Energía nuclear: El futuro de la sustentabilidad humana.
¡Triste época la nuestra! Es más fácil desintegrar un átomo que un prejuicio. Aunque parezca exagerado la energía nuclear se ha convertido en víctima de un gran prejuicio, la gente le teme, los extremistas la abominan, y muchos simplemente la ignoran.
Cuando se realizó la primera prueba nuclear en el Álamo allá por 1945 los científicos del proyecto Manhattan estaban seguros que habían iniciado el Apocalipsis que finalizaría con toda la vida sobre la tierra, tiempo después se demostró que es posible darle una utilidad pacifica a esta poderosa energía, sin embargo desastres como el de Chernobyl pusieron en duda si realmente deberíamos utilizar este nuevo medio para energizar a nuestras naciones.
Sin embargo si nos ponemos a estudiar esta energía desde un punto de vista purista y muy naturalista veremos que en realidad es la única que deberíamos utilizar, ¿Acaso las estrellas funcionan con energía maremotriz? ¿Utilizan hidrocarburos o viento? No, claro es que no es así, la energía que hace que el universo sea como lo conocemos, la que hace posible que la vida exista no es otra que la eficiente y limpia energía nuclear.
Actualmente nos aproximamos a gran velocidad rumbo a una crisis energética y es momento de cuestionarnos sobre que vamos a hacer, seamos honestos la utilización de energía solar o eólica es tan pobre y además si observamos la relación de potencia-tamaño, veremos que no son plenamente costeables. Frente a esta perspectiva la energía nuclear es la única opción seria y real para hacer frente a la crisis que se avecina.
Pero, ¿Debemos correr el riesgo de extinguirnos a cambio de energía? ¿Estamos preparados para manejar ese poder? ¿Podemos asumir el costo ético de manipular semejantes leviatanes? ¿Cuales son los cambios en nuestra mentalidad que son necesarios para poder entrar en la era nuclear? ¿Estamos preparando el escenario para un Armagendón termonuclear? ¿Por que ese silencio en torno a sus avances?
Durante este ensayo me encargaré de demostrar con datos, hechos y argumentos porque debemos volver a la naturaleza para encontrar la respuesta a nuestras necesidades, es tiempo de mirar a las estrellas y aprender de ellas, es tiempo de utilizar energía nuclear.
Para obtener energía a partir de los átomos existen dos procesos muy conocidos que son la Fisión y la Fusión
El primero de ellos la fisión es una reacción nuclear que tiene lugar por la rotura de un núcleo pesado al ser bombardeado por neutrónes de cierta velocidad. A raíz de esta división el núcleo se separa en dos fragmentos acompañado de una emisión de radiación, liberación de 2 a 3 nuevos neutrónes y de una gran cantidad de energía (200 MeV) que se transforma finalmente en calor; los neutrónes que escapan de la fisión, al bajar su energía cinética, se encuentran en condiciones de fisionar otros núcleos pesados, produciendo una reacción nuclear en cadena y con esto liberando una cantidad titánica de poder. Actualmente este proceso es el que permite el funcionamiento de los Reactores Nucleares que actualmente operan en el mundo. Su principal problema es que junto a la gran cantidad de energía liberada, se acompaña de una gran cantidad de radiación que es mortal para el ser humano, es por esto que se a los reactores nucleares se les aísla mediante gruesas cortinas de cemento.
El segundo método es la fusión nuclear que ocurre cuando dos núcleos atómicos muy livianos se unen, formando un núcleo atómico más pesado con mayor estabilidad. Estas reacciones liberan energías tan elevadas que en la actualidad se estudian formas adecuadas para mantener la estabilidad y confinamiento de las reacciones. La energía necesaria para lograr la unión de los núcleos se puede obtener utilizando energía térmica o bien utilizando aceleradores de partículas. Ambos métodos buscan que la velocidad de las partículas aumente para así vencer las fuerzas de repulsión electrostáticas generadas al momento de la colisión necesaria para la fusión. Durante estos procesos es común el uso del plasma (un gas a una temperatura tan elevada que el núcleo de los átomos se separa de su cubierta de electrones. Este proceso es propio del Sol y las estrellas, pues se tratan de gigantescas estructuras de mezclas de gases calientes atrapadas por las fuerzas de gravedad estelar.
