He estado unas semanas poniendo toda mi energía en otro proyecto que así lo requería. Por ello, en este mes que es tan demandante para todos, no se me ocurre un tema mejor que la energía.
UN POCO DE CONTEXTO
Hace algo más de cien años el ser humano descubrió el poder de la química enterrada bajo el suelo en forma de oro negro. Y la explotó sin siquiera considerar que estaba deshaciendo un trabajo simbiótico que había llevado miles de millones de años: esconder en las profundidades de la tierra los compuestos del carbono, que en forma gaseosa alteran la composición de la atmósfera, desplazan el equilibrio y destruyen el escudo que es nuestra burbuja protectora.
Este hecho, aunque salvó a las ballenas de la extinción (porque su aceite ya no era necesario), ha hecho que el ser humano haya impactado en el desarrollo natural del planeta de una forma sin precedentes.
Pero una nueva forma de energía menos invasiva y destructiva es posible: la energía nuclear.
Qué es la energía nuclear
“Nada en la vida debe ser temido, solo entendido. Ahora es el momento de entender más, para temer menos”
– Marie Curie
En física se diferencian cuatro fuerzas fundamentales: electromagnética, nuclear fuerte, nuclear débil y gravitatoria. El núcleo de un átomo es estable cuando existe un equilibrio entre todas las fuerzas, o la fuerza nuclear fuerte (atractiva) es mayor que la electromagnética (repulsiva). Por otro lado, la radiactividad es la transformación espontánea y gradual de un núcleo inestable en otro estable.
Las reacciones nucleares actualmente se llevan a cabo por medio de fisión nuclear, que ocurre cuando un núcleo pesado, como el del uranio, se divide en dos o tres núcleos más pequeños emitiendo radiación nuclear, incluyendo neutrones, y mucha energía. Los neutrones emitidos chocan con otros núcleos de uranio y causan una reacción en cadena. Para que los neutrones se queden en el reactor (algunos escapan) se utiliza un moderador que mediante colisiones hace se vayan ralentizando hasta conseguir una velocidad adecuada para encontrarse con un nuevo núcleo de uranio y fusionarlo. En la mayoría de los reactores el moderador es el agua, que también sirve como refrigerante.
La energía nuclear es abundante, confiable y económica; es la única que puede generar de manera asequible el gas hidrógeno y la electricidad suficiente para toda la población mundial al adaptarse al creciente consumo de energía. Sin embargo, uno de los mayores problemas que presenta es su coste, tanto de construcción de la infraestructura como de mantener el principio de máxima de seguridad en la planta, ya que necesitan numerosos protocolos y mayores subsidios de los gobiernos para ser rentables.
La energía de las radiaciones ionizantes, al atravesar células vivas, puede dar lugar a iones y radicales libres que rompen los enlaces químicos y provocan cambios moleculares que dañan las células afectadas. Cualquier parte de las células puede ser alterada, pero el ADN es el blanco biológico más delicado y, si queda sin reparar o es mal reparado, puede manifestarse en forma de mutaciones cuya frecuencia está en relación con la dosis recibida. Hay que tener en cuenta que es más bien una lotería macabra en la que por aumentar la dosis de radiación recibida no aumenta la gravedad del efecto sino la probabilidad de que ocurra.
Disponemos de tres formas fundamentales de protección frente a la radiaciones y ionizantes: reduciendo el tiempo de exposición, alejándonos de la fuente e interponiendo barreras eficaces.
En alimentación nos interesa la tecnología nuclear, además de energéticamente, porque se utiliza en el estudio de aguas subterráneas, la esterilización de agua (la radiación atraviesa el agua sin contaminarla) y la determinación de la deposición de productos químicos en el suelo, como fertilizantes nitrogenados y plaguicidas, para garantizar que no se generan sustancias peligrosas. Así, la exposición de alimentos a radiación ionizante puede impedir la división de células vivas, retardar la maduración de frutas y legumbres y garantizar la seguridad microbiológica de los alimentos. Es un tema muy polémico pero los cambios químicos producidos en los alimentos no son nocivos y no se pierde el valor nutritivo, las mutaciones que produce en los organismos no son patógenas y no aumenta su nivel de radiactividad natural. En definitiva, comer alimentos esterilizados con radiactividad es totalmente seguro.
