La energía nuclear como la única vía para salvar al planeta
- Ian López
- 7 feb 2022
- 6 Min. de lectura
Actualizado: 14 jul 2022
La energía nuclear ha pasado desapercibida durante tantos años gracias a los accidentes nucleares y a diversos problemas ocasionados por la radiación. En este artículo te cuento cómo es que funciona una central nuclear y por qué esta es la única solución para salvar al planeta.
La búsqueda del humano hacia métodos de generación de energía más sustentables y amigables con el ambiente ha ido de la mano con nuestro entendimiento de la física y con un gran avance tecnológico. Primero utilizábamos el carbón y el vapor de agua para mover trenes, cosa que a nuestra atmósfera no le hacía tanta gracia, después pasamos por los combustibles fósiles, que menos ayudaron a mantener una calidad de vida saludable, y finalmente encontramos la energía que siempre estuvo ahí, pero nosotros no nos dábamos cuenta de que la podíamos aprovechar, las energías renovables y la energía nuclear.
Por parte de las renovables conocemos que son las fuentes de energía dependientes de una intermitencia, o sea el que haya viento o no, pero la energía nuclear se ha quedado más rezagada y estigmatizada por la sociedad gracias a grandes acontecimientos catastróficos como las bombas de Hiroshima y Nagasaki, o peor aún, Chernóbil y Fukushima. Los eventos anteriormente mencionados han creado un paradigma negativo en la sociedad acerca de la energía nuclear y sus consecuencias ambientales para el mundo, cosa que produce un intenso miedo y rechazo colectivo con cualquier término relacionado con “atómico” o “nuclear”. Por lo que estoy decidido informarte y disipar tus dudas acerca de cómo es que una central nuclear funciona y de por qué debemos apoyar la generación de este tipo de energía.
Empecemos con qué es la radiación, ya que como mencioné reiteradas veces, en la mayoría de los casos no se comprende lo que es, y únicamente se conocen las consecuencias de la radiación no controlada, por lo que me parece prudente definir esta palabra. La radiación, en términos simples, es el transporte y propagación de energía en forma de partículas u ondas. Esta se divide en dos, pero en la que a nosotros nos interesa profundizar es en la radiación nuclear o radioactividad. Esta es la emisión de partículas alfa, beta, neutrinos, neutrones, y otras, para estabilizar un núcleo atómico. El tipo de radiación utilizada en los reactores nucleares es la radiación gamma. Esto es la ruptura de un núcleo atómico en dos partes que son más estables que el núcleo inicial y la radiación de la propia energía gamma en modo de rayos. Esto se traduce como un proceso de fisión nuclear, lo que se emplea en las centrales nucleares.
La fisión necesita de dos elementos para funcionar: un material fisionable y una manera en la que el proceso se mantenga, una reacción en cadena. Lo empleado normalmente en una central nuclear es el Uranio 235, haciendo uso de un neutrón disparado a los núcleos de este, crea una reacción en cadena que hace que estos átomos se dividan en otros dos, el Kriptón 91 y el Bario 142, pero también expulsa otros 3 neutrones que chocan con otros núcleos de Uranio. Todo esto está lleno de una emisión exponencial de energía.
Lo que hace que esto se diferencie de una bomba, por ejemplo, es que en una central nuclear, este proceso está controlado por 2 aspectos. El primero es la concentración del Uranio 235, la cual suele estar entre 2-5%, en contraste con el de una bomba, la cual es de más de 90%. Y el segundo es un detalle que hace que este proceso físico lo podamos convertir en energía mecánica y posteriormente en energía eléctrica: Esta es que cuando los neutrones disminuyen su movimiento, tienen más capacidad de fisionar los átomos, por lo que se ideó una forma de detenerlos. Para esto se utilizan los moderadores, elementos que roban energía a los neutrones haciendo que estos se ralenticen y se enfríen; normalmente usando grafito y agua.
En el caso del agua, este cuenta con tres grandes circuitos hidráulicos para buen funcionamiento y aprovechamiento de la energía, en el primario se refrigera y extrae el calor generado en el reactor, el segundo sirve para refrigerar al primario y al mismo tiempo obtiene vapor que sirve para mover una turbina, y el tercer circuito refrigera el secundario con agua de algún cuerpo de agua cercano. El primero y segundo circuito están cerrados, dado a la radiación que tiene el primero, y la refrigeración de este por parte del segundo. En cambio el tercero está abierto al ambiente. Esto hace que todos los desechos y radiación no escapen de la central y se puedan utilizar de nuevo.