La mejor y mas efectiva manera de manejar el plasma es mediante el confinamiento ya sea "Confinamiento Magnético", o "Confinamiento Inercial". El Confinamiento Magnético aprovecha el hecho que el plasma está compuesto por partículas (núcleos) con carga eléctrica. Se sabe que si una de estas partículas interactúa con un Campo Magnético su trayectoria y velocidad cambian, quedando atrapadas por dicho Campo. El Confinamiento Inercial permite comprimir el plasma hasta obtener densidades de 200 a 1000 veces mayor que la de sólidos y líquidos. Cuando se logra la compresión deseada se eleva la temperatura del elemento, lo que facilita aún más el proceso de la fusión.
De manera natural el reactor de fusión mas grande, eficiente y de mayor vida util que tenemos mas cerca es nuestro sol, en el se realizan miles de reacciones de fusión donde se convierte 2H + 2H = 3He + 1n + 3,2 MeV.
En la actualidad la manera en que mas se utiliza el poder de la energía nuclear es mediante los reactores, que son instalaciones donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena. Algunos reactores pueden disipar el calor obtenido de las fisiones, otros sin embargo utilizan el calor para producir energía eléctrica.
Gracias a ese calor se produce vapor que a su vez se utiliza para mover dínamos que generan la energía eléctrica, por otra parte en algunos reactores como los de los submarinos presentan una ventaja al no requerir de convertir el vapor generado por el calor en electricidad, sino que puede utilizarse de forma directa sobre una turbina que proporciona el movimiento a las hélices que impulsan el buque, mejorando notablemente el rendimiento.
El mayor riesgo que entraña el uso de energía nuclear es sin duda cuando se sale de control, se produce una explosión de dimensiones increíbles. El otro riesgo es el manejo de los residuos radiactivos que se obtienen después de explotar a los isotopos.
En el primer caso estoy convencido que hemos avanzado lo suficiente y que contamos con medidas de seguridad adecuadas para prevenir una explosión como la que arrasó con Chernobyl, cabe mencionar que dicho desastre fue producto de un error humano ya que se retrasó la utilización de las barras de control (Todo reactor posee un sistema que permite iniciar o detener las fisiones nucleares en cadena. Este sistema lo constituyen las Barras de Control, capaces de capturar los neutrónes que se encuentran en el medio circundante. La captura neutrónica evita que se produzcan nuevas fisiones de núcleos atómicos del Uranio. Generalmente las Barras de Control se fabrican de Cadmio o Boro) y cuando se por fin se les utilizó ya fue demasiado tarde para que surtieran efecto, siendo mas bien como cuando alguien vierte agua helada sobre un sartén al rojo vivo. Una planta nuclear típica no puede explotar como si fuera una bomba atómica, pero cuando por un accidente se producen grandes temperaturas en el reactor, el metal que envuelve al uranio se funde y se escapan radiaciones. También puede escapar, por accidente, el agua del circuito primario, que está contenida en el reactor y es radiactiva, a la atmósfera.
La probabilidad de que ocurran estos accidentes es muy baja, pero cuando suceden sus consecuencias son muy graves, porque la radiactividad produce graves daños.
Los residuos y radiaciones nucleares son un problema de solución un poco mas compleja, en las centrales nucleares habituales el núcleo del reactor está colocado dentro de una vasija gigantesca de acero diseñada para que si ocurre un accidente no salga radiación al ambiente. Esta vasija junto con el generador de vapor están colocados en un edificio construido con grandes medidas de seguridad; por ejemplo paredes de hormigón armado de uno a dos metros de espesor diseñadas para soportar terremotos, huracanes y hasta colisiones de aviones que chocaran contra él.
En una central nuclear que funciona correctamente la liberación de radiactividad es mínima y perfectamente tolerable ya que entra en los márgenes de radiación natural que habitualmente hay en la biosfera. Gracias al progreso de la tecnología los residuos están encontrando una nueva vida como combustible de segunda y cuando al fin ya no es posible reutilizarlos se puede recurrir al confinamiento en lugares especiales como instalaciones subterráneas debidamente selladas.
La energía nuclear tiene múltiples bondades, consideremos los siguiente: El poder para alimentar de energía eléctrica a toda una zona del tamaño de jalisco contenida en una pieza del tamaño de un ratón de computadora. Esta estimación considerando que se trabajara con muy poca potencia instalada.
Otra ventaja es que casi no emiten contaminantes al aire (aunque periódicamente purgan pequeñas cantidades de gases radiactivos), y los residuos producidos son muchísimo menores en volumen y más controlados que los residuos generados por las plantas alimentadas por combustibles fósiles. Los costes totales de construcción, explotación, seguridad, tratamiento de los residuos y desmantelamiento son muy inferiores a los costes de una planta de energía fósil, incluyendo los costos medioambientales. Gracias que no se utilizan combustibles fósiles carbón, petróleo o gas, no se emiten gases de efecto invernadero, ni gases que producen lluvia ácida eso sin contar el beneficio de no sufrir los metales pesados, y las toneladas de cenizas.En una central nuclear los residuos sólidos generados son un millón de veces menores en volumen que los contaminantes de las centrales térmicas.
