONES.

Las validaciones de ingeniería de los subsistemas de irradiación y de litio concluyeron en 2015 y 2017, respectivamente, y de ellas se obtuvo información importante para el diseño de ingeniería de IFMIF-DONES. No obstante, el sistema del acelerador sigue bajo validación en Rokkasho (Japón).

Bajo mi punto de vista, la validación del acelerador, también conocido como el Linear IFMIF Prototype Accelerator (LIPAc), es un reto de la mayor importancia en la toma de decisiones para mitigar los riesgos de la construcción de DONES. Los desafíos son de diversa índole, desde la validación de los componentes del acelerador a los equipos multiculturales colaborativos. De hecho, gracias a la exitosa colaboración, se logró en 2019 un hito significativo del proyecto (un haz de deuterones que alcanzó una corriente de 125mA, con una energía de 5MeV, en 1 ms) demostrando que un haz de corriente alta podría transportarse por todos los componentes diseñados para esta configuración de LIPAc. El siguiente desafío será demostrar el modo continuo y la estabilidad termomecánica en estas condiciones de funcionamiento.

Debemos tener en cuenta que el propósito de IFMIF-DONES es validar y cualificar los materiales que se utilizarán en los reactores de fusión (i.e. DEMO) mediante su exposición a una corriente de neutrones de alta energía simulando el entorno del reactor. Así pues, es evidente que el LIPAc tiene un papel importante en la validación del equipamiento que hay que fabricar, en la optimización de la fiabilidad y en la definición de procedimientos de operación requeridos para su puesta en marcha.

-¿Qué se ha aprendido científica, técnica y organizativamente en LIPAc con vistas a IFMIF-DONES?

-La situación actual y la necesidad de colaboración entre distintas instituciones en materia de investigación en un contexto internacional ha hecho entender la importancia de una buena definición de organización para garantizar un incremento progresivo de las actividades y definir los objetivos comunes de manera realista y aceptable para los actores clave y la gobernanza. Como analogía se podría decir que cuando quieres construir tu propia casa primero defines lo que quieres (distribución de habitaciones, mobiliario, etc.) y con esto definido comienzas con la cimentación antes de levantar los muros. Es algo básico, pero fundamental. Invertir tiempo al principio supone un ahorro de tiempo futuro en resolución de problemas y una mejor preparación para los problemas inevitables.

Además, también es importante implementar procesos adaptados no solo para garantizar la calidad, sino también por cuestiones de ingeniería y de gestión que permiten una dirección del proyecto eficiente. Los procesos y procedimientos para LIPAc son muy valiosos ya que son aplicables a DONES. Engloban los conocimientos científicos y técnicos adquiridos por el equipo del proyecto y representan las lecciones aprendidas y el saber hacer.

-Su trabajo en Fusion for Energy al frente del acelerador LIPAc (Linear IFMIF-Prototype Accelerator) y su actual cargo como Project Leader de IFMIF/EVEDA le ha permitido estar en la primera línea de la carrera internacional hacia la energía de fusión. ¿En qué punto considera que nos encontramos ahora?

-Es muy difícil responder a esta pregunta. Aunque se ha definido una hoja de ruta para la primera planta de demostración de energía de fusión (DEMO), aún quedan muchos retos por delante y es difícil predecir a cuánto estamos de lograr este objetivo.

Sin embargo, he podido ver que en los últimos años hay mucha voluntad de coordinación entre distintas organizaciones en el ámbito internacional en la investigación sobre energía de fusión. El Broader Approach refleja a la perfección esta colaboración fructífera (en este caso entre Europa y Japón) que ha llevado a un apoyo esencial tanto para ITER con el JT60-SA y el proyecto IFERC como al diseño de fuente de neutrones DONES/A-FNS (Japón) con el proyecto IFMIF/EVEDA. A esta lista hay que sumarle muchas otras sinergias que existen a nivel mundial. El trabajo colaborativo es mucho más importante que una competición en esta carrera internacional. Estamos, por tanto, en un punto en el que podemos coger lo aprendido de los distintos proyectos para allanar el camino hacia la energía de fusión.

-Todos los proyectos relacionados con la fusión, incluido IFMIF-DONES, son un ejemplo de cooperación internacional por el bien común. La misión de Fusion for Energy, de hecho, es coordinar la participación europea en ITER, el mayor experimento científico en el camino hacia la energía de fusión en el que participan también China, Japón, India, Corea del Sur, Rusia y Estados Unidos. ¿Cómo se coordinan las agendas políticas y los esfuerzos científicos de todos estos países?

-Todos los grandes proyectos de fusión tienen un diseño de gobernanza similar, con comités internacionales que evalúan el progreso desde una perspectiva técnica y de gestión. En muchos casos, son las mismas personas las que participan en los comités de distintos proyectos, lo que facilita la coordinación y el feedback a los responsables políticos en sus respectivos países. Los miembros de las distintas administraciones se reúnen, evalúan e informan de la planificación en cada país participante.

-En ese trabajo conjunto hacia la fusión, la coordinación entre la UE y Japón, plasmada en el Broader Approach, es clave. ¿Cómo es la colaboración con Japón; cómo es trabajar allí durante tantos años?

-El Broader Approach es muy buen ejemplo de colaboración que permite demostrar que la unión hace la fuerza. Además, desde una perspectiva económica, el reparto de costes permite tener objetivos más ambiciosos.

Evidentemente la colaboración entre equipos es un factor importante. Requirió mucho tiempo de aprendizaje sobre cómo trabajan los distintos equipos de manera individual y conjunta y aceptar con humildad que puede haber distintos enfoques.

