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¿Qué es la Energía Nuclear? Ventajas y desventajas

Energía Nuclear Ventajas y desventajas

La energía nuclear se presenta a menudo como una fuente fiable de energía baja en carbono. El grado de ecología es una fuente de acalorado debate. Aunque no se puede negar la inigualable potencia de la energía nuclear, la industria también tiene un lado oscuro. ¿Es la energía nuclear mejor que la solar, la eólica y la mareomotriz juntas? ¿Son seguras las centrales nucleares? Averigüémoslo.

¿Cómo se produce la energía nuclear?

La energía nuclear se produce mediante un proceso llamado fisión nuclear. En pocas palabras, se trata de un proceso de división de átomos para formar átomos más pequeños, que libera energía en forma de calor. En una central nuclear, esta energía se utiliza para calentar el agua y convertirla en vapor, que a su vez hace girar las turbinas para crear electricidad.

La fisión nuclear tiene lugar dentro del reactor de la central nuclear, cuyo núcleo contiene combustible de uranio. Este uranio se presenta en forma de pastillas de cerámica, cada una de las cuales puede producir la misma cantidad de energía que unos 700 litros de petróleo.

En muchos casos, el vapor producido por las centrales nucleares se convierte en agua en la torre de refrigeración de la central y se reutiliza. Sin embargo, no todas las centrales nucleares tienen torres de refrigeración, y algunas utilizan agua de ríos, lagos u océanos.

¿Cuáles son las 3 fuentes de energía nuclear?

La producción de energía nuclear lleva desarrollándose desde los años 40 y ha habido varios enfoques para aprovechar el poder del átomo para la generación de energía. Aunque el principio básico de que el calor se produce para impulsar las turbinas de vapor es válido para todos los reactores, la forma en que se controla la reacción varía. En esta sección, le mostraremos las tres principales variantes de reactores que se utilizan hoy en día.

Reactores refrigerados por gas (AGR)

Este es el tipo de reactor nuclear dominante en el Reino Unido. Utiliza gases inertes como el helio y el dióxido de carbono para refrigerar el núcleo del reactor. Un intercambiador de calor entra y sale del reactor y convierte el agua en vapor que se envía a una turbina. Las piezas clave del reactor son los moderadores de grafito, que ralentizan las partículas de neutrones lo suficiente como para generar calor, lo que hace que el reactor sea más eficiente desde el punto de vista energético, y las barras de control, que absorben neutrones para ralentizar o detener por completo la reacción en cadena como medida de seguridad.

Reactores de agua a presión (PWR)

Este tipo de reactor es, con mucho, el más popular en todo el mundo. A diferencia de los diseños AGR británicos, este reactor utiliza agua a presión para enfriar el reactor y, por tanto, conducir el calor a una vasija generadora de vapor que está conectada a la turbina. Una variación notable de este diseño es que la vasija de generación de vapor no pasa por el propio núcleo del reactor. En su lugar, el bucle de agua primaria presurizada circula a través de la vasija del generador de vapor, fuera del núcleo.

La otra gran diferencia es que el agua del circuito primario actúa como moderador de la reacción. Esto se suele considerar una característica de seguridad clave, ya que a medida que aumenta la temperatura del agua, las moléculas se separan más, lo que reduce la posibilidad de colisiones de neutrones. Esto, a su vez, puede reducir la peligrosa acumulación de calor dentro del propio reactor.

Reactores de alta potencia de tipo canal (RBMK)

Este diseño de reactor se desarrolló en la Unión Soviética con el objetivo de producir electricidad de forma barata mediante un diseño sencillo que pudiera funcionar de forma segura siempre que se siguieran los parámetros establecidos sin desviarse. El defecto de este diseño era su deficiente redundancia y sistemas de seguridad, aunque posteriormente se mitigó un poco.

Para reducir el coste y facilitar la recarga en línea, se construyó sin estructuras de contención completas más allá de un simple escudo biológico, a diferencia de los otros dos diseños que hemos tratado. Desde un punto de vista general, los reactores RBMK son una mezcla de diseños AGR y PWR, que utilizan barras de grafito y agua simultáneamente para moderar y enfriar el reactor. La falta de estructuras de contención robustas y los principios de diseño idiosincrásicos desempeñaron, por desgracia, un papel estelar en el desastre de Chernóbil.

Centrales nucleares en el Reino Unido

El Reino Unido comenzó a generar electricidad a partir de energía nuclear en 1956. El objetivo principal de Calder Hall, la primera central británica, era la producción de material fisible para armas nucleares.

La construcción de centrales nucleares para la generación de electricidad civil comenzó en serio en los años 60 y no cesó hasta finales de los 80. Los emplazamientos nucleares fueron de titularidad pública hasta 1984, cuando se integraron en la empresa British Nuclear Fuels, entonces privatizada.

