miércoles, 26 de enero de 2011

Energía nuclear I

¿Héroe o villano?

En la actualidad somos 6.800 millones de personas en el planeta, y de este número alrededor de la mitad viven en ciudades. Esta tendencia no parece que vaya a cambiar, tal y como sugieren las predicciones de la ONU, que estiman que más de cinco mil millones de personas (un 60% de la población) vivirán en ciudades en el año 2030. Está claro que la gente, en general, prefiere vivir en ciudades, quieren las oportunidades de florecer tanto económica como espiritualmente que las ciudades ofrecen, la diversidad e impersonalidad de las grandes aglomeraciones y muchas otras ventajas. Y el gran icono de las ciudades es la energía. La energía es, seguramente, el aspecto más significativo de nuestra civilización. Un aspecto que ha hecho posible el gran progreso que hemos experimentado en el último siglo.

La distribución de la población es la siguiente: 1.100 millones de personas viven en países desarrollados, mientras 5.700 millones viven en países en vías de desarrollo. Estas personas viviendo en países subdesarrollados se esfuerzan por tener los beneficios de la energía de tamaño industrial de la que gozan los países desarrollados. De estos 5.700 millones de personas viviendo en los países en desarrollo, 1.600 millones no tienen electricidad en sus casas, la mayoría de ellos en el África subsahariana y el sur de Asia. Para estas personas el día acaba mucho antes que en los países desarrollados por la falta de iluminación eléctrica. Se ven obligados a leer bajo la luz pobre de una vela. Carecen de refrigeración para mantener frescos los alimentos y los medicamentos. Tienen que cocinar con hogueras dentro de sus casas, lo que causa graves enfermedades respiratorias que en muchas ocasiones son letales.

Así pues, podemos ver que la energía es clave cuando hablamos de la prosperidad del ser humano. Pero un aspecto muy importante a tener en cuenta es la fuente de la que se obtiene esta energía. La producción y el consumo de energía de una población moderna de casi siete mil millones de personas exige ciertos requisitos y causa ciertos efectos en el medio ambiente que debemos considerar.


Hoy el consumo de energía para producir electricidad se reparte de la siguiente forma:


Como vemos, dependemos en gran medida de los combustibles fósiles. Pero como ya es sabido, los combustibles fósiles, a pesar de las enormes ventajas que nos han dado y nos siguen dando (energía barata, constante y concentrada), no son una fuente de energía sostenible. Contaminación atmosférica, calentamiento global, derrames, pico del petróleo; son aspectos que hacen que los combustibles fósiles no sean aptos como fuentes de energía para el siglo XXI.

Ahora bien, ¿tenemos una alternativa? Ecologistas dirán sin dudarlo que sí, y que esa alternativa son las energías renovables. Esta propuesta para satisfacer la creciente demanda de energía de los casi siete mil millones de personas del planeta con energías renovables se basa más en ideologías que en datos objetivos. Miremos los hechos. Como hemos visto en el gráfico de arriba, solo un dos por ciento de la energía utilizada para producir electricidad se obtiene de fuentes renovables. Conspiranoicos dirán que eso es debido a que las grandes multinacionales petroleras no dejan que se implante esta tecnología. Sin embargo vemos todo lo contrario, los gobiernos de todos los países desarrollados están dando un gran número de subsidios y privilegios a las compañías que están desarrollando esta tecnología. A pesar de ello, las renovables son incapaces de competir con las demás fuentes de energía.

Miremos los números y reflexionemos:


Esta es una comparación del consumo de energía de dos actividades con la posible producción de tres fuentes de energías renovables en el Reino Unido. A la izquierda, conducir 50 km al día en coche consume 40 kWh al día y tomar un avión para un vuelo largo consume 30 kWh al día (media diaria del consumo de un año). A la derecha, cubrir el 10% de la superficie más ventosa de Gran Bretaña de parques eólicos produciría 20 kWh/d por persona; cubrir con paneles solares térmicos todos los tejados británicos orientados al sur captaría 12 kWh/d por persona, y las máquinas que producen energía con el movimiento de las olas a lo largo de 500 km de la costa del Atlántico producirían 4 kWh/d por persona.

