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¿La Energía Nuclear nunca será suficiente?


En la actualidad existen 440 reactores nucleares comerciales en uso en todo el mundo y están ayudando a minimizar nuestro consumo de combustibles fósiles, pero ¿cuánto más se puede obtener con la energía nuclear? En un análisis que se publicará en una edición futura de Proceedings of the IEEE, Abbott Derek, Profesor de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad de Adelaida, en Australia, ha concluido que la energía nuclear no puede abastecer la demanda de energética a nivel mundial por  numerosas razones. Los resultados sugieren que, probablemente, sea mejor invertir en otras soluciones energéticas que sean realmente escalables. Descubre algunos detalles del porqué, la energía nuclear, nunca alcanzará a abastecer al planeta de toda la energía que este consume y cuáles son las alternativas deseadas para el futuro.

Como señala Abbott Derek en su estudio, el consumo mundial de electricidad es de unos 15 Terawatts (TW) (15.000.000.000.000 de Watts). En la actualidad, la capacidad de oferta mundial de la energía nuclear es sólo de 375 Gigawatts (GW). Con el fin de examinar los límites de la energía nuclear, Abbott estima que para satisfacer una demanda de 15 TW, utilizando sólo energía nuclear, necesitaríamos alrededor de 15 mil reactores nucleares. En su análisis, Abbott explora las consecuencias de la construcción, operación y posterior desmantelamiento de 15 mil reactores en la Tierra, observando factores tales como la cantidad de tierra necesaria (superficie), los residuos radiactivos, la tasa de accidentes, la abundancia de uranio y su extracción, y los metales exóticos utilizados para construir los propios reactores. “Una central de energía nuclear requiere una alto consumo de recursos y, además del combustible, la utilización de muchos metales raros en su construcción“, afirma Abbott.

La superficie de tierra y su ubicación: Un reactor nuclear requiere alrededor de 20,5 kilómetros cuadrados de tierra para dar cabida a la estación de energía nuclear en sí, su zona de exclusión, su planta de enriquecimiento, el procesamiento de minerales, y la infraestructura de apoyo. En segundo lugar, los reactores nucleares deben estar ubicados cerca de un enorme cuerpo de agua de refrigeración, pero lejos de las zonas de población densa y de desastre en zonas naturales. Encontrar 15 mil lugares en la Tierra que cumplan esas condiciones es muy difícil.

Vida útil: Cada estación de energía nuclear tiene que ser dada de baja después de 40 a 60 años de operación. Esto es debido a las grietas que se desarrollan en las superficies metálicas expuestas a la radiación. Si las centrales nucleares necesitan ser reemplazadas cada 50 años en promedio, contando con 15 mil estaciones de energía nuclear, una estación tendría que ser construida y otra dada de baja en algún lugar del mundo, todos los días. En la actualidad, se tarda más de 12 años para construir una central nuclear, y hasta 20 años para desmantelar otra, por lo que la tasa ideal de sustitución resultaría imposible de lograr.

Residuos nucleares: Aunque la tecnología nuclear se utiliza desde hace más de 60 años, todavía no existe un acuerdo internacional sobre los métodos de eliminación de sus residuos. Siempre es incierta la posibilidad de que la mejor opción sea enterrar el combustible gastado y de los vasos de un reactor vetusto (que también son altamente radiactivos). Estos podrían tener fugas radiactivas hacia las aguas subterráneas o al medio ambiente a través de movimientos geológicos.

Accidentes: Hasta la fecha, se han producido 11 accidentes nucleares con  una total o parcial fusión del núcleo. Estos accidentes no son acontecimientos menores que se pueden evitar incrementando la tecnología en sistemas de seguridad en una planta; se trata de eventos raros que ni siquiera son posibles de imaginar en un sistema tan complejo como es una central nuclear, y siempre surgen por motivos imprevistos y circunstancias impredecibles (como el accidente de Fukushima). Teniendo en cuenta que estos 11 accidentes se produjeron durante un total acumulado de 14.000 años-reactor (cantidad de años respecto a los reactores operativos) de actividades nucleares, la ampliación hasta 15 mil reactores en funcionamiento simultáneo significaría que tendríamos un accidente grave, en algún lugar del mundo, cada mes.

Proliferación: Incrementando el poder de las centrales nucleares, existirá una mayor probabilidad de que los materiales y los conocimientos para fabricar armas nucleares puedan proliferar alrededor del mundo. A pesar de que los reactores tienen un control estricto sobre este tema, el mantenimiento de la rendición de cuentas de 15 mil reactores en todo el mundo sería casi imposible.

