guia do novo coronavirus
Imprimir Republicar

Reproducibilidad

Un espejismo en el tubo de ensayo

La fallida experiencia de fusión fría, llevada a cabo hace 30 años, demostró cómo los descubrimientos ilusorios desencadenan los mecanismos de autocorrección de la ciencia

Pons (izq.) y Fleischmann presentan su experimento en marzo de 1989

Zuma Press, Inc./ Alamy/ Fotoarena

Google ha invertido 10 millones de dólares en los últimos cuatro años en un esfuerzo de investigación llevado a cabo por físicos, químicos e ingenieros para responder a una pregunta pendiente hace tres décadas: ¿es posible fusionar los núcleos de los átomos a temperatura ambiente y generar energía de una manera sostenible a partir de esta reacción? La quimera de la “fusión fría” encarna la promesa de librar al planeta de la dependencia a los combustibles fósiles, pero todos los intentos de obtenerla han fracasado hasta ahora. Incluido el del propio Google, según un artículo publicado a finales de mayo en la revista Nature por el equipo encabezado por el químico canadiense Curtis Berlinguette de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver, Canadá, y el ingeniero Matthew Trevithick de Google Research, en Estados Unidos.

El grupo se empeñó en obtener la fusión fría siguiendo tres metodologías diferentes propuestas en experiencias llevadas a cabo en las décadas de 1980 y 1990. En ninguna de ellas se observó cualquier tipo de señal concreta de fusión. Pero el esfuerzo no fue considerado en vano. Durante los intentos, los investigadores tuvieron que diseñar nuevos instrumentos y estudiar nuevos materiales, que prometen ser útiles en otros experimentos. “Evaluar la fusión fría llevó a nuestro programa a estudiar materiales y fenómenos que probablemente no habríamos evaluado de otra manera. Generamos beneficios inesperados para temas de investigación contemporáneos”, escribieron los autores. Según Trevithick le dijo a Nature, el programa desarrolló “los mejores calorímetros del mundo” con el fin de detectar sutiles generaciones de calor en experimentos que sugerían la posible fusión nuclear. Las técnicas diseñadas para cargar eléctricamente al metal paladio con el fin de atraer núcleos de hidrógeno pesado –uno de los métodos probados–, también se podrá utilizar para aumentar la capacidad de almacenamiento de hidrógeno en células a combustible.

Al someter los experimentos a un escrutinio riguroso, los investigadores patrocinados por Google también llevaron esta línea de investigación de vuelta a la evaluación del mainstream de la ciencia, después de décadas de descrédito en las cuales, la mayoría de la comunidad científica consideraba que la fusión fría era inviable, mientras que algunos investigadores seguían apostando en su posibilidad. Un episodio ocurrido hace 30 años explica el purgatorio científico en el que la fusión fría quedó aprisionada. El 23 de marzo de 1989, dos electroquímicos, el checo Martin Fleischmann, de la Universidad de Southampton, Inglaterra, y el estadounidense Stanley Pons, de la Universidad de Utah, Estados Unidos, anunciaron el éxito de un experimento generador de energía térmica al fusionarse átomos de hidrógeno pesados –el deuterio– en un prosaico experimento de electrólisis. Una corriente eléctrica producida por dos electrodos, uno de platino y otro de paladio, atrajo el deuterio al paladio. Luego, se detectó la presencia de neutrones y hubo un calentamiento del recipiente en el que se sumergieron los electrodos. Para el dúo, la reacción sólo podía explicarse por la compresión de los átomos de deuterio añadidos al paladio y su consecuente fusión a temperatura ambiente.

Wikimedia Commons Blondlot (arriba) anunció el descubrimiento de los rayos-N y Schiaparelli (izq.) vio canales en Marte: errores e interpretaciones fantasiosasWikimedia Commons

Fleischmann era un respetado investigador, había presidido la Sociedad Internacional de Electroquímica, además de formar parte de la Royal Society, la Academia Británica de Ciencias, y todo esto le dio bastante credibilidad al anuncio. Pero la forma en que el descubrimiento se hizo público atropelló las mejores prácticas científicas. Había otro grupo trabajando con fusión fría, dirigido por Steven Jones de la Universidad Brigham Young, también en Utah, y los dos equipos se habían puesto de acuerdo para revelar sus hallazgos conjuntamente, enviándoselos a Nature. Pero Pons y Fleischmann decidieron tomar la delantera. Eliminaron el artículo de Nature, que empezaba a evaluar al manuscrito, y optaron por una oscura revista de electroquímica, el Journal of Electroanalytical Chemistry, que rápidamente aceptó publicar los resultados del experimento. Además, antes de su publicación, anunciaron la fusión fría en una conferencia de prensa. Años más tarde, Fleischmann reveló que la precocidad de la divulgación fue una exigencia de la Universidad de Utah, interesada en patentar y explotar el descubrimiento.