¿Cómo aprovechar la energía nuclear?
Ya que ahora sabemos como funciona un reactor, toca hablar de su comparación y prospectiva en cuanto a la generación de energía. La energía nuclear hoy en día representa aproximadamente el 10% de la electricidad mundial, esto gracias a unos 450 reactores nucleares. Hablando de valores, las centrales nucleares suministraron 2563 TWh en 2018, a comparación de 2012, la cual fue de 217 TWh. (PRIS IAEA, 2022). Gracias a los datos presentados podemos inferir que la energía nuclear es la segunda fuente de energía más baja en emisiones del mundo, después de la hidráulica, y casi doblando a las energías solar y eólica juntas. Aun así, las energías renovables cada vez tendrán un papel más importante en la generación de electricidad, en especial la energía eólica y la solar, sin olvidar a la mareomotriz, geotérmica e hidráulica. Sin embargo, siempre necesitaremos energía de base que es capaz de funcionar durante todo el tiempo, garantizando el suministro eléctrico. Por la naturaleza de la necesidad, los candidatos de este tipo de suministro de energía son la quema de combustibles fósiles, gas natural, y carbón, que tanto daño le han hecho a la atmósfera y al ambiente que nos rodea. A diferencia de la energía nuclear, que en estos momentos es la mejor opción para mantener bajas emisiones de carbono y una gran producción eléctrica. Es por esto que la World Nuclear Association (2019) ha empezado un programa llamado Harmony, que pretende generar al menos el 25% de la electricidad mundial en 2050. Significando esto triplicar el área de generación eléctrica nuclear para esta fecha.
Así como en cualquier campo, la tecnología empleada en los reactores nucleares sigue evolucionando y pasando de “generación en generación”. Los primeros prototipos iniciales, construidos a lo largo de las décadas de los años 50 y 60 del pasado siglo corresponden a la generación I de centrales nucleares, la generación II engloba las centrales nucleares construidas en las décadas de los años 70, 80 y 90 del siglo XX, representan la mayor parte de los reactores actualmente en funcionamiento en el mundo, la generación III y III+ que está constituida por las centrales cuyo diseño es el resultado de un desarrollo de las centrales de generación II y que reúnen “mejoras evolutivas”, basadas en la experiencia adquirida en las centrales nucleares actuales, y finalmente la generación IV: proyectos, programas e iniciativas para el desarrollo y prueba de varios sistemas nucleares muy innovadores. Es justo aquí en donde nos interesa profundizar, ya que se están desarrollando ideas como: una central nuclear que consuma los residuos radiactivos y produzca electricidad e hidrógeno, reactores de relativo pequeño tamaño llamados Small Modular Reactor (SMR), un reactor rápido refrigerado por plomo, y un reactor de sales fundidas. (Foro Nuclear, 2020)
Con lo anterior, podemos decir que la energía nuclear está en constante evolución para llegar a ser la mejor alternativa a los combustibles fósiles y al terrible aumento del CO₂, ya que como sabemos, la combustión de hidrocarburos emite más dióxido de carbono, siendo el gas el que menos y el carbón el que más. De la misma manera, este aumento de partículas y gases contaminantes en la atmósfera causan 7 millones de muertes anuales según la WHO (2014), lo que representa el 11.6% de todas las muertes mundiales.
Asimismo, un aspecto a tomar en cuenta es que la energía nuclear no está exenta de estas emisiones, ya que durante la minería, el transporte, la construcción de las centrales, y durante las pruebas periódicas de los generadores de emergencia, se emiten contaminantes al ambiente; sin embargo, en todo caso son equiparables a las producidas por la mayoría de las energías renovables. Aun así, estas dos fuentes de producción energética son el futuro y hay que hacer todo lo posible para llegar a descarbonizar nuestra economía y forma de vida.
Espero que después de leer este artículo tengas una idea más clara de lo que es la energía nuclear y sus aplicaciones para el desarrollo sustentable del planeta.
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