Tuve la oportunidad de embarcarme desde el principio en el Broader Approach, participando primero en el JT60-SA antes del proyecto IFMIF/EVEDA en 2010. Soy consciente del beneficio obtenido para mi desarrollo profesional y personal. Valoro mucho el espíritu colaborativo que nos ha llevado a ser un equipo internacional que rema en la misma dirección. Esto será sin duda un aspecto muy valioso para continuar el trabajo en Japón, pero también para futuros proyectos que se inicien y donde la colaboración con Japón sea la piedra angular.

-En 2017, Fusion for Energy evaluó favorablemente la candidatura de Granada como la opción europea para albergar IFMIF-DONES, tras el acuerdo con Croacia. ¿Cuáles son los puntos fuertes de la candidatura?

-Una de las principales fortalezas de esta candidatura es el consenso europeo, tras la evaluación de numerosos informes y que se vio reforzada tras el acuerdo con Croacia. Además, España ha invertido mucho en el proyecto IFMIF/EVEDA con contribuciones voluntarias y, como actor clave, está en posición de aprovechar el desarrollo y plan de operación de LIPAc en la validación del diseño del acelerador DONES.

Nuestros lazos se han estrechado aún más recientemente en base a la conexión que tienen nuestros proyectos. En los próximos meses se espera una mayor colaboración y de apoyo mutuo entre los proyectos. El apoyo que ya brinda el proyecto Early Neutron Source en el marco de EUROfusion debería extenderse también al proyecto DONES PreP, con la llegada de un nuevo apoyo in situ para la operación de LIPAc. Este paso es clave para sacar provecho de lo implementado y aprendido en Rokkasho y ayudará a la preparación de las siguientes fases con la mejora de sistemas críticos, así como de gestión de la obsolescencia.

-¿Confía en que finalmente también haya acuerdo entre Europa y Japón para que DONES se construya en Europa?

-No lo considero una competición entre Europa y Japón y no debería serlo. Como he dicho antes, venimos trabajando de manera conjunta en el proyecto IFMIF/EVEDA desde 2007. La nueva fase del Broader Approach fue respaldada el pasado marzo y confirmó el compromiso de las partes involucradas. No debería verse como un problema el tener dos plantas de energía de fusión. Los procesos de identificación y cualificación de los materiales para un reactor de fusión serán un esfuerzo muy dilatado en el tiempo y tener dos plantas podría suponer una ventaja en la carrera hacia la fusión.

Independientemente de que se tome la decisión sobre construir DONES, A-FNS o ambas, debemos considerar que Europa y Japón continuarán trabajando de manera conjunta.

-¿Está interfiriendo la pandemia en los distintos proyectos internacionales vinculados con la fusión nuclear? ¿Van a sufrir algún retraso significativo?

-Por lo que he podido observar, es evidente que la pandemia ha interferido en nuestro proyecto y es necesaria una adaptación a la situación actual para mitigar el impacto. En lo que al LIPAc respecta, aprovechamos también para ajustar la gestión del proyecto y procesos como el control de calidad. Se han desarrollado herramientas para la participación de manera remota, así como procedimientos de operación que nos permitirán mejorar en términos de calidad y eficiencia a largo plazo. Como conclusión saco que veremos que a largo plazo la pandemia no habrá supuesto una pérdida de tiempo. La mejora organizativa será un resultado importante para la futura planta de neutrones y podrá servir a muchos otros proyectos.

-Gran parte de los desarrollos científicos y tecnológicos en esta fase de la investigación se han financiado con dinero público. Puesto que el horizonte de obtención industrial de electricidad mediante fusión aún no está cerca, ¿qué se puede decir de las aplicaciones prácticas actuales de lo aprendido hasta ahora en las diversas fases de ITER, y en particular en esta de IFMIF/EVEDA? ¿Revierte ya en la vida de los ciudadanos que han contribuido con sus impuestos en estas investigaciones? Es decir, ¿qué nuevos materiales, qué nuevas tecnologías, qué nuevos enfoques administrativos en procesos de negociación multilateral se están usando ya?

-Es una pregunta legítima que requiere respuesta. Los fondos públicos se utilizan para apoyar estas iniciativas científicas y tecnológicas que generan un saber hacer e innovación. La patente que ostenta Fusion for Energy es un ejemplo perfecto. El fomento de la innovación es clave para el crecimiento económico y el apoyo al desarrollo de las empresas europeas, especialmente las pymes. La colaboración con Japón abrió la puerta a nuevos mercados con mayor visibilidad internacional para estas empresas. En nuestra misión de colaboración con Japón, la cooperación industrial entre pymes e institutos de investigación suele ser poco visible. Muchos procesos empleados en la fabricación de componentes para ITER y LIPAc han pasado a utilizarse en otras industrias para proporcionar productos competitivos. Muchos de nuestros ingenieros formados gracias a estos fondos públicos han sido contratados por el sector privado atraídos por sus altas capacidades tecnológicas.

-¿Son seguras, desde la perspectiva ambiental y de la salud, instalaciones como IFMIF-DONES?

-El impacto ambiental y la población son nuestras principales preocupaciones. La seguridad es lo primero y el escrutinio es de nuestro interés. Es extremadamente importante eliminar cualquier preocupación que pueda haber.

Cada instalación industrial presenta una serie de riesgos e IFMIF-DONES presentará los suyos, pero estos serán identificados y se diseñarán mecanismos de mitigación. El propósito del diseño de ingeniería de la instalación es identificar y evaluar todos los riesgos y mitigarlos acorde a las recomendaciones de las autoridades. Quisiera añadir que la conciencia sobre la seguridad adquirida durante el proyecto LIPAc hará que las siguientes instalaciones como IFMIF-DONES sean mucho más seguras.