Esta tabla nos ofrece dos conclusiones claras. En palabras del catedrático de física en la universidad de Cambrige, David Mackay, en su estudio titulado Energía sostenible – sin palabrería:

“Primera: para que una instalación renovable tenga una contribución apreciable (es decir, comparable con nuestro consumo), debe tomarse a nivel del país. Por ejemplo, para obtener un cuarto de nuestro actual consumo de energía cultivando plantas para biomasa, habría que sembrar el 75% de toda la superficie de Gran Bretaña. Para obtener el 4% de nuestro actual consumo de energía a partir de las olas, necesitaríamos cubrir totalmente con generadores 500 kilómetros de las costas del Atlántico. Cualquiera que piense vivir de energías renovables y espere que las infraestructuras necesarias para ello no sean grandes o invasivas, se engaña a sí mismo.

Segunda: dejando aparte las limitaciones económicas y las objeciones del público, para satisfacer el consumo europeo medio de 125 kWh/día por persona, sería posible surtirse de estas fuentes renovables a nivel del país. Las dos fuentes principales serían los paneles fotovoltaicos, que cubriendo del 5% al 10% de la superficie proporcionarían 50 kWh/día por persona, y los parques eólicos marinos, que cubriendo una superficie del mar el doble de la de todo Gales, proporcionarían por término medio otros 50 kWh/día por persona.

Este inmenso panelado de nuestro campo y parques eólicos en nuestros mares (con una capacidad cinco veces superior a todas las turbinas eólicas que hay hoy en el mundo) sería posible según las leyes de la física, pero, ¿aceptaría y pagaría el público tales barbaridades? Si la respuesta es no, nos vemos obligados a concluir que el actual consumo de energía nunca se va a cubrir sólo con renovables británicas. Necesitaríamos o una radical disminución del consumo u otras importantes fuentes de energía, o las dos cosas, naturalmente.”


Además de esto debemos considerar otros aspectos de las energías renovables que dificultan su implantación como una fuente de energía importante en la actualidad. Su intermitencia las hace muy poco fiables. Al depender de las circunstancias del tiempo meteorológico hay momentos que su rendimiento es muy bajo o nulo y nos vemos obligados a complementarlas con otras fuentes de energía constantes. Este problema se intenta resolver mediante formas de almacenamiento de energía en los momentos que haya energía excedente y la denominada smart grid que es una tecnología que busca gestionar estos tipos de energías renovables de forma que no haya momentos de escasez. Sin embargo, estas tecnologías no están desarrolladas lo suficiente y no se ha demostrado que sean viables para un futuro inmediato. Además de esta intermitencia, las fuentes de energía renovable se ven limitadas por la localización específica que necesitan. Al contrario que otras fuentes de energía que son capaces de producir electricidad allí donde se necesite, la energía proveniente de fuentes renovables ha de producirse en sitios específicos, como desiertos, montañas, costas, y luego se ha de transportar esa energía a donde se necesita, las ciudades. Esta localización específica junto a la necesidad de implementarlas a gran escala hace que sea muy fácil quedarse sin zonas buenas.

No os equivoquéis, soy un amante de las renovables, sigo muy de cerca el avance de estas tecnologías y me parece fascinante las enormes posibilidades que tiene este tipo de fuentes de energía. Ahora bien, debemos reconocer que estas tecnologías están aún en su infancia y son incapaces de proporcionar la cantidad de energía que un mundo industrializado necesita. Estoy seguro que las energías renovables jugarán un papel muy importante en el futuro, pero para solucionar los problemas energéticos de nuestro tiempo necesitamos algo diferente.

Partiendo de la premisa de que las energías renovables por sí solas no son capaces de suministrar la energía necesaria y que los combustibles fósiles no son una fuente de energía deseable, nos quedamos con dos opciones en la mesa. Una es la energía hidráulica, de la que se puede obtener una cantidad considerable de energía y aún se puede mejorar la tecnología de las centrales. Sin embargo al ser tan invasiva consta de un número muy limitado de lugares para su implementación, y a muchos países ya se les han acabado. Por lo tanto nos quedamos con la temida y odiada energía nuclear.

A pesar de ser una de las fuentes de energía más limpias que existen, de ser extremadamente concentrada haciendo que su huella ecológica sea diminuta, por no hablar de la enorme cantidad de energía constante que es capaz de proporcionar sin emitir gases de efecto invernadero, los ecologistas están fuertemente en contra de la energía nuclear. Y como está pasando con muchos otros asuntos, los gobiernos y la prensa prestan más atención a estos ideólogos que a los datos objetivos. En el 2008 el presidente del gobierno Jose Luis Rodriguez Zapatero expresó su oposición a la energía nuclear, diciendo que su gobierno no va a ser el que tome el camino fácil, y apuesta por la autosuficiencia energética a través de las energías renovables. Esta decisión de parar el desarrollo de la energía nuclear en España fue recibida muy gratamente por parte de la organización ecologista Greenpeace, que considera que esta apuesta "ambiciosa" por muchas más energías renovables es el "buen camino" hacia un escenario energético "100% renovable". Y considera que la energía nuclear "no es ninguna solución a nada sino un gran problema en sí mismo". Los principales argumentos en contra de esta fuente de energía son, según los ecologistas, que es peligrosa y que produce residuos dañinos para las personas y el medio ambiente.

