Los sistemas avanzados de visualización recrean la dinámica del plasma en 3D para obtener nuevo conocimiento.
El software del laboratorio EM+ reproduce con una fidelidad asombrosa todo lo que sucede dentro del reactor ‘tokamak’.
Poner a punto un reactor de fusión nuclear comercial es extremadamente complicado. Los desafíos que plantea una máquina de estas características tanto desde el punto de vista de la física del plasma, como, sobre todo, en el ámbito de las soluciones de ingeniería que requiere para llegar a buen puerto, son titánicos. Por esta razón aún no tenemos reactores de energía de fusión comerciales. Todas las máquinas de este tipo disponibles son reactores experimentales, y, por tanto, su propósito es entregar conocimiento.
Afortunadamente los físicos y los ingenieros involucrados en el desarrollo de la fusión nuclear tienen hoy más herramientas a su disposición que nunca. La inteligencia artificial, las simulaciones por ordenador o la robótica son algunas de ellas, aunque hay una que a menudo pasa desapercibida y también tiene un gran potencial: los sistemas avanzados de visualización que permiten recrear la dinámica del plasma en 3D para obtener nuevo conocimiento.
Esta tecnología es tan precisa que incluso muestra el desgaste del reactor
EUROfusion, la institución que se responsabiliza de fomentar y respaldar la investigación científica necesaria para llevar a buen puerto el plan de fusión nuclear europeo, ha elegido al laboratorio EM+ (Experimental Museology) de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) para elaborar un sistema avanzado de visualización en 3D capaz de procesar una gran cantidad de datos procedentes de simulaciones y pruebas y generar gráficos en tiempo real. Esta tecnología resulta muy útil no solo para adquirir nuevo conocimiento acerca de la dinámica del plasma, sino también para entender mejor su interacción con las zonas de la cámara de vacío más expuestas al plasma.
El software del laboratorio EM+ ya está listo. Y está entregando a los científicos unas imágenes espectaculares. De hecho, las imágenes que publicamos en este artículo han sido generadas por este sistema avanzado de visualización en 3D. Los científicos que investigan en el ámbito de la fusión nuclear ya están entendiendo mejor gracias a esta tecnología los fenómenos cuánticos que tienen lugar debido a la interacción de las partículas que contiene el plasma. Y, además, este software les está ayudando a comprender mejor los resultados de sus cálculos.
Este software de generación de imágenes en 3D es extraordinariamente preciso. De hecho, recrea el interior de un reactor tokamak con una fidelidad apabullante. Tanta, por cierto, que incluso refleja el desgaste al que se ven sometidas las baldosas de grafito que recubren las paredes internas de la cámara de vacío del reactor. «Utilizamos un robot para escanear con mucha precisión el interior del reactor, y luego lo compilamos para recrear un modelo en 3D que replica incluso la textura de sus componentes», explica Samy Mannane, uno de los científicos del laboratorio EM+.
Para crear su simulación los científicos de este laboratorio utilizan ecuaciones que les permiten reproducir con mucha precisión el movimiento de las partículas que contiene el plasma en un instante determinado. Llevar a cabo todos los cálculos en tiempo real es un auténtico desafío. «Para generar una sola imagen el sistema tiene que calcular la trayectoria de miles de partículas en movimiento a una velocidad de 60 veces por segundo para cada ojo», asegura Mannane. El hardware responsable de asumir este esfuerzo está constituido por cinco ordenadores equipados con dos GPU cada uno de ellos. Las imágenes que generan se las entregan a otros tantos proyectores 4K. De una cosa no cabe duda: disfrutar en vivo esta simulación debe de ser espectacular.
Juan Carlos López
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