¿Nucleares?

Tras el accidente nuclear en la central Fukushima Dai-ichi de Japón, provocado por un terremoto de magnitud 9 en la escala de Richter y un maremoto con olas de hasta 32 metros, el mundo industrializado ha iniciado una reflexión acerca de la viabilidad de la energía nuclear de fisión. La prueba está en que Ángela Merkel, actual canciller alemana, ha cambiado su política energética tras el desastre, mientras el resto de países revisan sus plantas (nucleares, claro).

La energía de fisión es la fuente de energía implementada más productiva hasta la fecha. La energía eléctrica sería muchísimo más escasa (y cara) sin fisión de lo que es actualmente. Obviamente, reduciría la renta disponible de las familias, caería por ende el consumo, se reduciría por tanto la producción y los costes de las materias primas también ascenderían. Es decir, la riqueza de la sociedad se contraería notablemente. Por añadidura, la energía de fisión es compatible con evitar el cambio climático: no produce emisiones de efecto invernadero, especialmente de CO2, que tanto cabrea a los ecologistas.

Como cualquier innovación revolucionaria, la energía nuclear presenta un riesgo. Con riesgo cero, el progreso también es cero. ¿Qué elegimos de la disyuntiva? Para elegir una alternativa, debemos, ante todo, analizar los riesgos y los beneficios. La energía de fisión, a cambio de aportarnos mayor riqueza, nos reporta radiactividad, ya sea emitida directamente al medio ambiente o almacenada sólidamente en cementerios nucleares. Los cementerios nucleares representan el coste con menor peligro, pues la radiactividad generada es controlada y tratada por los seres humanos. Los residuos que el reactor genera se separan de los reutilizables (para volver a usarlos en otro reactor) de los inutilizables, que esos sí se almacenan; los reutilizables, se van haciendo cada vez más radiactivos hasta que se convierten en plutonio.

El problema de los residuos puede ser asumible en cierta medida, pues el volumen de todos los residuos nucleares del mundo no es mayor al de una habitación convencional (8 metros cuadrados).

El mayor riesgo, por tanto, es el de fuga radiactiva. Por eso, los ingenieros nucleares idean constantemente nuevas formas de impedir cualquier posibilidad –por remota que sea– de incidente nuclear. Se publicó un informe en el que se demostró que si un avión comercial Boeing-767 se estrellase contra la central, al contrario que el World Trade Center, la central nuclear permanecería sin problema alguno en la vasija y en el núcleo.

El problema estriba en la refrigeración, pues la actividad de la fisión se realiza a miles de grados y, sin agua en el interior que circulando enfríe el núcleo, éste puede llegar a fundirse, aumentando la presión y haciendo inevitable la emisión de algunos niveles de radiactividad. Por este motivo, se han ideado más de 5 sistemas de seguridad que permiten refrigerar en caso de que uno falle.

En primer lugar, tenemos dos publicaciones que tratan de calcular la probabilidad de que se produzca una fusión del núcleo en 40 años. La primera, la calcula para los reactores antigüos; la segunda publicación, realizada por General Electrics, calcula lo mismo para los reactores modernos. En la siguiente tabla, extraída de esa publicación, se resumen las conclusiones logradas:

En la parte encuadrada de rojo se encuentran las probabilidades de que se produzca una fusión de núcleo en un año, para cada tipo de reactor. El primero, BWR/4, es el mismo modelo al de la central de Fukushima. Como vemos, las probabilidades son muy bajas: si calculamos su media obtendremos una probabilidad de fusión de núcleo de 0,000280750% al año, por reactor.

Es decir, la probabilidad es prácticamente nula, pero está ahí; puede suceder. En este sentido, también debemos tener en cuenta el período de semidesintegración del radioisótopo que se encuentra en el reactor. Por ejemplo, el Yodo-131 se semidesintegra en 8,04 días, mientras que el plutonio tarda 24.110 años. También hay que decir que, a menor período, más radiactividad se emite, pues la radiación es liberada en poco tiempo, mientras que, en el plutonio por ejemplo, se libera poco a poco: en 24.110 años.