Estos son, sin duda, dos aspectos a tener en cuenta muy seriamente a la hora de considerar la energía nuclear como principal fuente energética. Así que empecemos con un repaso a los distintos tipos de reactores nucleares.

Los primeros prototipos de reactores nucleares son los de Generación I. Estos reactores se caracterizaban por diseños fundamentalmente peligrosos y capas amontonadas de sistemas de seguridad como si fueran parches. Pocos reactores de este diseño fueron implementados, cuando los países empezaron a utilizar comercialmente la energía nuclear normalmente eran de Generación II. Los reactores de Generación II ofrecían mejoras considerables pero el diseño básico seguía siendo el mismo. La mayoría de reactores en funcionamiento hoy en día son de Generación II. Hace unos diez años empezaron a aparecer diseños de Generación III en algunos de los países más avanzados en materia nuclear. Los reactores de Generación III no solo incorporan mejoras de los diseños anteriores, sino que cuentan con cambios revolucionarios como ciclos de combustible que producían muchos menos residuos nucleares, una capacidad reducida para crear armas de plutonio, y sistemas de seguridad pasivos en los que la reacción nuclear no se puede mantener en el caso de que hubiera un problema ya que el sistema se apaga automáticamente por su propio diseño. Los reactores más recientes son los de Generación III+, que incorporan todo el conocimiento reciente de los reactores de Generación III funcionando en la actualidad. Estos reactores son extremadamente seguros y si algo se sale de los parámetros indicados la reacción nuclear no es capaz de mantenerse, incluso sin la intervención humana.

Luego están los diseños de Generación IV, pero estos están previstos para entrar en funcionamiento alrededor del 2030, con alguna excepción que se podría implementar en tan solo unos años. Estos nuevos diseños ofrecen un salto enorme hacia delante en todos los aspectos: coste menor, diseños más seguros, casi eliminación de residuos y un riesgo reducido de la proliferación de armas nucleares.

Ahora miremos de cerca dos de los accidentes más usados por los ecologistas y la prensa en oposición a la energía nuclear:


El accidente de Three Mile Island (EEUU)

"Puedes suponer que el diseño del reactor de Three Mile Island probablemente no era el más novedoso ni el más seguro, y estás en lo cierto. Era un diseño de Generación II. Fue el único accidente nuclear significante en toda la historia de los Estados Unidos. La rotura de una válvula hizo que el líquido refrigerante se saliera, yendo a parar a unas instalaciones de seguridad diseñadas con ese propósito, elevando la temperatura del núcleo y causando una fusión parcial del núcleo. A pesar de una gran confusión por parte de los trabajadores (siendo esta su primera experiencia con un accidente) y una cadena larga de errores y malentendidos, finalmente todo salió como estaba previsto en caso de accidente. No hubo muertos ni heridos, y a pesar de que unas 25.000 personas vivían en un radio de 8 km nadie fue expuesto a una radiación mayor a la de una radiografía normal y corriente. Ningún estudio predice cánceres futuros. Con una perspectiva adecuada, el accidente de Three Mile Island puede (y debería) ser un ejemplo claro de lo bien que funcionan las medidas de seguridad, incluso con errores humanos y un diseño de reactor viejo."
-Brian Dunning, Rethinking Nuclear Power


El desastre de Chernóbil

"Siete años después, en 1986, las cosas empeoraron. El reactor de Chernóbil no recibía inversiones suficientes y muchas medidas de mantenimiento básico de la central nuclear no se hicieron. Había muy pocos trabajadores, de los cuales casi todos eran trabajadores de las minas de carbón sin ninguna preparación. El único gerente que tenía experiencia con la energía nuclear era un trabajador que instalaba reactores pequeños a bordo de submarinos soviéticos. Algún genio decidió hacer una prueba que a ningún ingeniero nuclear experimentado se le habría pasado por la cabeza. La prueba era apagar las bombas de agua, las cuales deben funcionar en todo momento en ese tipo de reactor; y ver si las turbinas, girando solo por la inercia, tenían suficiente energía para hacer funcionar las bombas de agua durante cuarenta segundos hasta que los generadores de diésel se pusieran en funcionamiento. La prueba era tan arriesgada que se desconectaron deliberadamente algunos sistemas de seguridad para realizarla. La prueba no funcionó, las bombas de agua no pudieron seguir el ritmo, el núcleo de grafito empezó a arder, los trabajadores no sabían qué hacer y el reactor explotó. Si crees que estoy exagerando todo esto, hay cantidad de información disponible si quieres saber la verdad.