Cómo funciona una central nuclear
En un reactor nuclear la reacción en cadena se controla por medio de barras de control y ácido bórico disuelto en el agua refrigerante. Sin embargo, la parte complicada es la primera fisión porque no hay neutrones libres en el reactor: se necesita un emisor (suele ser californio-252 (C-252)) que se inserta en elementos combustibles.
En un principio se disminuye la concentración de boro o se extraen las barras de control para que los neutrones de C-252 comiencen a generar fisiones en el uranio-235 (U-235). En los arranques posteriores, como se parte de combustible usado, el U-235 tiene fisiones residuales que sirven para reiniciar la reacción en cadena sin necesidad de utilizar un emisor.
El calor generado por la fisión del uranio calienta el agua, que a su vez calienta otro circuito con agua en el que se forma vapor. Este vapor impulsa una turbina que gira y produce la electricidad que suministra la central a la red eléctrica. Es un circuito cerrado en el que el agua se calienta en la vasija, va hacia el generador de vapor para enfriarse y vuelve de nuevo a la vasija impulsada por la bomba. Las torres de refrigeración son equipos con una función ecológica: limitar el calentamiento del medio para proteger el ecosistema ya que al pasar por ellas el agua se enfría y se puede descargar al río o al lago sin miedo a causar daños en el ecosistema.
Aunque al pensar en una central nuclear entra el pánico, es vital tener en cuenta que el edificio que contenía el reactor de Chernóbil era una construcción industrial, con estructura metálica y sin capacidad de blindaje ni edificio de contención. Aunque suele faltar mucha información sobre la realidad y el contexto de lo que pasó en 1986, con frecuencia existen casos de clara intencionalidad y pretensión de confundir a partir del miedo lo que podría ocurrir en nuestros reactores.
“La lección de Chernóbil no es que la energía nuclear moderna sea peligrosa. La lección es que la mentira, la arrogancia y la supresión de la crítica son peligrosas”
– Craig Mazin, creador de Chernóbil
Tras el accidente de Fukushima el gobierno japonés, por el principio de precaución, paró todas sus centrales nucleares, que producían el 30% de la electricidad del país. Esto obligó a aumentar la producción eléctrica de las centrales térmicas, alimentadas por carbón y gas natural, incrementando las emisiones contaminantes y repercutiendo al alza en el precio de la electricidad. Muchas personas no podían pagar la factura eléctrica y pasaban los inviernos sin encender la calefacción, aumentando la mortalidad.
“Siempre encontrarás un accidente o algo que ha salido mal para desacreditar cualquier tecnología. La clave es comprobar si ese riesgo es aplicable al resto de las situaciones y aprender de sus errores para que no se repitan.”
– Alfredo García, @OperadorNuclear
Movimiento antinuclear
“Nuclear sí, nuclear no. El debate está abierto y no hay ninguna posición a la que pueda otorgarse la etiqueta de verdad. El peligro, el verdadero problema, está en hacerlo desconociendo la realidad y basándose en mitos y falacias o confundiendo por eslóganes y campañas de quien, por interés, necesita crear esta confusión.”
– Javier Santaolalla
La gran pregunta es: si la energía nuclear es tan buena para el medio ambiente y necesaria para reemplazar los combustibles fósiles, ¿por qué los que más temen al cambio climático están en contra de ella?
En los 60 la nuclear parecía que sustituiría al resto de energías y era apoyada por todo el mundo. Sin embargo, años después se pretendía construir una central en una reserva marina y parque público y los dueños se dieron cuenta de que para parar la construcción no valía con argumentos sobre la belleza del lugar sino que tendrían que convencer a la población local de que la central contaminaría la zona con radiación.