Abundancia de Uranio: Al ritmo actual de consumo de uranio para los reactores convencionales, una oferta mundial de “uranio viable” puede tener una duración de 80 años. Para satisfacer un consumo energético de hasta 15 TW, el suministro de uranio viable tendrá una duración de menos de 5 años. (Uranio viable es el uranio que existe en una concentración de mineral suficientemente alta como para que la extracción sea económicamente justificada.)

Metales exóticos: El recipiente de contención nuclear está hecho de una variedad de metales raros y exóticos que controlan y contienen la reacción nuclear. El Hafnio se utiliza como amortiguador de neutrones, el Berilio como un reflector de neutrones, para el revestimiento se utilizan circonio, niobio y aleaciones de acero que posibilitan una duración de 40  a 60 años. La extracción de estos metales plantea cuestiones de costes, la sostenibilidad y el impacto ambiental. Además, estos metales tienen muchos usos industriales que compiten contra la utilización en centrales nucleares. Por ejemplo, el Hafnio y el Berilio  se utilizan en los circuitos integrados y en la industria de semiconductores. Si un reactor nuclear se construye todos los días, la oferta mundial de estos metales exóticos, necesarios para construir estructuras de contención nuclear, disminuiría rápidamente y crearía una crisis de recursos minerales. Este es un nuevo argumento que Abbott pone sobre la mesa, que estableciendo límites de recursos en toda la generación de reactores nucleares del futuro, ya sea que se alimenten de torio o uranio.

Debido al costo, la complejidad, los recursos necesarios y los tremendos problemas que se ciernen sobre la energía nuclear, nuestras monedas de inversión serían más sabiamente colocadas en otro lugar“, dijo Abbott. “Cada billete que se dedica a la energía nuclear es dinero que se ha desviado de ayudar a la rápida adopción de una solución segura y escalable como podría ser la energía solar térmica“. Aprovechar la energía solar térmica para producir calor y generar vapor, puede hacer girar una turbina para generar electricidad. La tecnología solar térmica evita muchos de los problemas de escalabilidad frente a la tecnología nuclear. Por ejemplo, aunque un parque de energía solar térmica requiere una superficie poco más de la infraestructura de energía nuclear equivalente, puede ser ubicado en zonas desérticas que existen sin usar. Además de ser una tecnología más segura, los materiales para su construcción son más abundantes y se pueden alcanzar una totalidad de generación muy superior a los 15TW. Sin embargo, el mayor problema de la tecnología de energía solar térmica son los días nublados y durante las noches. Abbott planea investigar una serie de soluciones de almacenamiento para este inconveniente de intermitencia, además de planear estudios futuros sobre otras energías renovables como la eólica. Durante el período de transición, sugiere que el uso de gas natural junto con parques solares térmicos es el camino a la construcción de una infraestructura de energía segura para el futuro.

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Escrito por Mario

Comentarios

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  1. El articulo me parece lleno de imprecisiones, el autor realiza una gran cantidad de suposiciones (el rendimiento va a ser siempre el mismo, no considera los reactores de torio, etc). La mayoría de los errores del articulo están marcados en los comentarios de la pagina de phisorg.
    La realidad es que el problema del abastecimiento energético no es tan sencillo como los ecologistas quieren hacer ver, hoy en día construir un panel solar baja eficiencia) constituye un gasto económico y ambiental que no es recuperable en toda la vida del producto (que por ahora es de 25/30 años, bastante menos que los 50 años que ofrecen las centrales nucleares). Los residuos de un panel nuclear no son menos tóxicos que los residuos de una central nuclear y a diferencia de los residuos nucleares no disminuyen su toxicidad con el tiempo.

    • #2 Estoy de acuerdo. Si fuera tan fácil como nos lo intentan vender los grupos ecologistas, no habrian nucleares. Además, hacer parques solares en el desierto implica montar lineas eléctricas de gran distancia (hasta las ciudades o puntos de consumo), lo que supone una gran inversión.

      Para quitar las nucleares, primero habria que construir otras centrales que asegurasen como mínimo, la misma producción de energía ( y de momento ni las eólicas, ni las térmicas, "están a la altura" desde el punto de vista de producción y de beneficio/costo).

      Saludos

    • #2 En realidad, el gasto energético de producir un panel solar, se recupera en aproximadamente 2 años (varia ligeramente según la zona geográfica. Por ejemplo, son 1.8 años en Andalucía, y algo menos de 3 si los ponemos en Berlín). Además, ya se está trabajando en paneles cuyo coste energético se recuperará en 1 año, así como células solares hechas con compuestos orgánicos que requerirán menos productos químicos en su fabricación. Sí, es cierto que el coste económico tarda más de 2 años en recuperarse, pero evidentemente se recupera (los fabricantes no son tontos). Cierto que hay un impacto ambiental (todo tiene un impacto ambiental), pero dicho impacto es ridículo si lo comparamos con otras alternativas como el uso de carbón. ¿Almacenamiento? Efectivamente no es fácil, pero al contrario que muchos obstáculos que presentan la industria nuclear o la del petroleo, no se trata de problemas, ni mucho menos insalvables.

