Fusión fría

En marzo de 1989 la fusión fría saltó a la opinión pública al aparecer en los titulares de todos los medios de comunicación los resultados que los Drs. Martin Fleischmann y Stanley Pons anunciaron, en una conferencia de prensa dada en la universidad de Utah, la producción de una importante cantidad de energía de fusión con una celda de electrólisis. En su día ya fue muy criticado el procedimiento escogido por Fleischmann y Pons para dar a conocer sus resultados, ya que, según la mayoría de los investigadores, lo lógico hubiera sido presentarlos antes en una revista de prestigio para su publicación.

El experimento constaba de una celda de electrolisis con un cátodo de paladio y un ánodo de platino; como electrolito se utilizaba un compuesto de litio, oxígeno y deuterio (LiOD) disuelto en agua pesada (D₂O). Según el artículo original, la reacción electrolítica liberaba deuterio que entraba en el paladio y alcanzaba concentraciones de hasta 0,9 átomos de deuterio por átomo de paladio. Esta celda formaba parte de un calorímetro cuya temperatura aumentaba en algunas ocasiones, según los autores del experimento, indicando un exceso de calor del orden del 10%, es decir, de la celda salía un 10% más de energía que la suministrada por la fuente eléctrica. También aseguraron que habían detectado radiación gamma característica de los neutrones al atravesar el agua, aunque luego debieron retractarse de esta afirmación.

La CF es uno de los casos canónicos de estudio en cuanto al nacimiento, auge y caída de la investigación científica en una materia dada. Desde su nacimiento estuvo rodeada por la polémica, y tras un corto intervalo de tiempo – apenas diez años – cayó en el olvido. Aún hoy se publica de vez en cuando un artículo acerca de la CF, artículo que inmediatamente cae en el olvido (este último dato puede obtenerse cotejando las publicaciones en la base de datos INSPEC con las del Science Citation Index, SCI, pues aparecen en la primera artículos que no figuran en la segunda, señal de que nadie los ha citado).

En la tabla 1 se puede apreciar un fenómeno muy común en la dinámica de citas de artículos científicos. Este fenómeno no se aprecia mirando cada una de las columnas, son cotejando la información contenida en ambas. En 1989 hay el mismo número de artículos hablando de fusión fría que citando a Fleischmann y Pons. Esta paridad, si bien no es necesaria, indica que la inmensa mayoría de los artículos que les citaban hablaban del mismo tema, como es de esperar. Sin embargo, en el año 1990, segundo tras la publicación del artículo original, se aprecia que hay más citas al artículo que trabajos que hablen de fusión fría. Esto sucede porque muchos autores citan el artículo «de moda» en trabajos que no están del todo relacionados con la temática que trata. Es un fenómeno bien asentado, conocido en algunos círculos como «cita al famoso».

A continuación se muestran las gráficas de la evolución del número de publicaciones relacionadas con fusión fría y número de citas del artículo original frente al tiempo. Ambas coinciden y reflejan de manera muy clara el destino que sufrió esta disciplina tras su auge inicial.

Gráfico 1.- Representación gráfica del número de artículos que tratan sobre la fusión fría a lo largo de los años 1989-2002.

Puede apreciarse en el gráfico 1 cómo tras el boom inicial de la fusión fría el número de artículos publicados no ha hecho más que descender. En cuanto se dieron a conocer los resultados obtenidos por Fleischmann y Pons diversos grupos de investigación intentaron reproducir su experimento. Los resultados positivos fueron pequeños y esporádicos. Otros muchos fracasaron.
A pesar de que ha llevado un tiempo no despreciable llegar a este punto, es agradable ver cómo el método científico acaba triunfando. La reproducibilidad de un experimento es básica para su aceptación, y ha sido este factor el que ha determinado el destino de la fusión fría. Tras un explosivo inicio, el desencanto de los sucesivos grupos de investigación al no poder reproducir los resultados predichos por la teoría ha acabado por dejar de lado esta disciplina.

