Electricidad y Electrónica

isótopo
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del hidrógeno, está presente en el agua común, en una proporción del
0,014%. De cada siete mil átomos de hidrógeno, uno es de deuterio. 
La masa de un átomo de helio es un poco menor que la masa de dos átomos
de deuterio. En unidades u de masa atómica:
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Átomo de deuterio: 
2, 014102 u;
el doble:         4,028204 u
Átomo de helio: 
4,002603 u 
Diferencia:
0,025501 u (más del 0,5%)
De cada 18 kilogramos de agua, dos son de hidrógeno, en cada uno de los cua-
les hay 0,00014 kg de deuterio. El medio por ciento de eso es 0,0000014 kg de
materia, que convertida en energía con la célebre fórmula de Einstein E = mc
2
,
resulta de más de 10
11
joule, o watt segundo, que equivalen a 35.000 kilowatt
hora, suficientes para alimentar una casa mediana durante setenta bimestres, u
once años. Y sólo con un balde de agua de la canilla.
Los residuos de esa reacción nuclear son inocuos, y se pueden ventilar a la at-
mósfera sin prevenciones. Pero para acercar suficientemente dos núcleos de deu-
terio, en contra de la formidable fuerza de repulsión eléctrica, que podríamos
sentir en los dedos,
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hay que arrojar los núcleos unos contra otros con suficiente
velocidad, y para eso hay que calentar un gas a cien millones de grados.
Un posible generador de plasma
Recordemos (capítulo 2) que un plasma es un gas totalmente ionizado, lo que
ocurre (entre otros casos), cuando se encuentra a una elevada temperatura. En esas
condiciones, conduce bien la electricidad,
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porque está compuesto de iones libres
de ambas polaridades, que reciben fuerzas de los campos eléctricos presentes.
En el reactor de cámara toroidal el plasma se encuentra en la circunferencia
central del toro, donde está la flecha azul de la figura. Hay una bobina primaria,
marcada en rojo, arrollada alrededor de un núcleo paramagnético. El anillo de
plasma conductor funciona como un secundario de una sola espira en cortocir-
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
120
Como  el  reactor,  el
transformador del sol-
dador instantáneo tie-
ne  un  secundario  de
una  sola  espira  en
cortocircuito.
l
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Isótopo, en griego, significa en el mismo lugar. Los elementos químicos cuyos núcleos tienen igual cantidad de protones,
y sólo difieren en la de neutrones, se consideran el mismo elemento químico, y ocupan la misma casilla en la tabla
periódica de los elementos.
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Una unidad de masa atómica es la duodécima parte de la masa de un átomo de carbono 12, y vale 1 u = 1,660 737 86 
 10
–27
kg.
15
Los protones tienen carga muy pequeña; pero cuando se fusionan están muy cerca uno del otro.
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Por eso a veces no se sabe si un incendio fue causado por un cortocircuito, o si el cortocircuito ocurrió cuando el fuego
ofreció un camino conductor de la electricidad, en una instalación en buen estado.
Cap 10:Maquetación 1  06/10/2010  03:34 a.m.  Página 120

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cuito, que se calienta para el arranque cuando se alimenta la bobina primaria con
tensión alterna de alta frecuencia.
En anillo azul representa una de muchas bobinas alrededor del toro, que en
conjunto generan una inducción en la dirección del hilo de plasma. Y así como
las partículas cargadas que vienen del Sol siguen las líneas del campo magnético
terrestre, la inducción de las bobinas alrededor del toro ayudan a mantener el hilo
de plasma bien delgado, y alejado de las paredes, para que el plasma no se enfríe,
y las paredes no se quemen. (La flecha roja indica el sentido de circulación de la
corriente en los anillos azules.)
Los cables paralelos por los que circula corriente, se atraen. Por la misma razón,
el hilo de plasma tiende a mantenerse unido por ese efecto de encogimiento radial.
Cuando el plasma alcanza unos cien millones de grados, comienzan las reac-
ciones de fusión, y genera energía propia que ya no viene de afuera. 
Esa condición ya se alcanzó experimentalmente durante tiempos muy breves,
desde hace décadas.
El calor generado en la reacción puede calentar un fluido de intercambio, para
hervir agua y generar vapor que aprovechen turbinas, pero se investiga también la
posibilidad de extraer directamente la energía eléctrica del propio reactor, por me-
dios electromagnéticos y sin turbinas, si se consigue la adecuada oscilación de una
corriente en el plasma.
Hay decenas de países, cada uno con varios reactores de fusión en marcha, que
procuran avanzar en el desarrollo de prototipos que funcionen de manera estable,
y no por breves períodos experimentales. Se calcula que en 2020 estaría resuelta
esa etapa, e iniciada la de obtención de un reactor de utilidad industrial.
Otras aplicaciones del plasma
Si tenemos en cuenta que cualquier gas incandescente es un plasma, hay varias
aplicaciones de la materia en ese estado de agregación.
C
ORTE DE PLASMA
. Los equipos de corte de plasma tienen una boquilla o soplete
por el que sale gas a presión, que se calienta hasta 30.000 grados con un generador
eléctrico de alta frecuencia conectado a un electrodo resistente a la oxidación y a
las altas temperaturas. Consiguen concentrar la energía
en una zona muy pequeña, y algo alejada del electrodo,
por lo que éste no se funde. El método sirve para hacer
cortes muy delgados y precisos. En la foto, un equipo
portátil, de 220 V y 3,3 kW, que corta metales de hasta
un centímetro de grosor.
E l e c t r i c i d a d   y   m e d i o   a m b i e n t e
1 2 1
El plasma es el estado
más común de la ma-
teria  en  el  universo,
tanto en las estrellas,
como en otras regio-
nes amplias del espa-
cio, y en la parte más
alta de las atmósferas
de los planetas. 
l
 
Para poder hacer cir-
cular  la  grandes  co-
rrientes necesarias pa-
ra  generar  campos
magnéticos intensos,
se  usan  supercodu-
tores  enfriados  con
nitrógeno líquido.
l
Cap 10:Maquetación 1  06/10/2010  03:34 a.m.  Página 121

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