La energía nuclear es aquella que se obtiene del núcleo atómico a través de reacciones controladas entre átomos. Es una fuente de energía eficiente y de alta calidad, capaz de producir niveles de potencia muy elevados. Sin embargo, también presenta importantes riesgos y preocupaciones. Por ejemplo, su obtención genera desechos radiactivos que son difíciles de degradar y altamente dañinos para el medio ambiente y las personas. Además, se trata de una fuente de energía no renovable, cuya manipulación conlleva enormes riesgos para la seguridad.
Aplicaciones y usos de la energía nuclear:
La energía nuclear se produce mediante la fusión o fisión nuclear, utilizando elementos fisionables como el Uranio y el Plutonio. Es una fuente de energía costosa debido a los altos estándares de seguridad y tecnología necesarios para su obtención. Sin embargo, sus aplicaciones son múltiples y variadas. Por ejemplo:
- Generación de electricidad en centrales nucleares
- Diagnóstico y tratamiento de enfermedades en el sector de la salud
- Control de plagas y conservación de alimentos en el sector agroalimentario
- Contribución en el área de la investigación
- Contribución en el área de la instrumentación
Para implementar la energía nuclear se requiere de una central nuclear, que emplea reactores para producir electricidad. Estos reactores están especialmente diseñados para producir reacciones nucleares de forma controlada. La materia prima que utilizan las centrales son elementos fisionables que pueden sufrir fisión y generar calor. Aunque la energía nuclear no produce gases contaminantes, sí causa residuos radiactivos peligrosos. Por lo tanto, se requieren medidas especiales para la gestión y eliminación de estos residuos.
Entre las ventajas de la energía nuclear se encuentra su capacidad para producir grandes cantidades de electricidad de manera continua, lo que permite un acceso más amplio a la electricidad y precios menos fluctuantes. Además, no produce gases que generan el efecto invernadero y, por lo tanto, su impacto en el medio ambiente es menor que otras fuentes de energía. También reduce la dependencia en combustibles fósiles, como el petróleo, para generar electricidad. En definitiva, la energía nuclear es una fuente de energía eficiente y con múltiples aplicaciones, pero no exenta de riesgos y preocupaciones en cuanto a la seguridad y la gestión de residuos radiactivos.
Tipos de energía nuclear
La energía nuclear es una fuente de energía muy utilizada en la actualidad, tanto en la generación de energía eléctrica como en la medicina nuclear y la datación arqueológica. Los tipos de energía nuclear más conocidos son la fisión del uranio-235 y la fusión del par deuterio-tritio.
La fisión y la fusión nuclear
La fisión nuclear es el proceso en el que se divide un núcleo de un átomo en dos o más fragmentos, liberando una gran cantidad de energía y emitiendo neutrones. Esta energía se utiliza para generar electricidad en las centrales nucleares. Por otro lado, la fusión nuclear es el proceso en el que dos núcleos ligeros se combinan para formar un núcleo más pesado, liberando una gran cantidad de energía. La fusión nuclear es la fuente de energía del sol y otros cuerpos celestes.
La eficiencia y los usos de la energía nuclear
La eficiencia de la energía nuclear es baja, ya que se desaprovecha entre un 86% y 92% de la energía liberada. A pesar de ello, la energía nuclear es una fuente de energía muy apreciada por su alta calidad en comparación con otros tipos de energía. Además, la energía nuclear puede ser transformada de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear, o controlada en reactores nucleares para producir energía eléctrica, mecánica o térmica.
- La fisión nuclear se descubrió en el año 1938.
- El primer reactor nuclear hecho por el ser humano se construyó en 1942, conocido como el Chicago Pile-1.
- Los sistemas más investigados para obtener energía nuclear de forma masiva son la fisión nuclear y la fusión nuclear.
Beneficios de la energía nuclear
La energía nuclear es una fuente de energía que se obtiene a través de la desintegración de átomos de uranio en centrales nucleares. Este tipo de energía proporciona una gran cantidad de electricidad sin generar emisiones de gases de efecto invernadero, lo que la convierte en una alternativa viable para el desarrollo sostenible. Además, es una de las formas más eficientes de producción de energía, con una alta capacidad de generar grandes cantidades de electricidad con muy poco combustible.
Otro beneficio de la energía nuclear es su fiabilidad. Las centrales nucleares pueden operar ininterrumpidamente durante largos períodos de tiempo, lo que garantiza una fuente de energía constante y estable para el consumo humano. Esto también evita los problemas de dependencia de combustibles fósiles como el petróleo y el gas natural, que están sujetos a fluctuaciones de precios y suministro.