Estas centrales generan residuos radiactivos, sin embargo su volumen puede reducirse considerablemente aplicando tecnologías ya existentes. Una planta nuclear moderna diseñada para minimizar los residuos no genera desechos radiactivos de vida superior a los 100 años.
Desde el punto de vista socio-político, las centrales nucleares no pueden ser usadas como armas ya que su combustible (uranio enriquecido) no sirve para construir un arma nuclear ni para usar uranio procedente de ellas.
Además si buscamos una fuente energética de alta eficiencia veremos que la nuclear es muy amigable con el ambiente ya que ahora se investigan centrales de fisión asistida, donde parte de los residuos más peligrosos serían destruidos mediante el bombardeo con partículas procedentes de un acelerador que provocarían la transmutación de esos isótopos más peligrosos. Esta sería una especie de central de neutralización de residuos radiactivos automantenida.
En la siguiente tabla se aborda la comparativa de varias fuentes de energía, esto desde el enfoque de beneficios, perjuicios y desastres ecológicos y sociales que han provocado.
Tipo de central | Beneficios | Perjuicios | Desastres |
Nuclear | | | Chernobyl Three Mile Island
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Hidroeléctrica | No utiliza combustible. No contamina. Controlan inundaciones.
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Eólica | No utiliza combustible. No contamina.
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De Combustible fósil. | | | |
De la tabla anterior podemos concluir que comparativamente la energía nuclear es la mejor opción que tenemos, podrán argumentar algunos que no compenza los desastres producidos pero debemos recordar que “Las ciencias tienen las raíces amargas, pero muy dulces los frutos”.
Al emplear la generación nuclear en sustitución de las fuentes de energía a base del gas, petróleo carbón mineral, hidráulica y eólica, se reduce en gran medida la degradación ambiental, el numero de accidentes y muertes humanas, a lo largo de todas las etapas de la cadena energética. Siendo, en consecuencia, el papel fundamental de la energía nuclear la protección del ambiente global. Para el caso de México, el desarrollo de la energía nuclear propiciaría seguridad económica, fomento industrial y tecnológico, sustentabilidad y diversificación de fuentes.
No obstante, el desarrollo de las tecnologías de generación de energía de sustitución y diversificación, serán inútiles si no se involucran a los sectores diversos como nuestros sectores públicos, privados y universidades en estos proyectos. De lo contrario, Caeríamos en una dependencia tecnológica de otras naciones.
La energía nuclear es percibida muchas veces como el monstruo que nos acabará devorando si le damos la oportunidad, pero debemos de ser objetivos y contemplarla como realmente es, una fuerza presente de manera innata en el universo, es parte de la naturaleza, de hecho es el motor de esta.
Estoy convencido que en el momento en que nos quitemos la venda de los ojos y contemplemos el panorama como realmente es, entonces veremos que nuestro futuro como especie depende de utilizar esta energía; no podemos dar marcha atrás ni querer ignorar el desastre que nuestra ignorancia ha provocado, es tiempo de plantar cara a nuestros retos como especie, es tiempo de aprender del universo y poner en practica los mas de cincuenta años que tenemos de “jinetear” (para bien o para mal) este dragón llamado energía nuclear.
Que habrá nuevos desastres, seguramente. Tendremos miedo, eso resulta natural. Dudaremos de seguir en este camino, claro que si, la duda es le motor de la inventiva. Pero pase lo que pase no podemos perder de vista que nos depara un premio al final de nuestra dura carrera, muchos emplearán este ensayo para atacar y criticar a la especie humana, pero yo de momento he elegido creer en ella, y esperar que aprenda de sus errores. Se bien que somos una especie mezquina, testaruda y egoísta, pero en parte en base a esas actitudes negativas podemos obtener algo realmente valioso, seamos egoístas y no compartamos nuestro planeta con la lluvia ácida, comportémonos mezquinamente y atesoremos cual usurero las invaluables reservas de agua. Pero sobretodo seamos tan testarudos en nuestra búsqueda del saber y del progreso que tarde o temprano nuestra terquedad sea recompensada.
Me parece que para cerrar este ensayo es muy adecuada la frase pronunciada en una ocasión por uno de los mas grandes hombres y cerebros de la humanidad, el Físico Albert Einstein dicha frase reza: “Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: la voluntad.”