Incluso sin tener acceso al paper, investigadores de todo el mundo se apresuraron a tratar de reproducir los resultados presentados en la conferencia de prensa. Como era un experimento muy simple, incluso los estudiantes de secundaria trataron de repetirlo. Algunos observaron algo de producción de calor, pero la mayoría no pudo registrar ningún fenómeno, y la pareja llegó a ser acusada de fraude y comportamiento antiético. Dos semanas más tarde, cuando el artículo fue finalmente publicado, fue clasificado como frágil y poco informativo. La proeza se transformó en una gran vergüenza. En mayo, la fusión fría fue completamente desacreditada en una reunión de American Physical Society.  Hasta el día de hoy no se sabe cómo los investigadores obtuvieron los efectos descritos, ni de dónde provenían el calor y los neutrones. Pero, frente a la imposibilidad de reproducir los experimentos consistentemente, el Departamento de Energía de Estados Unidos determinó, en noviembre de 1989, que el dinero ya no debería invertirse en intentos de replicar el fenómeno.

Cato Institute | Susan Ragan /AP Photo / Glow Images David Rasnick (der.) y Peter Duesberg propusieron que el VIH no es la verdadera causa del SIDA: la hipótesis fue descartada por los investigadores especializadosCato Institute | Susan Ragan /AP Photo / Glow Images

No obstante, tal decisión no tenía fuerzas para cerrar esa línea de investigación. Una peculiaridad de la fusión fría es que, aunque su viabilidad no haya sido demostrada hasta ahora, no es posible descartar categóricamente que pueda suceder algún día. “Nadie sabe realmente si es posible sostener una reacción de fusión a bajas temperaturas o cuáles pueden ser estos límites de temperatura”, escribió el informático Steven Salzberg de la Universidad de Maryland, Estados Unidos, en un texto publicado en la revista Forbes. La fusión nuclear es un fenómeno conocido: se produce energía cuando dos átomos se combinan para formar un átomo más pesado. El proceso es típico de los ambientes astrofísicos de alta energía, y genera menos residuos radiactivos que la fisión nuclear producida en plantas atómicas. La fusión nuclear tiene lugar dentro de las estrellas: en el núcleo del Sol, en condiciones extremas de temperatura y presión, hay reacciones de fusión del hidrógeno que originan el helio, con una enorme liberación de energía.

La ciencia todavía se propone controlar este proceso. La estrategia que parece más viable no tiene nada que ver con los experimentos de electrólisis a temperatura ambiente de Pons y Fleischmann, sino con la mejora de reactores experimentales conocidos como tokamaks, que confinan isótopos pesados de hidrógeno –deuterio y tritio– en intensos campos magnéticos, alcanzando temperaturas elevadísimas y provocando reacciones de fusión. El reto, en esta línea de investigación, es amplificar la eficiencia de un tokamak para que la cantidad de energía liberada en las reacciones sea mayor que la consumida, lo que ninguna máquina ha logrado conseguir hasta ahora. Un consorcio formado por la Unión Europea, China, Corea del Sur, Estados Unidos, India y Japón está construyendo desde 2007 el Reactor Experimental Termonuclear Internacional (Iter) en Cadarache, Francia, a un costo de 20 mil millones de euros. La primera operación de Iter está prevista para el 2025 y la producción de energía a escala, para después de 2040. Para obtener las condiciones necesarias para la fusión nuclear, el reactor calentará el hidrógeno a 150.000 grados centígrados. “El gran desafío de la fusión nuclear es conseguir una reacción sustentable y continua”, dice el físico Peter Schulz, de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Unicamp.