¿Es permisible entonces esta probabilidad? Situándonos en el peor de los escenarios posibles, esta es la probalidad de accidentes nucleares que se producirían antes de que el plutonio se semidesintegre:

Y, ahora, a partir de esta cifra podemos deducir la probabilidad de que ocurran distintos accidentes en el período de 24.110 años.

Y representando los anteriores datos:

O sea, que en 24.110 años, período en el que el plutonio está presente ha dado tiempo, a que se produzcan 5 accidentes nucleares. Y, por lo tanto, el plutonio se habrá extendido por muchos lugares de la tierra, dificultando la vida saludable.

Calibrando los beneficios y perjuicios de la energía de fisión podríamos afirmar que es altamente inviable si su tiempo de actividad es permanente, pues inevitablemente se producirán accidentes nucleares impregnando la atmósfera de radiación. Ahora bien, si la energía nuclear es transitoria, sus beneficios son muy superiores a los costes, ya que, a corto plazo, los residuos generados son mínimos y la probabilidad de que se produzca una fusión del núcleo es casi nula. Por ejemplo, si perdura unos 100 años en el mundo, la probabilidad de que ocurra una fusión del núcleo en un reactor moderno, utilizando la fórmula anterior, es de 2,23%; o sea, muy pequeña.

En definitiva, si optamos por el riesgo cero nuestra riqueza y bienestar disminuirá ostensiblemente. De modo que la decisión más racional –desde el punto de vista económico– es mantener la energía nuclear al mismo tiempo que se innovan otras fuentes más productivas y libres de riesgo, como la energía de fusión, cuya implementación se ha pronosticado para el 2035.

Es decir, es la energía del presente y hasta del futuro próximo, pero no es la energía de un futuro lejano. ¿Por qué la del presente? Porque hay riesgos prácticamente nulos (a pesar, de lo de Fukushima, y aunque este accidente todavía no haya ocasionado ningún problema para la salud) y fastuosos beneficios. ¿Por qué no la del futuro? Porque los riegos, obviamente, son crecientes. Y a nadie le gustaría mantener siempre una energía que genere algunos residuos. Siempre se quiere mejorar lo mejor.

No obstante, la predicción mediante probabilidades implica un riesgo. Por este motivo, la pretensión de este artículo no es demostrar cuántos accidentes se producirán, sino intuir que, a largo plazo, debido a los altos períodos de semidesintengración del plutonio, el planeta puede verse envuelto de este tipo de radiactividad y, concluyendo por tanto, que es la energía del presente o, como mucho, futuro próximo.

Fusión nuclear: próxima Revolución Tecnológica

A pesar de que los recursos están limitados y son escasos, ello es porque el límite de los mismos radica en el propio conocimiento. Y éste frutece en condiciones de necesidad. La Segunda Guerra Mundial trajo consigo innumerables innovaciones técnicas en multitud de campos, por ejemplo. Asimismo, el crecimiento acelerado de la población mundial, la creciente demanda individual de energía y recursos y el agotamiento y desbordamiento de los mismos crean condiciones de necesidad, agudizando el ingenio. Como ya afirmó el Premio Nobel de Economía, F. A. Hayek, «debemos optar entre ser muchos y ricos o pocos y pobres».

La energía de fusión, por tanto, es un caso particular de lo antedicho en el párrafo anterior. Es necesaria una fuente energética segura, limpia y que ofrezca una energía suficiente para una población que no para de crecer. Así, en 1986, tras las dos crisis del petróleo, China, India, UE, EEUU, Rusia, Japón y Corea del Sur han aunado sus fuerzas para crear el ITER, con el fin de lograr la fusión nuclear.