También está la planta de Sellafield, que reprocesa el combustible nuclear gastado tanto nacional como extranjero. La instalación, que también era conocida como THORP (Planta de Reprocesamiento de Óxido Térmico), tuvo una accidentada historia operativa desde 1997 hasta 2018, cuando finalmente fue cerrada.

¿Cuántas centrales nucleares hay en el Reino Unido?

El Reino Unido tiene siete centrales nucleares que están actualmente en funcionamiento, y cada sitio alberga entre uno y cuatro reactores nucleares. Solo dos de los emplazamientos nucleares activos (Torness y Hunterston) se encuentran en Escocia y el resto en Inglaterra.

Entre 2003 y 2015. Se cerraron once emplazamientos nucleares. Algunos de estos reactores llevaban más de 40 años en funcionamiento e incluían dos emplazamientos galeses (Wylfa y Trawsfynydd).

Estas cifras no tienen en cuenta los reactores nucleares de investigación o militares, que son de menor escala, pero que requieren el mismo cuidado tanto en su funcionamiento como en la eliminación de residuos nucleares.

¿Por qué es mala la energía nuclear?

La energía nuclear no es una forma de energía renovable ni sostenible. La razón más evidente es que una central nuclear puede producir hasta 20 toneladas de residuos radiactivos en un solo año. Esta cifra procede del Instituto de Energía Nuclear, un grupo de reflexión pro-nuclear con sede en Estados Unidos.

El almacenamiento a largo plazo de los residuos nucleares es un grave problema medioambiental que no tiene una solución fácil a la vista. Por el momento, los depósitos geológicos profundos se presentan como el camino a seguir, pero sigue preocupando la estabilidad sismológica durante cientos de años.

Incluso los pequeños detalles, como garantizar que la señalización transmita eficazmente la naturaleza peligrosa del emplazamiento a las generaciones y culturas futuras, deben tomarse en serio. Las instalaciones subterráneas de almacenamiento de residuos nucleares que se están proyectando tendrán que funcionar no durante décadas, sino durante varios siglos. El reto que suponen los materiales radiactivos no tiene precedentes.

Si bien las centrales nucleares pueden clasificarse como generadoras de energía con bajas emisiones de carbono, siempre que funcionen de forma segura, esa noción se desvanece, no sólo durante su fase de construcción, sino también en cuanto comienza el desmantelamiento.

Cuando se examina la respuesta a los incidentes y desastres nucleares desde el punto de vista de la seguridad, surge un patrón de causas aterradoramente familiar:

  • Los expertos y los veteranos son ignorados, dejados de lado o incluidos en la lista negra.
  • Se recortan las esquinas en cuanto a procedimientos y equipos.
  • Los planes de evacuación y otros procedimientos de seguridad se ignoran o no existen.
  • La confianza en la seguridad inherente al diseño de la planta es siempre errónea.
  • La gestión de la crisis casi siempre se reduce a que unas pocas personas buenas se jueguen el todo por el todo para hacer frente al incidente.
  • A menudo se requiere suerte ciega.

Los problemas que hacen que la energía nuclear sea peligrosa no son exclusivos de un sistema de gobierno o de una nación, sino que se originan en fallos humanos fundamentales contra los que es imposible diseñar.

Por ejemplo, durante la construcción de la central de Windscale, un científico llamado John Cockcroft insistió, a pesar del ridículo generalizado, en que la instalación estuviera equipada con depuradores de aire. Antes del accidente, los funcionarios del gobierno los apodaron las locuras de Cockcroft. Estos dispositivos impidieron que el 95% de los contaminantes radiactivos transportados por el aire salieran de la instalación durante el accidente de la pila nuclear de Windscale. Si no se hubieran instalado, habría escapado mucha más radiación.

Un funcionario del gobierno británico bromeó diciendo que «la palabra locura no parecía apropiada después del accidente», pero muy poco cambió la política nuclear tras el incidente.

Valery Legasov, el científico soviético responsable en gran medida de evitar un escape radiactivo mucho peor durante el desastre de Chernóbil, fue posteriormente condenado al ostracismo y ridiculizado por la comunidad científica de su país. Se suicidó en 1988.

Impacto medioambiental de los residuos nucleares

El material de desecho nuclear se clasifica en una de las tres categorías según la cantidad de radiación que emite a su entorno y durante cuánto tiempo.

Los residuos nucleares de baja actividad pueden proceder de departamentos de radiología de hospitales, universidades y centros de investigación, así como de la industria nuclear. Los residuos de esta categoría no deben presentar niveles de radiación ionizante superiores a los de materiales similares que se encuentran fuera de las instalaciones nucleares. Sin embargo, se tratan como residuos peligrosos como medida de precaución, para tener en cuenta incluso un riesgo remoto de contaminación radiactiva.

