lunes, 7 de febrero de 2011

Energía nuclear II

Reactor modular de lecho de bolas

China, el país más poblado del mundo con más de mil millones de habitantes, está más y más sedienta de energía conforme continúa su industrialización. China ocupa el segundo puesto en emisiones de CO2 y posee 16 de las 20 ciudades con mayor contaminación atmosférica del planeta. Los precios del petróleo y el gas natural siguen en alza, y el suministro de carbón apenas es capaz de seguir el ritmo de la demanda de energía del país. Todo esto ha hecho que China tenga mucho interés en desarrollar tecnologías que puedan explotar otras fuentes de energía. Los burócratas chinos han apostado muy fuerte por la energía nuclear y han anunciado construir 30 centrales nucleares para finales del 2020. Pero estudios muestran que en el año 2050 el país necesitará más de 200 centrales nucleares, unos 300 gigavatios (hoy en día se producen 350 gigavatios entre todos los reactores del mundo).

Para satisfacer esta enorme demanda no basta con mejorar la tecnología de los reactores existentes, es necesario una revolución. Y a eso aspira China. Físicos e ingenieros de Tsinghua University en Pekín (en colaboración con MIT) han dado el primer paso construyendo un tipo de reactor que se desmarca del resto: un reactor modular de lecho de bolas (Pebble Bed Modular Reactor o PBMR). Un reactor lo suficientemente pequeño como para ser ensamblado a partir de partes producidas en serie y lo suficientemente barato para competir con cualquier otra fuente de energía. Un reactor cuya seguridad es cuestión de física y no de habilidad humana u hormigón reforzado. Incluso podría hacer del hidrógeno una alternativa viable.


A 40 minutos del campus de Tsinhua University podemos encontrar el denominado HTR-10 (High Temperature Reactor, 10 megavatios). La potencia puede parecer insignificante, de hecho lo es, con 10 megavatios apenas alcanzaría para satisfacer las necesidades de un pueblo de 4.000 habitantes. Sin embargo, el diseño de este reactor lo hacen el proyecto más interesante en cuanto energía nuclear.

“En lugar de varas de combustible candentes que arden en el núcleo de un reactor convencional, HTR-10 utiliza 27.000 bolas de grafito del tamaño de una bola de billar con diminutas partículas de uranio. En lugar de agua supercaliente (intensamente corrosiva y altamente radiactiva) el núcleo está bañado en helio inerte. El gas puede alcanzar temperaturas mucho más altas sin reventar tuberías, lo que significa un tercio más de energía haciendo girar la turbina. La ausencia de agua significa la ausencia de vapor desagradable y por tanto ausencia de la cúpula de presión de un millón de dólares necesaria para contener el vapor en caso de una fuga. Y con el combustible sellado dentro de capas de grafito y carburo de silicio impermeable (diseñado para durar más de un millón de años) no hay una pila humeante de varas usadas. El uranio empobrecido puede ir directamente dentro de cubos de hierro en el sótano.

Una sala de control contiene tres estaciones estándar de ordenadores y los inevitables paneles que muestran el estado de todas las válvulas y las líneas de presión. En la sala de control de un reactor convencional habría mucho más a lo que mirar: paneles de control para el enfriamiento de emergencia del núcleo, para los aspersores del área de contención, para los tanques de agua a presión. Nada de eso está aquí. Las capas normales de lo que la industria llama ingeniería de seguridad es superflua. Supón que una tubería de enfriamiento se rompe, o que una válvula de presión se atasca, o que un terrorista hace volar el techo de la nave, o que un trabajador se vuelve loco y tira de la palanca que regula la reacción nuclear en cadena. No habría ninguna pesadilla radiactiva. Este reactor está hecho a prueba de fusión del núcleo.” -Spencer Reiss, Let a Thousand Reactors Bloom, Wired 2004.


De hecho los ingenieros de este reactor han hecho algo que sería impensable en un reactor convencional: apagar el sistema de refrigeración del helio a propósito y dejar que el reactor se enfriara por sí solo.

A pesar de algunos intentos para la estandarización, las grandes centrales nucleares de última generación aún están hechas a medida para el sitio donde se van a construir. Este diseño de PBMR medirá una quinta parte de lo que miden los reactores de última generación, produciendo una quinta parte de energía. Se podrían construir con componentes estandarizados que podrían ser producidos en serie, enviados por carretera o ferrocarril, y ensamblados rápidamente en el lugar deseado. Además se podrían encadenar múltiples reactores alrededor de una o varias turbinas, todos controlados desde una única sala. La idea es construir módulos con una potencia de 200 megavatios y que las compañías puedan añadir módulos según los necesiten, hasta poder llegar a 1 gigavatio, que es la potencia de la mayoría de los reactores actuales.

China tiene planes muy ambiciosos para estos PBMR. Según Andrew Kadak, profesor del MIT, China va a construir un reactor de demostración con 190 megavatios de potencia. Si sale bien, se construirán 19 más en cadena para generar 3.600 megavatios.



“En la comunidad nuclear internacional, mucha gente piensa que esto es el futuro. Llegará el momento en que estos reactores serán capaces de competir estratégicamente, y al final ganarán. Cuando eso ocurra, dejarán en ruinas a la energía nuclear tradicional.” -Qian Jihui, director general de la International Atomic Energy Agency.


Artículos relacionados:
¿Qué podemos aprender del desastre nuclear de Japón?
Energía nuclear I: ¿Héroe o villano?
Energía nuclear III: Propulsión nuclear marina

Suscríbete por correo electrónico

No hay comentarios:

Publicar un comentario