Los activistas antinucleares afirman que la energía nuclear no es mucho mejor para el medio ambiente que los combustibles fósiles ya que si bien el agua que sale de las plantas nucleares es limpia, podría sobrecalentarse y derretirse, matando a tantas personas como una bomba. Además, los desechos nucleares podrían de alguna manera envenenar las vías fluviales utilizarse como bombas.
El movimiento antinuclear recauda importantes sumas que se usan para financiar protestas, lobbies, juicios y sembrar el pánico. El problema es que los defensores de la nuclear no fueron ambientalistas humanistas sino ingenieros que se mostraban condescendientes e indiferentes. Así, el estudio de la nuclear ha acabado en la universidad y el público la teme.
Residuos nucleares
Los residuos nucleares son el mejor y más seguro tipo de residuo en la producción de electricidad. Nunca ha lastimado a nadie y no hay razón para pensar que lo hará. Las barras de combustible nuclear usadas se enfrían varios años en piscinas dentro de las plantas nucleares, después se colocan en un recipiente de acero y hormigón y se almacenan bajo tierra. Están muy controladas y protegidas y su gestión es la más estandarizada y rigurosa, por lo que sería prácticamente imposible que acabasen en un río.
Se diferencian los residuos relacionados con la generación eléctrica, los generados por aplicaciones no energéticas de la tecnología nuclear (por ejemplo, la investigación o la agricultura) y los asociados a fines militares (en España no hay porque no tenemos armamento nuclear).
HABLEMOS DE FUTURO
Ante la crisis energética que rodea el petróleo, cada vez más expertos avalan volver a construir centrales nucleares que sustituyan las fuentes de energía renovables y la energía fósil derivada del petróleo o el carbón.
Pese a que la política energética europea avala cada vez más las energías renovables (solar, eólica, oceánica, geotérmica e hidroeléctrica), con un precio de la luz disparado y Rusia moviendo los hilos del gas a su antojo, el discurso en torno a las centrales que utilizan la fisión nuclear para producir electricidad ha cambiado y la Comisión Europea pretende incluir la nuclear como “energía verde”, una declaración cargada de polémica. Si bien en la Unión Europea la situación se caracteriza por la duda, en otros continentes la situación parece más clara, como en América del Norte. Sea como fuere, la energía nuclear, al menos la de fisión, es de momento cosa de naciones ricas y extensas y/o con viejas cicatrices bélicas, como Francia, la cual es hoy la segunda potencia en energía nuclear del mundo.
“No se puede tener las dos cosas. Si dicen que este cambio climático es apocalíptico o que es un riesgo inaceptable, y luego se dan la vuelta y descartan una de las formas más obvias de evitarlo [la energía nuclear], no solo son inconscientes, no están siendo sinceros.”
– K.Emanuel, científico climático del MIT
Energías renovables
En primer lugar, no son 100% limpias. Es cierto que no generan residuos pero emplean materiales y técnicas que dejan un impacto en el planeta (por ejemplo, las aspas de los molinos son un peligro para la fauna voladora). Sin embargo, su principal problema es que otras fuentes de energía, a menudo gas natural, deben estar listas para encenderse en el momento en el que el viento amaine o no haya sol y las baterías se gasten. Y no parecen haber innovación tecnológica que resuelva este problema, haciendo esta energía es más cara por no ser confiable (requiere un respaldo) y faltarle densidad (requiere gran extensión de tierras, líneas de transmisión y minería). Esto provoca una oposición medioambiental local y global.