  2. Buen artículo. Aunque las conclusiones ya eran obvias desde el principio.
    No obstante no hay que olvidar que la energía nuclear no solo incluye los reactores de fisión sino también los de fusión. Y estos últimos si que podrían llegar a abastecer a la población mundial.

  3. Lo de la superficie y lo de las materias primas, no tiene ni pies ni cabeza.Parece que el autor de este artículo no sabe nada de la ley de la oferta y la demanda.
    La solar térmica no se puede colocar en un desierto porque le hace falta la misma agua que una nuclear (para refrigerar) por unidad de energía producida, si tienen el mismo rendimiento térmico, pero el rendimiento de una nuclear es siempre mayor devido a que las temperaturas con que trabaja son mayores.
    Si las nucleares son más baratas que el resto (sin contar con la gestión de residuos) es porque consumen menos recursos que el resto para producir lo mismo, no es porque hay una coonspiración judeo-capitalista que quiere acabar con el mundo.
    Además tener un 100% de energía nuclear es una locura.

  4. El tal Abbott Derek no ha hecho un estudio, sino una argumentacion, su objetivo no era sacar conclusiones, es mas bien utilizar la dialectica para combencernos de sus ideas preconcebidas con una vision parcial de los datos, un caso clasico vison parcial.
    Al igual que Malthus no considera ningun tipo de avance tecnologico o de gestion, ¿alguin ha hecho un analisis economico de instalar 15 TW de energia solar termica?, es imposible, nos arruinaria de inmediato.

  5. Esto es totalmente inviable desde el momento en el que debemos ajustar la curva generada a la curva consumida y puesto que las centrales nucleares no son en absoluto regulables, no podría darse ni por asomo

  6. Es cierto que cada vez más en el mundo las energías nucleares están siendo vistas más como un mal que como un bien, pero también es cierto que por mucho que nos pinten tan bonito las energías renovables, como la solar, nos ocultan muchos de sus defectos: la energía solar(para dar un ejemplo) no es una energía que garantice que no contamina, ya que la fabricación de sus láminas y su uso afecta a la parcela donde se instala el campo de placas solares. En definitiva, en la actualidad queda mucho por investigar para dar una solución efectiva.

  7. Bastante de acuerdo con casi todos los comentarios anteriores. El estudio realizado por este hombre no tiene ni pies ni cabeza.

    Está claro que el consumo mundial de energía no se puede basar en la energía nuclear. No obstante eso no quiere decir que tengamos que prescindir de ella completamente como dicen los ecologistas.

    Gracias a los anti-nucleares en el mundo se quema cada día más combustibles fósiles que dañan también el medio ambiente…

    La única manera de quitar alguna de las nucleares es disminuir el consumo. Son las que dan la base de la energía consumida y las renovables todavía no son capaces de proporcionar esto.

    P.S. Me considero a mí mismo protector del medio ambiente y por eso estoy a favor de las nucleares, porque destruyen el medio ambiente, pero menos que las térmicas.

  8. Este estudio no tiene ningún sentido, si suponemos que solo nos abastecemos de otro método energético, ya sean combustibles fósiles, energía solar, eólica, hidroeléctrica, todos tienen los mismo y peores problemas, ejemplo:
    -Combustibles fósiles: se acaban, al igual que el uranio y los metales raros
    -Energía solar y eólica: requieren mucha más extensión de terreno para generar la misma cantidad de energía que una central nuclear.
    -Hidroeléctrica: ¿se podrían hacer las suficientes presas? ¿cuántos valles habría que inundar?

    Si su intención es decir que hay que inventar rápidamente un método alternativo como la fusión nuclear, estoy de acuerdo, pero entonces el estudio tendría que haber sido global( a todas las tecnologías)

    • #11 En realidad las columnas de los molinos eólicos no requieren tanta superficie, aunque es verdad que tengan que estar bastante distanciados entre sí, puesto que son orientables pero, ¿qué problema hay en instalarlos en el mar, en islas estériles o en las montañas donde, de otra manera, esa superficie de agua o tierra no sirve para nada? Eso sí, habría que incluír en los costes el traslado de todo el material hasta allí -ciertamente altos, dado el volumen de los mismos y lo difícil de acceder a esos lugares. Así que el tema de la superficie no creo que sea un problema para justificar una central nuclear con respecto a un parque eólico.

