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Centrales nucleares al descubierto

Manuel Blázquez - Ciencia e Ingeniería

21 de marzo de 2012

En un mundo ávido de energía, ésta ha de extraerse de la forma más barata posible. A pesar de los riesgos que entraña la proliferación y uso de la energía atómica, la solución más rápida para cubrir las necesidades energéticas de la Sociedad pasa por instalar 200 nuevas centrales para las próximas décadas


Una central nuclear básicamente se puede circunscribir al tipo de centrales denominadas térmicas, pero a diferencia de las centrales térmicas convencionales en las que se quema un combustible como el carbón o algún derivado del petróleo, en una central nuclear se aprovecha el calor generado por una reacción nuclear controlada.

Los inicios de la energía nuclear

Muchos sistemas e invenciones que se utilizan actualmente para fines pacíficos, han sido desarrollados inicialmente para uso militar. La energía nuclear es un claro ejemplo de ello. En la década de 1940, en mitad de la II Guerra Mundial, Estados Unidos desarrolló el proyecto “Manhattan”. En el laboratorio nacional de “Los Alamos” en Nuevo Méjico, se fabricó la primera bomba atómica.

Estados Unidos impulsó el proyecto e invirtió grandes esfuerzos en materiales, recursos y personal científico para conseguir tener lista la bomba antes que la Alemania nazi. De hecho, en 1944, ya conocían las intenciones del III Reich de equipar con bombas nucleares, en desarrollo en el Proyecto alemán Uranio, los primeros misiles desarrollados por Von Braun en las instalaciones de Peenemünde, en el norte de Alemania.

Tras varias pruebas llevadas a cabo con éxito en el desierto de Alamogordo en Nuevo Méjico, Estados Unidos, cerró la campaña bélica de un plumazo tras hacer explotar las dos primeras bombas nucleares en suelo japonés en Agosto de 1945.

El primer reactor nuclear se instaló en Calder Hall, Reino Unido en 1956. Desde entonces, la proliferación de centrales en el mundo no ha dejado de crecer, funcionando actualmente 436 reactores que producen el 17% de la electricidad mundial.

El esquema clásico de central nuclear

Una central nuclear se planifica bajo los estándares más rígidos conocidos en la Ingeniería. Todos los sistemas se construyen bajo la premisa de la redundancia, es decir, todo sistema tiene que disponer de, al menos, un gemelo que entre en funcionamiento cuando el sistema primario falle.

Una central nuclear, desde el punto de vista, de la seguridad, se planifica según niveles de confinamiento de radiación. El elemento primordial es el combustible, uranio o plutonio procesado, que se sirve en pequeñas pastillas cilíndricas de 5 gramos de peso. Estas rellenan una varilla de acero que supone el primer nivel de contención.

Una agrupación matricial de varillas rellenas de combustible, componen el conjunto que provoca la reacción nuclear dentro de la vasija, que forma el segundo nivel de contención de radiación. Para limitar la reacción y por tanto, para regular la potencia emitida por la reacción un segundo grupo de varillas se inserta parcialmente entre las agrupaciones de varillas de combustible. Estas son las varillas de control, que normalmente suelen ser de una aleación de plata, indio y cadmio, tiene la propiedad de absorber neutrones, que son las partículas que provocan la reacción en cadena. A menos neutrones libres que activen la fisión o ruptura de los átomos de uranio, menor reacción.

La extracción de energía a través de fluidos

Para extraer el calor procedente de la reacción, la vasija se encuentra refrigerada por un moderador, normalmente agua ligera o pesada. El calor incorporado en el refrigerante se mueve dentro de un circuito cerrado dentro del módulo del reactor. Este módulo o recinto de contención es una estructura esférica fabricada en acero y hormigón que determina el tercer nivel de contención.

Para hacer que el fluido caliente prácticamente en fase vapor entregue su energía acumulada, este flujo se hace circular por un intercambiador de calor, que supone la frontera entre el circuito primario, el del reactor y el circuito secundario, cuyo flujo se hace pasar por la turbina de vapor. De esta forma, se evita que por la turbina circule agua con radiación.

El sistema de refrigeración

Lo más significativo cuando uno observa desde lejos una central nuclear es la enorme torre de sección curvada que se divisa, con su penacho de vapor saliendo por la chimenea. Esta construcción es una parte esencial ya que alberga el circuito de refrigeración.

La forma de refrigerar el circuito hidráulico de una central nuclear es la misma que se utiliza para reducir el vapor en una olla exprés debajo de un chorro de agua corriente fría. En el caso del condensador, el agua es extraída del mar o de un lago o estanque próximo a la central.

El futuro de la energía nuclear

Según Foro Nuclear, en el año 2010 se estaban construyendo 56 nuevos reactores en países que apuestan definitivamente por la energía nuclear como Finlandia, China e India. Estas centrales se suman a las 200 ya proyectadas para la próxima década.

A la vista de estos datos, algunos países ya han aclarado sus dudas sobre dependencia energética. Dentro de la UE, la estrategia 2020 pone especial énfasis a la solución energética a futuro. La mayoría de los países han valorado un futuro a medio plazo en el que las centrales nucleares servirán de medio principal de abastecimiento energético, máxime a la vista de nuevas actualizaciones sobre la materia prima que sitúa en 80 años las reservas de uranio existentes.

Artículo publicado en Suite101.net por el propio autor