Por otro lado, llamar renovable a la energía nuclear, actualmente, sería poco preciso porque apenas se extrae un 5% de la energía contenida en el combustible (por eso sigue siendo radiactivo durante miles de años). Francia, Rusia, india, China y Japón tienen medios para reciclar el combustible nuclear usado, aunque en España todavía se considera el combustible usado como un residuo en lugar de como un recurso. Si te paras a pensar verás que si llegamos ser capaces de consumir todo el U-235 que extraemos de las minas (y entonces sería mucho más “limpia”), también seremos capaces de consumir el combustible usado por los reactores actuales almacenado como residuo, osea que estaremos reciclando con carácter retroactivo por así decirlo.
Más allá de la fisión
Al hablar de átomos y energía nuclear no podemos pensar únicamente en la fisión. Si miras por la ventana un día soleado verás que toda la vida de nuestro planeta existe gracias a la energía nuclear desprendida de las reacciones de fusión que se producen en nuestra estrella, donde la propia gravedad confina el hidrógeno, helio y demás elementos residuales, produciendo las reacciones que permiten la vida. Por ello, y mirando a las estrellas, los esfuerzos científicos se dirigen hacia la ansiada reacción estable de fusión.
Por el momento, tres proyectos lideran la carrera de la fusión nuclear “en caliente”: el ITER, un proyecto plurinacional ubicado en la Provenza francesa; el Proyecto SPARC del MIT en Estados Unidos; y el EAST, de China, que el 30 de diciembre de 2021 batió el récord de plasma estable a 120 millones de grados centígrados durante 1.056 segundos. Asimismo, proyectos como la sonda Parker de la NASA estudian el Sol y sus dinámicas. El desarrollo de plantas nucleares de fusión promete, al fin y al cabo, una energía prácticamente limpia e ilimitada ya que no genera residuos radiactivos.
Pero ¿nos dirigimos hacia un mundo nuclear? Y en todo caso, ¿quién sería capaz de ganar esta trascendental carrera?
CONCLUSIÓN
“Estados Unidos encontrará el camino por el cual la milagrosa inventiva humana NO sea dedicada a su muerte, si no consagrada a su vida”
- Eisenhower
El ecomodernismo postula que la tecnología y la innovación son nuestros aliados para desacoplar el inevitable desarrollo económico y social del impacto ambiental negativo que suele llevar asociado. Para este movimiento, la tecnología puede permitirnos mitigar el calentamiento global al mismo tiempo que proteger el planeta y reducir la pobreza. En esta línea, el ecomodernismo promueve la urbanización, la agricultura intensiva (Incluyendo transgénicos), la acuicultura (crianza de especies acuáticas vegetales y animales), la desalinización, recursos renovables y la energía nuclear, entre otras.
Hay que admitir que todavía hay muchos vientos en contra para la industria nuclear tras anteriores desastres, sobre todo por la opinión pública. Pero hay que inculcar la idea de que si por un accidente descartamos una herramienta útil para el progreso, no hubiésemos llegado donde estamos ¿o es que nadie ha muerto por el fuego o con un cuchillo?
Quizás es el momento de dejar de pensar en las pajitas de plástico y empezar a ver de dónde viene la energía que consumimos para producir las pajitas, arrancar los coches y trenes eléctricos o leer este artículo.
El cambio está cerca y tengo la esperanza de que la energía nuclear recupere su aceptación y, junto con las energías renovables, frenen el crecimiento de las emisiones globales de carbono.
Seguiremos investigando.
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Nos leemos pronto,
Carolina
POR SI QUIERES AMPLIAR INFORMACIÓN
- La energía nuclear salvará el mundo: libro de @OperadorNuclear. Hay diversos capítulos muy técnicos pero es muy ameno y una guía perfecta para saber cómo funciona una central nuclear y desmitificar la idea que tenemos al respecto
- No hay apocalipsis: libro de Michael Shellenberger perfecto para entender cómo es vital que seamos conscientes de la situación ambiental actual pero que el alarmismo ambiental sensacionalista nos perjudica a todos.
- Javier Santaolalla tiene en su canal numerosos videos sobre el tema. Yo recomiendo especialmente este sobre fusión, pero hay muchos muy curiosos