Los residuos radiactivos de nivel intermedio presentan emisiones radiactivas superiores a la media que requieren la colocación de un blindaje eficaz. Los productos químicos, el aislamiento y el revestimiento de las instalaciones nucleares, así como los materiales recogidos durante el proceso de desmantelamiento, suelen incluirse en esta categoría. La eliminación suele adoptar la forma de enterramiento en zanjas poco profundas, a menudo in situ, para evitar los riesgos y costes asociados al transporte y tratamiento en un lugar remoto. La única excepción a la eliminación en depósitos poco profundos es el combustible nuclear reprocesado, que entra en la siguiente categoría.

Los residuos nucleares de alta actividad suelen tener su origen en los reactores nucleares. Una vez que una barra de combustible llega al final de su ciclo, es necesario extraerla del núcleo del reactor. Los residuos nucleares de esta categoría contienen una gran variedad de compuestos radiactivos e inestables que emiten radiación durante un periodo que va desde unas horas hasta decenas de miles de años. Este tipo de residuos nucleares también requiere una refrigeración activa porque, además de la radiación, también genera altos niveles de calor y supone un riesgo de incendio que agrava su toxicidad.

Accidentes nucleares en el mundo

El Reino Unido no es el único país que ha tenido incidentes nucleares graves. He aquí un breve resumen de algunos incidentes graves en el extranjero.
España

La central nuclear de Vandellòs I, en Cataluña, sufrió un devastador incendio eléctrico en 1989 que causó grandes daños en dos generadores del emplazamiento y degradó gravemente los sistemas de seguridad clave.

Aunque los medios de comunicación nacionales se centraron en el hecho de que la contención del reactor no se rompió, el ordenador de mando y control quedó inoperativo y los ingenieros tuvieron que apagar el reactor manualmente para evitar el peor resultado imaginable.

Estados Unidos

Aunque Three Mile Island es el accidente nuclear más grave ocurrido en Estados Unidos, la fusión parcial del núcleo que se produjo allí en 1979 no causó ninguna víctima mortal directa. Sin embargo, no puede decirse lo mismo del reactor experimental que el ejército estadounidense operaba en el desolado desierto del este de Idaho, llamado Reactor Estacionario de Baja Potencia o SL1.

En la fatídica noche del 3 de enero de 1961, tres especialistas nucleares se disponían a reiniciar el reactor extrayendo la barra de control unos centímetros. Accidentalmente la sacaron demasiado, lo que provocó que el reactor entrara en fase crítica. Una enorme excursión de potencia vaporizó instantáneamente el combustible nuclear del interior y expulsó agua con una fuerza inimaginable, rociando la sala con material radiactivo.

Dos operarios fueron alcanzados instantáneamente por la mortífera pulverización, uno murió en el acto mientras que el segundo resultó gravemente herido y sucumbió a sus heridas poco después. El tercero, que supervisaba el procedimiento desde una posición elevada, fue empalado por el hombro y clavado en el techo por un tapón del escudo del reactor que salió disparado y lo mató.

Un estudio radiológico realizado a mediados de los años 90 reveló que el emplazamiento seguía emitiendo una radiactividad superior a la media, a pesar de las extensas operaciones de limpieza y enterramiento llevadas a cabo durante las décadas anteriores.

Ucrania, Rusia y la Unión Soviética

Chernóbil sigue siendo el accidente nuclear más devastador hasta la fecha. En 1986, el personal de la central realizaba una prueba de seguridad atrasada en el cuarto reactor de tipo RBMK de la relativamente nueva central ucraniana. Una mezcla de defectos de diseño no revelados, retrasos en las pruebas, problemas de programación y de comunicación condujeron a una reacción en cadena incontrolada que hizo que el reactor entrara rápidamente en estado crítico.

La última lectura de potencia registrada en el panel de control indicaba que la producción de energía había superado diez veces los niveles nominales antes de que los sensores dejaran de registrar. Según estimaciones posteriores, la potencia alcanzó un pico de más de cien veces la potencia nominal designada, ya que el reactor liberó toda su potencia de una sola vez.

Con unos niveles de energía tan inimaginables expulsados en forma de calor y radiación puros, el vapor y los escombros fuertemente contaminados atravesaron el edificio del reactor y se abrieron paso en el medio ambiente, extendiéndose a la ciudad vecina y luego arrastrados por los vientos hasta Europa Occidental.

El coste humano de la catástrofe fue importante: más de 200 personas sufrieron enfermedades agudas por la radiación en los meses siguientes a la catástrofe. Más de 30 víctimas murieron en los tres primeros meses. Entre ellos había ingenieros, técnicos, bomberos y guardias de seguridad que respondieron a la crisis y se sacrificaron en el proceso.

Más tarde, después de una evacuación criminalmente retrasada de la ciudad cercana de Pripyat, se trajo un equipo de limpieza de cientos de miles de hombres (comúnmente conocidos como «liquidadores») para hacer frente a la contaminación radiactiva en la zona de exclusión de 2600 kilómetros cuadrados que se había establecido. A menudo estaban mal equipados para trabajar en un entorno tan peligroso y se estima que hasta 6.000 de ellos murieron como resultado de su trabajo en Chernóbil.

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