Dos personas murieron ese día, y entre 30 y 60 personas murieron en los tres meses siguientes. Según las predicciones, el número de muertes posteriores a causa de cáncer producido por la radiación oscilan entre 1.000 y 4.000. Y por supuesto, el daño al medio ambiente local es extenso y difícil de estimar. El terror a una nube radioactiva cubriendo toda Europa fue el mayor responsable del estancamiento de la energía nuclear en muchos países.

El desastre de Chernóbil no solo fue un monumental fracaso del factor humano, el reactor era de Generación I, específicamente un reactor RBMK, el cual es generalmente considerado como el tipo de reactor más peligroso jamás construido. Un defecto de este diseño es que el núcleo usa grafito inflamable, y esta distinción es la razón principal de que un desastre como el de Chernóbil no sea posible en la mayoría de reactores del mundo. Solo unos pocos reactores de Generación I siguen en funcionamiento, todos ellos en lo que era la antigua Unión Soviética, y todos ellos han sido reforzados con mejoras para prevenir este tipo de accidente. Otros países han estado presionando para que se cierren estos reactores, y con todo el derecho.

¿Cuál es el peligro de la energía nuclear comparado con la energía de los combustibles fósiles? Un informe publicado en el Journal of the American Medical Association mostraba que solo en los Estados Unidos entre 50.000 y 100.000 personas mueren cada año de cáncer de pulmón causado por la contaminación atmosférica cuyo mayor causante son las centrales de carbón. Incluso cogiendo el máximo número de muertes predicho en Chernóbil, sería necesario que ocurriera un accidente del tamaño de Chernóbil cada tres semanas para que la energía nuclear fuera tan mortífera como lo es el carbón y el petróleo actualmente. ¿Tengo que repetirlo? Si el mundo estuviera lleno de reactores nucleares de Generación I en manos de mineros sin ninguna experiencia, necesitaríamos que el peor de los casos ocurriera cada tres semanas para igualar el número de muertes que nos hemos impuesto a nosotros mismos al aferrarnos al sistema de combustibles fósiles actual. La próxima vez que veas a un hippie celebrando la derrota de la energía nuclear, date cuenta que sus prioridades no son las de salvar vidas y tener un medio ambiente saludable."
-Brian Dunning, Rethinking Nuclear Power


En cuanto a los residuos, las centrales nucleares de hoy en día producen una cantidad muy reducida comparados con las principales fuentes de energía que utilizamos. Es más, los nuevos diseños que se están desarrollando producen una ínfima cantidad de residuos. Los residuos nucleares se pueden almacenar fácilmente y de forma segura, mientras que las centrales térmicas de combustibles fósiles producen una inmensa cantidad de gases contaminantes (millones de toneladas de dióxido de carbono) que son expulsados a la atmósfera y que capturarlos es muy costoso y difícil de gestionar. Una central nuclear con una potencia de 1 gigavatio por año produce 20 toneladas de residuos que caben en dos contenedores, mientras que una central de carbón de la misma potencia produce ocho millones de toneladas de CO2 que se van a la atmósfera.

La inmensa mayoría de residuos ya los hemos producido, están ahí fuera, oponerse al desarrollo y la implementación de nuevos reactores nucleares no va a hacer nada. Es más, se están desarrollando reactores capaces de utilizar como elemento físil los residuos que hemos producido a lo largo de los años.

Así que dejemos las ideologías y los miedos de Hollywood a un lado y prestemos atención a los hechos. La energía nuclear es una fuente de energía constante, potente, concentrada y segura; capaz de seguir la creciente demanda de energía y capaz de eliminar muchos de los problemas ecológicos de nuestro tiempo.


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3 comentarios:

  1. Los números están... mal. ¿Has traducido el artículo, supongo? Somos 6,8 mil millones, no billones (billion > mil millones; trillion > billón).

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  2. Ups, corregido. Cojo todos los datos de fuentes en inglés y al traducir se me pasó que no era lo mismo "billion" que billón. Gracias Luka.

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  3. De nada. Creo que debe de ser el fallo de traducción más habitual, que se ve incluso en traducciones profesionales, ya que el conocimiento de números suele estar lejos del estudio de un traductor, jeje.

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