Oak Ridge National Laboratory La construcción del Reactor Experimental Termonuclear Internacional en Cadarache, FranciaOak Ridge National Laboratory

Pons y Fleischmann continuaron argumentando que habían descubierto una manera de producir energía limpia y abundante. A lo largo de la década de 1990, celebraron congresos internacionales sobre fusión fría, que reunieron a unos pocos cientos de investigadores, pero fueron vistos como una excentricidad por el mainstream de la comunidad científica.  En 1992, se mudaron a Francia. Fueron a trabajar a un laboratorio que cerró en 1998 sin obtener resultados: el patrocinador, el fabricante de automóviles Toyota, invirtió 15 millones de dólares en el proyecto. Pons se hizo ciudadano francés.  Fleischmann anunció su retiro en 1995 y regresó al Reino Unido, donde falleció en 2012.

“La fusión fría se transformó en una fringe science, o ciencia marginal, que no llega a ser una pseudociencia, sino que coquetea con ella” dice Schulz, de la Unicamp. “Sin obtener respeto o credibilidad del cuerpo principal de la comunidad científica, la ciencia marginada es estudiada por grupos restringidos, permanece en comunidades cerradas y tiene resultados publicados en revistas de baja expresión.” Algunos grupos se dedican a la investigación de la fusión fría hasta los días de hoy, pero han adoptado nuevas terminologías tales como “reacciones nucleares de baja energía” o “reacciones nucleares auxiliadas químicamente”.

EFDA JET El tokamak JET, en Culham, Reino Unido: el desafío es producir reacciones continuas y sustentablesEFDA JET

Otro caso de ciencia marginada fue la teoría, defendida a fines del siglo pasado, según la cual el virus del VIH no causaba el SIDA. Investigadores como el biólogo Peter Duesberg, de la Universidad de California, Berkeley, y el bioquímico David Rasnick argumentaron que la enfermedad fue causada por factores como la desnutrición y el consumo recreativo de drogas. La idea se descartó cuando surgieron remedios que predijeron la replicación del virus y eliminaron los síntomas del síndrome. Pero a principios de la década de 2000, la hipótesis fue resucitada por el gobierno sudafricano, que no quería financiar la compra de medicamentos para los portadores del virus.

Para el químico Philip Ball, ex editor de la revista Nature, la fusión fría es un caso de ciencia patológica, un concepto formulado por Irving Langmuir, ganador del Premio Nobel de Química en 1932, para definir la investigación de autores que, sin alejarse del método científico, cometen desviaciones no intencionales y, llevados por un optimismo o creencia exagerada, producen una interpretación fantasiosa de los resultados. “El término fue acuñado en la década de 1950 para describir una sorprendente declaración que entra en conflicto con la experiencia anterior, que se basa en efectos difíciles de detectar, que se defienden contra las críticas valiéndose de argumentos que cambian según las circunstancias”, dijo Ball en un artículo publicado en Nature el mes pasado.

Toyota invirtió 15 millones de dólares en un laboratorio de fusión fría en Francia, pero lo cerró en 1998, sin obtener resultados

Entre los ejemplos más conocidos de la ciencia patológica, se incluyen los descubrimientos en 1903 de los llamados Rayos-N por el físico francés Prosper-René Blondlot, quien continuó defendiendo la existencia del fenómeno incluso después de ser descartado por los investigadores de la época, y los canales de Marte, descritos por el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli en 1877 y señalado a finales del siglo XIX como evidencia de la existencia de vida en el planeta rojo, pero que fueron ilusión óptica. Ball dice que el caso de fusión fría produjo enseñanzas que permanecen vigentes en un momento en que los resultados de la investigación en el campo de la psicología y las ciencias sociales están en el centro de atención porque no se puede confirmar, y los descubrimientos que desafían el conocimiento tradicional se basan en evidencias obtenidas en el límite de lo que los instrumentos científicos consiguen detectar. Para él, es necesario preservar espacio para que los investigadores busquen enfoques sorprendentes y hagan declaraciones que suenen polémicas, del mismo modo que la comunidad científica debe permanecer unida en el espíritu de investigación y en el esfuerzo continuo de autocorrección.

“La fusión fría nos ha mostrado los peligros de la polarización, la influencia distorsionada de los intereses comerciales y la importancia de estar abiertos sobre métodos, datos y errores”, dijo el químico. “¿Sería diferente la saga de fusión fría en estos días, con las redes sociales, las fake news y una necesidad aún más urgente de energía limpia? Probablemente lo sería, pero no necesariamente para mejor.”

Republicar