La energía, a lo largo de la historia, ha permitido elevar el nivel de vida del ser humano. La energía es la base de todo sistema económico, de ella depende el coste de todos los productos, desde un chicle a una limusina: a más escasez de energía, más cuesta ganarse la vida. El carbón, en primer lugar, posibilitó la extinción de la servidumbre; el petróleo, mientras fue abudante, logró que la economía mundial viviese su época dorada durante 1950-1973; la energía de fisión actual se presenta, a veces, como única alternativa. Sin embargo, todas estas energías tienen un vicio común: o son escasas o contaminan.

Sin embargo, la fusión nuclear -aún en proceso de supervisión- desencadenará una revolución tecnológica sui géneris. Comprobándose, una vez más, que el límite de la riqueza mundial hunde sus raíces en el conocimiento. El día en que esta tecnología termine de implementarse (aproximadamente para 2035), el precio de la energía se reducirá ipso facto a un nivel irrisorio, ya que podremos producir, sin apenas coste, cuanta de ella queramos. En consecuencia, al disminuir los costes, los precios (que no los salarios) bajarán muchísimo. Conclusión: daremos un paso de gigante al implementar la fusión, pues el nivel de vida aumentará ostensiblemente.

El ITER ya está dando resultados. La ciencia de la fusión nuclear ya está dilucidada. Las leyes físico-químicas hacen que la susodicha sea factible. Así como en la enegía de fisión hacían falta átomos muy pesados (como el Uranio) para su repulsión, en la fusión se necesitan átomos muy ligeros (y, por tanto, más estables como el hidrógeno) para su unión. En concreto, para esta tecnología, se utilizan dos isótopos del hidrógeno (deuterio y tritio).

La idea consiste en unir el deuterio (compuesto por un protón y un neutrón) junto al tritio (compuesto por un protón y dos neutrones). Como resultado obtendremos dos protones y dos neutrones unidos entre sí o, lo que es igual, un átomo de helio, elemento inodoro e incoloro. Por otra parte, se liberará un neutrón y, por supuesto, una inusitada cantidad de energía (que analizaremos más tarde).

 

 

El único problema de la energía nuclear de fusión es tecnológico. Para fusionar dos átomos con carga parecida hacen falta temperaturas atronómicas (superiores a las del Sol; parecidas a las de una supernova), pues la repulsión electroestática establece que los polos iguales se repelen, mientras que los contrarios se igualan. Así, para unir el deuterio y el tritio, hace falta aislar las desmesuradas temperaturas del resto del mundo. No obstante, las últimas inveciones están apunto de lograrlo definitivamente.

Plasma rodeado por campos magnéticos

Las temperaturas tan elevadas cambian la materia de estado y la convierten en plasma (muy parecido a los relámpagos). Este plasma, si es rodeado convenientemente por una serie de campos magnéticos, se conseguiría separar la temperatura del interior del reactor, culminando definitivamente el sueño de la fusión. Si bien, algunas particulas de rayos X escaparían de los campos magnéticos calentando el entorno. Para esto, en torno a la reacción, se han construido unas paredes de acero de varios metros de grosos, con tuberias llenas de agua fría. Esto permite que el calor residual sea convertido rápidamente en vapor de agua y, a su vez, el vapor sirva para mover unas turbinas y generar la energía suficiente para mantener encendida la fusión. La reacción de fusión se mantiente, por tanto, por sí misma.

Los guarismos son lapidarios. Con un kilogramo de hidrógeno lograríamos en una hora, mediante fusión, más del triple de la energía producida por fisión en el mismo tiempo. Y lo que es más asombroso: la fusión lograría 28 veces más energía que la que se obtiene de forma solar y eólica. Es más, una única central de fusión doblaría la actual producción de energía total, como pueden observar en el gráfico de abajo.

*Los datos correspondientes al Carbón, Petróleo, G.Natural, Hidráulica, Fisión y Eólica y solar han sido extraídos del INE, y son la media de la producción de energía que se ha producido en una hora desde el año 1991 hasta el 2008 en España. Los datos correspondientes a la energía de fusión han sido estimados por ecuaciones concluyendo que: 1kg de H -> 70.000.000 KW/h; 1gr. de H -> 173.000 KW/h.

No son necesarios los recursos, sino el conocimiento.