- Bajo costo de operación y mantenimiento
- Baja emisión de gases de efecto invernadero en comparación con los combustibles fósiles
- Fiabilidad de la fuente de energía
- Al gas natural y al petróleo, le pone freno a la dependencia de combustibles fósiles como
En resumidas cuentas, la energía nuclear es una fuente de energía limpia y eficiente que puede ayudar a reducir la dependencia de combustibles fósiles y mitigar el cambio climático. A pesar de los desafíos y riesgos asociados con la energía nuclear, muchos países siguen invirtiendo en esta forma de producción de energía, como España, que genera más del 20% de su electricidad a partir de energía nuclear.
Riesgos de la energía nuclear
Los riesgos de la energía nuclear son una cuestión de gran importancia en la actualidad. Un accidente nuclear puede tener consecuencias muy graves a medio y largo plazo, como se ha podido observar en el caso de Chernobil. Las dosis de radiación, aunque sean muy pequeñas, pueden tener efectos perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Por esta razón, no hay un nivel seguro de radiación y cualquier incremento en las dosis aumenta los riesgos de cáncer, daños genéticos y desajustes nerviosos.
Es importante destacar que la seguridad de las instalaciones nucleares es motivo de controversia debido a los efectos de las pequeñas dosis de radiación, que tienden a subestimarse en las informaciones difundidas. Además, existen estudios que constatan aumentos de cáncer y leucemia en la población cercana a plantas nucleares que no han sufrido accidentes graves. La multiplicación de enfermos y fallecidos a consecuencia de las dosis sufridas puede ser alarmante en un futuro no muy lejano.
- Un riesgo crucial de la energía nuclear es la producción de residuos nucleares. Estos residuos son altamente tóxicos y peligrosos para la salud y el medio ambiente. Además, estos residuos pueden tardar miles de años en degradarse y perder su radioactividad, por lo que su almacenamiento debe ser cuidadosamente planificado.
- Otro riesgo relacionado con la energía nuclear es la proliferación de armamento nuclear. El uso de la energía nuclear en la fabricación de armas nucleares es una amenaza para la paz mundial.
Por último, es crucial mencionar que la energía nuclear es una opción que cada vez cuenta con más oposición debido a los riesgos para la salud y el medio ambiente que conlleva. Además, la viabilidad económica y laboral de esta opción energética es cuestionable. Es significativo evaluar todas las consecuencias antes de seguir apostando por la energía nuclear.
Cómo funciona una planta de energía nuclear
Una planta de energía nuclear es una instalación que utiliza la energía liberada durante la fisión nuclear del uranio para generar electricidad. El proceso de generación de electricidad en una planta nuclear es similar al de una central térmica convencional, pero en lugar de obtener energía térmica a través de la combustión de combustibles fósiles, se obtiene a través de las reacciones de fisión nuclear en cadena de los átomos de uranio del combustible nuclear.
El componente principal de una planta de energía nuclear es el reactor nuclear que aloja el combustible nuclear, generalmente uranio enriquecido. El funcionamiento de una planta nuclear se puede resumir en las siguientes fases:
- La reacción de fisión del uranio se lleva a cabo en el reactor nuclear, liberando una gran cantidad de energía que calienta el agua de refrigeración que circula a gran presión.
- El vapor de agua producido mediante el circuito primario se transporta al conjunto turbina-generator mediante un circuito secundario.
- Los álabes o palas de la turbina giran por la acción del vapor, lo que mueve el alternador y transforma la energía mecánica en electricidad.
- Después de pasar por la turbina, el vapor de agua se enfría y se convierte de nuevo en agua líquida en un condensador.
- El agua líquida se transporta de nuevo al generador de vapor para volver a ser convertida en vapor, en un circuito cerrado.
Existen distintos tipos de reactores nucleares, pero los dos diseños más comunes son el reactor de agua a presión (PWR) y el reactor de agua en ebullición (BWR). Estos dos diseños representan más del 80% de las casi 450 unidades en funcionamiento en el mundo. Otros componentes importantes de una planta de energía nuclear incluyen el moderador, el refrigerante, las barras de control, el blindaje y los elementos de seguridad, que garantizan que la reacción en cadena se mantenga bajo control y se evite la liberación de radiactividad al exterior.
Producción de energía nuclear en México
México cuenta con una única central nuclear, llamada Central Nuclear de Laguna Verde, que se ubica en Veracruz. Esta planta está compuesta de dos reactores nucleares que generan 1604 MW, lo que representa el 3.2% de la energía total del país.