El laboratorio japonés NHE (New Hidrogen Energy) del MITI presentó en la VI Conferencia Internacional de Fusión Fría en Sapporo (Japón) en 1996 una serie de experimentos para comprobar los resultados originales de Fleischmann-Pons. No se encontró exceso de calor. Incluso los propios Fleischmann y Pons tuvieron muchas dificultades en reproducir esos mismos resultados. Stanley Pons presentó en 1996 una serie de 7 experimentos, de los cuales uno produjo un exceso de potencia del 250%, otro del 150%, otro ‘variable’ y los otro cuatro sin exceso de calor.

Es curioso y revelador que los experimentos realizados con mayor control y rigor obtienen resultados negativos. Steve Jones, de la Brigham Young University ha realizado experimentos mostrando que en las celdas de Fleischmann-Pons los gases de hidrógeno y oxígeno pueden mezclarse y recombinarse provocando un aparente exceso de calor. Si esta potencial recombinación se impide el exceso de calor desaparece.
Merece añadirse que Jones, uno de los principales detractores de la teoría de Fleischmann y Pons, fue uno de los causantes del revuelo internacional que provocó el artículo. Cuando se publicó el experimento de Fleischmann y Pons, muchos replicaron que lo más probable era que hubiese errores experimentales en los calorímetros que explicaran la diferencia de energías medida. Al fin y al cabo, ambos eran especialistas en electroquímica, no en calorimetría ni física nuclear. En un artículo publicado en 1989, Jones, experto en ambas disciplinas, confirmó el exceso de calor provocado en la reacción electrolítica. Era un orden de magnitud inferior al publicado por F&P, y afirmaba Jones en su artículo que era probablemente debido a otros factores. Sin embargo, el que un experto en calorimetría apoyase, aunque de refilón, los resultados de F&P, lanzó a muchos grupos a intentar reproducir el experimento y publicar acerca de él.
Tan interesante es lo que no se dice como lo que se dice. Muchos grupos han anunciado resultados preliminares muy espectaculares y prometedores, pero al pasar el tiempo ya no se vuelve a saber nada de ellos o continúan intentando ampliarlos. De ahí que el caudal de artículos inicial fuese tan abultado comparado con la posterior evolución del tema.

Gráfico 2.- Representación gráfica del número de artículos que citan el de “Pons & Fleischmann” sobre la fusión fría a lo largo de los años 1989-2002.

En esta segunda gráfica, que respalda las tendencias mostradas en la primera, puede apreciarse el rápido decrecimiento en las publicaciones que citan el artículo de F&P. De hecho, muchos de los artículos posteriores al año 1995 son críticas, más o menos demoledoras, al planteamiento original del año 1989. La puntilla llegó para la fusión fría cuando en 1998 el japonés Jirohta Kasagi y su equipo de la Universidad de Tohoku realizaron un experimento para comprobar la hipótesis principal de la fusión fría, esto es, que a muy bajas energías el ritmo de las reacciones de fusión crece. Este punto es el que más flagrantemente contradice las leyes de la física conocida, pues el principal problema de la fusión es vencer la barrera de repulsión electrostática, cosa que sólo se ha logrado utilizando altas energías (~elevadas temperaturas).

El experimento consistió en saturar un metal con deuterio y bombardearlo con un haz de deuterio a diversas bajas energías. Se midió el ritmo de fusiones producidos y se comparó con los valores esperados. El ritmo de fusiones decrece al reducir la energía del haz como cabe esperar debido a la barrera de Coulomb (repulsión electrostática) y no se observó ningún incremento inesperado a muy bajas energías como necesita para justificar los resultados de Fleischmann y Pons. Tras este experimento el exiguo volumen de publicaciones sobre el tema decreció hasta el punto de no alcanzar más que dos artículos en 2002.

Entonces, ¿fue un fraude la fusión fría? F&P seguramente no intentaron engañar, sino que se creyeron sus propios resultados. La imposibilidad de reproducir los resultados por parte de tantos equipos internacionales es un claro indicador de que el experimento no es lo que dijeron que era. Puede haber una probabilidad no nula de que se logre fusión fría, no hay que estar cerrados a la posibilidad teórica. De hecho, sigue habiendo congresos internacionales sobre la materia. Aunque el veredicto, por ahora, es que no se puede conseguir. ¡Ojalá se pudiera! Salvaríamos la crisis de la energía.

S. Harris lo resume de modo magistral:

Ayuda para un último intento con la fusión fría.