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Papel de la ciencia y la tecnología en la utilización de reactores nucleares como generadores de energía ¿como alteran el medio ambiente?

 

 

La ciencia y la tecnología han trabajado intensamente durante las últimas décadas para conseguir reactores mas eficientes y seguros.

Aparte del tamaño y la uniformidad en cada proveedor de los reactores que se instalan actualmente el mayor esfuerzo se ha realizado en el campo de la seguridad

Se han investigado nuevos materiales con los que construir los diversos elementos que se han diseñado con criterios de fiabilidad y eficiencia para resistir las temperaturas y presiones presentes en el proceso calculando y experimentando su duración.

Se ha incrementado la importancia de la defensa pasiva de los edificios de contención, Por ejemplo el edificio de protección que alberga el reactor se ensaya sometiendo a modelos realizados a gran escala (¼ de la del edificio de protección) a pruebas de presión internas mediante la inyección de gas.

Se adoptan sistemas de apagado en caso de accidente mediante inundación rápida del sarcófago con compuestos de boro La seguridad que se exige implica redundancia en todos los circuitos y sistemas.

Los protocolos de actuación en caso de la más mínima novedad obligan a la investigación exhaustiva y a la publicación de la incidencia para evitar su repetición.

Los organismos para la seguridad nuclear Españoles, Europeos y mundiales ejercen una eficaz vigilancia sobre todo lo relacionado con los asuntos nucleares.

Puede afirmarse que la industria nuclear es la que presenta mayores cuotas de seguridad, en su funcionamiento para la población y el medio ambiente entre los procesos industriales y energéticos.

Los países con centrales nucleares para la producción de energía eléctrica y los países con planes nucleares promueven la formación de científicos y técnicos en todo lo relacionado con la física nuclear y así promueven la investigación en ese campo.

Hay que hacer notar que en el campo de la fusión nuclear se realiza en este momento un gran esfuerzo investigador.

No es posible entender el rápido desarrollo en el campo de la computación si nos olvidamos del desafío impuesto por la física nuclear y por los intentos de comprender y dominar el espacio exterior.

¿Es posible pasar a la fusión nuclear solar si pasar por la mas simple y terrestre fisión nuclear? En dos artículos anteriores traté sobre este tema.

 

Copio literalmente el informe sobre esta materia incluido en el anuario de 2004 facilitado por el Ministerio de Industria y Energía.

 

El Laboratorio Nacional de Fusión por Confinamiento Magnético centró sus actividades en la operación y explotación científica del Stelllarator TJ-II. El programa de investigación está integrado en el Programa Europeo de Fusión y como tal sometido a revisiones semestrales por el “Steering Committe” y a una revisión anual por el “Scientific and Technical Committee”.147

Durante 2004 continuó la generación de plasmas mediante calentamiento por microondas y se realizaron los primeros experimentos de calentamiento efectivo por inyección de átomos de alta energía.

Los campos de investigación abarcaron: transporte(incluyendo el estudio de barreras de transporte), turbulencia, estabilidad, efecto del campo poloidal en el confinamiento, efecto de las “superficies racionales”,transiciones en el régimen de confinamiento, papel

de los campos eléctricos, rotación del plasma y efectos debidos a partículas rápidas (“modos de Alfven”).

Asimismo continuó el desarrollo de sistemas de diagnóstico (detector de iones rápidos, inyector de átomos neutros, observación por cámaras ultra-rápidas, interferómetro infrarrojo, reflectómetro para estudios de turbulencia) y de calentamiento (segundo inyector de átomos neutros y sistema de microondas para la inyección de “ondas de Bernstein”)

Aparte de TJ-II se mantuvo la actividad en el dispositivo europeo JET, en los trabajos de diseño de subsistemas de ITER (diagnósticos, materiales aislantes) y la colaboración con laboratorios de fusión de Europa, EEUU, Rusia y Japón.

A nivel nacional ha continuado la colaboración con numerosos grupos, principalmente universitarios uno de cuyos principales exponentes es el curso de doctorado en Plasmas y Fusión Nuclear que se imparte ya por cuarto año en colaboración con varias universidades e institutos del CSIC.

En 2004, el laboratorio de Materiales para Fusión del CIEMAT, especializado en el análisis de materiales aislantes bajo irradiación (área en la que es referencia europea), se ha integrado en la estructura del Laboratorio Nacional de Fusión por Confinamiento

Magnético.

 

En cuanto a la influencia de la energía nuclear sobre el Medio Ambiente el cuadro siguiente compara la emisión de CO² de las diversas fuentes de energía disponibles. La parte inferior de cada columna indica la emisión por los procesos industriales que producen la central y la parte superior las emisiones derivadas del consumo de combustible

 

 

Las plantas de carbón pulverizado y gasificación integrada en ciclo combinado con secuestro de CO² si bien reducen sustancialmente las emisiones, encarecen la producción de energía respecto a la de origen nuclear situándola en el 15% de esta

 

Si comparamos los costes asociados al tratamiento de los residuos nucleares (0,4 céntimos) con los del carbón (1.8 céntimos) podemos hacernos una idea de lo que supone uno y otro proceso para el medio ambiente.

Si comparamos la generación de residuos tóxicos en España. Resulta que la energía nuclear genera al año unos 1000 m³ de residuos radiactivos de baja y media actividad y 200 m³ de alta actividad. La industria en general genera 4 millones de toneladas de residuos tóxicos y 300 millones de toneladas de contaminantes atmosféricos que producen daños inmediatos en la atmósfera y en las capas freáticas.

La atmósfera está acumulando mas de 2 partes por millón (ppm) de CO² al año. Los expertos en cambio climático afirman que con 440 ppm de CO² los casquetes polares comenzarán a deshelarse con rapidez y esta catástrofe ocurrirá dentro de 20 años ya que actualmente la atmósfera contiene 380 ppm de CO².

En el cálculo anterior no se tiene en cuenta el incremento de emisiones de los paises emergentes.

Algunos datos nos pueden acercar al aspecto económico y social ya esbozado en otros artículos.

El consumo energético mundial pasará de los 13 millones de GWh  del año 2000 a entre 25 y 40 millones de GWh en 2050 y esto equivale a la construcción antes de ese año de entre 1300 y 3800 centrales nucleares de de 1 GWp (Ascó I, Ascó II Cofrentes, Trillo y Vandellos, nuestras mayores centrales nucleares. tienen cada una esta potencia).

La India con su programa energético “2012 Energía para todos” necesita duplicar su potencia actual de 121 GW a 250 GW

Las perspectivas de la Unión Europea, con países sometidos durante mas de 20 años a moratorias nucleares y por tanto a envejecimiento de su parque energético nuclear, con reducciones impuestas por si misma al amparo de Kyoto de la emisión de CO², precisará en 2030 unos 180 GW para reemplazar las centrales antiguas y 130 GW adicionales para cubrir el incremento de la demanda energética. Mas de 300 GW en 20años.

Debemos optar por que la política energética mundial siga aspirando a una reducción de la pobreza. Esto implica el acceso a una parte de la población mundial privada hasta la fecha y que aunque solo su 10% (170 millones) pasase a disponer de instalaciones de consumo familiar con podenca instalada de  3 Kwp requeriría una capacidad adicional de entre 100 y 300 GW (200 centrales nucleares de 1000 MW o 400 centrales de ciclo combinado de 500 MW o 200.000 x3 aerogeneradores de 1 MW)

Paso de considerar el impacto de China ya que cada día nos sorprende con nuevos avances en su rápido desarrollo lo que hace que los augurios queden obsoletos antes de ser publicados.

Escribe: Fernando Herdández, Ingeniero industrial