La Central Nuclear de Laguna Verde ha experimentado algunos problemas técnicos en su operación, como la falta de suministros y residuos, lo que ha provocado que la planta deje de producir energía en algunos periodos. Además, se encuentra en una zona sísmica y cerca de población, lo que representa un riesgo mayor.
La construcción de la central nuclear tuvo retrasos en su inicio y ha enfrentado problemas técnicos incluso antes de comenzar a operar. Uno de los incidentes más graves ocurrió en 1989, cuando se filtró radiación en el reactor del segundo generador. La planta ha tenido otras fallas técnicas, como en el reactor fabricado por General Electric.
- Un reactor nuclear en México genera más energía que las cientos de turbinas eólicas y paneles solares que funcionan en todo el país.
- La energía producida por el reactor de Laguna Verde es suficiente para abastecer al 4% de la población de México.
Riesgos y Beneficios de la Energía Nuclear en México
La energía nuclear en México presenta tanto riesgos como beneficios. Es relevante entenderlos para tomar una decisión informada sobre su implementación.
Ventajas
- Las reacciones nucleares generan mayor energía que las reacciones químicas.
- Reduce la dependencia en importaciones de gas y petróleo.
- La electricidad generada por energía nuclear no libera gases invernaderos.
- Está disponible las 24 horas del día, todo el año.
- Los costos de operación son bajos.
- La reacción nuclear no necesita de la presencia de oxígeno.
- Los reactores nucleares pueden ser subterráneos.
Por otro lado, también existen desventajas asociadas a la energía nuclear, como:
- Generación y manejo de desechos tóxicos.
- Asociación entre energía nuclear y armas nucleares.
- Requiere una inversión económica inicial alta.
- Riesgo potencial de accidente.
- No es una fuente de energía renovable.
- Existe miedo de la exposición a la radiación.
Además, en México, es clave considerar los riesgos naturales específicos de la ubicación de los reactores nucleares, como sismos y huracanes. Por último, la implementación de la energía nuclear también puede tener un impacto ambiental significativo, tanto en la extracción de uranio como en el almacenamiento de desechos tóxicos.
Manejo de desechos nucleares en México
El manejo de desechos nucleares en México se realiza a través del Centro de Almacenamiento Temporal (CADER), el cual es operado por el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ). El CADER se encarga de recibir desechos radiactivos de nivel bajo y medio generados en actividades no energéticas en el país y almacenarlos temporalmente bajo estrictos controles de vigilancia, cumpliendo con las leyes y reglamentos nacionales y recomendaciones internacionales. Es esencial destacar que el personal técnico del CADER está capacitado para manejar, controlar y vigilar estos desechos de manera responsable y eficaz.
Los desechos radiactivos almacenados en el CADER son producto de aplicaciones de materiales radiactivos en la industria, medicina e investigación en todo el país. Por ejemplo, en los hospitales se generan desechos como jeringas, guantes, papeles, recipientes y algodones contaminados con radiactividad, así como fuentes gastadas utilizadas en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como el cáncer. En la industria, se generan fuentes gastadas utilizadas como medidores de procesos industriales, como en el llenado de envases de refrescos, latas, cervezas, etc. También se utilizan en la medición y control de espesores de laminados como papel, acero, telas, entre otros.
El proceso de almacenamiento de los desechos radiactivos en el CADER consta de varias etapas. Primero, los desechos se caracterizan, acondicionan, compactan y colocan en bidones de acero de 200 litros en la Planta de Tratamiento de Desechos Radiactivos (Patrader) del Centro Nuclear “Dr. Nabor Carrillo Flores”. Cada bidón se rotula con información detallada sobre su contenido, como identificación del bidón, tipo de desecho, radioisótopo, actividad, nivel de radiación, fecha de envase, peso y ubicación, y se mantienen registros en papel y forma digital de estos datos. Luego, los bidones se transportan al CADER en vehículos autorizados por la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS), garantizando condiciones de seguridad física y radiológica adecuadas.
El CADER cuenta con varios almacenes para los desechos radiactivos, los cuales son:
- Almacén I: capacidad de 300 metros cúbicos
- Almacenes II: capacidad para 3,664 bidones
- Almacenes III: capacidad para 1,108 bidones
- Almacén IV: utilizado para guardar equipo, vehículos y herramientas
Finalmente, es vital destacar que los usuarios del CADER incluyen industrias hidrológicas, agrícolas y petroleras, así como instituciones de investigación médica, industrial, minera, ambiental y metalúrgica. Los servicios del CADER se utilizan en procesos industriales, diagnóstico y terapia, entre otras actividades.