Malthus se equivocó

El célebre economista Thomas Malthus afirmó ya hace muchos años que mientras que la producción crece artiméticamente, la población lo hace geométicamente y, por tanto, habrá un momento en que haya más personas que recursos. Tras esta afirmación la población creció sin precedentes (en Gran Bretaña pasó de 5 millones de habitantes a 21 en menos de una centuria), y, aún así, el bienestar medio creció ostensiblemente: se inició la Primera Revolución Industrial. Malthus pinchó en hueso: no tuvo en cuenta el poder multiplicador de la tecnología.

Actualmente, hay numerosas mentes, al igual que Malthus, que afirman que un aumento de la población puede ser catastrófico o, al menos, reducirá paulatinamente el bienestar. Su principal argumento es el de que los recursos son limitados, mientras que el hombre puede crecer (y gastar) sin ningún límite.

Ahora bien, de nuevo al igual que Malthus, el argumento de los susodichos es falaz porque no tiene en cuenta que la tecnología puede multiplicar los recursos en la proporción deseada. En la prehistoria, los homínidos apenas subsistían, sin más recursos que la recolección o la caza. Actualmente, casi 7.000 millones de personas en el planeta subsisten con un bienestar bastante mayor que los hombres prehistóricos. ¿Dónde está el truco? De nuevo, en la tecnología. Y si algún pueblo permanece aún en el subdesarrollo, se debe -y esto es taxativo- a la carestía de tecnología. Por tanto, ni más ni menos, la solución está en la adopción de tecnología.

¿Qué introdujo la agricultura? Poder cultivar alimentos casi indefinidamente, evitando la recolección. ¿Y la ganadería? Cuatro quintos de lo mismo. Por extensión, los fertilizantes y la maquinaria aumentaron la eficiencia del sector agroganadero, permitiendo, en el siglo XX, que un solo agricultor pudiese alimentar a más de 43 ciudadanos.

¿Que avance supuso la energía nuclear? Generar grandes cantidades de energía, sin necesidad de recurrir a combustibles fósiles. Y a quién no le guste este tipo de energía por la radioactividad, que se espere a la energía de fusión, unos veinte años, la cual, permitirá producir sin coste alguno energía a borbollones. Con esta tecnología, la energía será tan abundante o barata como el aire.

Bien, entonces ¿por qué se arguye que los recursos son limitados? Quizá porque se peque de miopía y no se vislumbren en un futuro nuevas tecnologías que multipliquen las posibilidades. Es muy probable que, en poco tiempo, el hombre pueda volver a la Luna o incluso a Marte y seguir extrayendo recursos. Como dijo Jacque Fresco, cualquier cosa concebida por el hombre, puede ser construida. Por ejemplo, me viene a la mente la posibilidad de poder modificar nuestro ADN (biotecnología), para poder alimentarnos, como las plantas, por fotosíntesis, sin necesidad de comer.

Aún así, podría también llegar el momento en el que se agoten recursos indispensables para vivir: espacio y agua. De momento, el espacio en el planeta Tierra no plantea mucho problema, pues hay grandes regiones del planeta deshabitadas y, además, pueden construirse edificios muy altos. De todos modos, para cuando llegue el día en el que el espacio sea tan escaso como el oro, seguramente ya estemos habitando en otros planetas. ¿El agua? Parece que, de momento, tampoco es un problema, ya que puede volver a purificarse e incluso puede fabricarse.

Es posible vivir con índices increíbles de bienestar en un mundo masivamente superpoblado, el único límite es nuestro conocimiento, la tecnología, como afirma Eduardo Punset: «lo que importa no es si seremos dos millones más o dos millones menos, si es justa la edad de jubilación o injusta, sino el nivel y la difusión del conocimiento; es decir, la reforma educativa».

Es más, cuánto más crece la población, más posibilidades hay de desarrollar nuevas técnicas y más acusada avanza la ciencia, pues más científicos y mentes brillantes y, por tanto, más ideas y puntos de vista habrá para aumentar el bienestar del hombre.