      En cuanto a los costes de las líneas eléctricas también son aplicables a los de las nucleares, ¿realmente es más caro construír un parque eólico o solar que una central nuclear? Doce años no se tarda en ponerlos en funcionamiento…

      Respecto a la solar, hay un comentarista arriba que afirma que resultaría caro el traslado de la energía cuando esta es obtenida en algún lugar inhóspito como, por ejemplo, un desierto. Discrepo, pues hay muchos que colindan con lugares habitados (Abu-Dubai, por poner un ejemplo de lugar con potencialidad suficiente como para abordar tal construcción).

      • #13 El problema de las líneas electrícas de gran longitud no es el coste, ni el mantenimiento, sino la cantidad de energía que se desperdicia. Un porcentaje nada despreciable de la energía que se produce se desperdicia en el propio translado de la energía.

        Hay artículos que hablan de grandes campos solares en el Sahara para abastecer Europa, y los que he leido concluyen que el gran inconveniente actual es que se debe de avanzar mucho en el campo de los superconductores para poder llevar esa energía generada de forma eficiente hasta Europa.

        • #14 En realidad bastaría con usar lineas de corriente continua. El problema de las redes de distribución europeas, es que usan corriente alterna en vez de continua. Es más barato, pero se pierde mucha electricidad en distancias largas. Usando continua se perdería tan sólo un 3% cada 1000km. El problema, claro, es que sustituir toda la red de distribución Europea no es algo que se pueda hacer de la noche a la mañana.

          • #21 Rober2D2 me parece que estás medio equivocado, habría que revisar bien eso, tengo entendido que la corriente alterna se puede transportar a mas distancia que la continua, además no olvides que la corriente continua le es mas fácil formar arcos a menores voltages que la alterna (ya lo comprobé).
            De todas formas acá han hecho comentarios muy lindos, muy bonitos sobre fuentes de energías, que si este que el otro no y bla bla… Pero nadie habló de consumir menos, nadie dijo que el problema también somos nosotros por como derrochamos energía, es cierto que la población está creciendo, pero basta con ver una foto desde el espacio sobre una ciudad para darse cuenta de la magnitud de consumo que estamos haciendo, es brutal, o sea, no importa que fuentes de energía desarrollemos, siempre el problema está en los consumidores (bastante irresponsables algunos) que dejan luces prendidas, o mantienen todos los aparatos prendidos, o tienen las instalaciones electricas de su hogar mal hechas… Tantas cosas que nadie presta atención, y así nos va a ir… Es mucho mas barato para todos revisar esas cuestiones que desarrollar nuevas fuentes de energía apresuradamente solo porque las centrales electricas no dan a basto para tanto consumo, a ver si cada uno en sus casas se pone a observar estas cuestiones..
            He dicho.

  9. Segun los ultimos estudios, de esos que cuestan dinero, la energia nuclear es la mas eficiente en cuanto a espacio y coste de puesta en marcha requerido. Por supuesto que (hablando de la de fision) es una de las mas contaminantes a largo plazo. En estados unidos ya se prueban desde hace tiempo nuevos reactores de fusion de isotopos de hidrogeno, eso no se ha tenido en cuenta.

    Otro dato y poniendo a Japon sobre la mesa, los residuos de una planta nuclear de fision (por lo que oi hay de uranio enriquecido, plutonio, torio,…) eran tratados y llevados como combustible a otra en un ciclo de realimentacion que hace que la energia nuclear japonesa sea la que que menos residuos nucleares provoca. Segun dijeron los analistas incluso de españa, se generaba un residuo del tamaño de una pelota de golf cada tres años.

    Por desgracia las energias renovables (quitando la hidroelectrica) no son eficientes 100% y la contaminacion de su fabricacion es muy elevada. Mas nos valia encontrar otras fuentes de energia.

  10. no estoy de acuerdo con los comentarios sobre la energia solar,si producir los paneles es algo toxico pero almenos no es radioactivo, cada dia son mas eficientes,modificandolos con bacterias, o haciendo tubos enfriados con algun gas como nitrogeno,es facil producirlo lo unico que necesitas es agua, y si se evapora no contamina mucho el problema es licuarlo a esas cantidades pero no es imposible,y si se podria usar para calentar agua y evaporarla que seria muy buena idea o muy mala depende como se vea si esta se lleva hacia el desierto ya que alteraria de forma muy extraña el clima quiza para bien o mal quien sabe, pero por que no se les ha ocurrido sacar satelites al espacio que aborban energia y la transmitan a la tierra? algo loco aunque sea a lo tesla pero asi no tendriamos que tenerlas en el planeta y nos llegaria atravez de torres receptoras aparte podriamos usarlos para comunicaciones o exploracion de estrellas.

  11. Como ya sabemos todos cómo están las cosas y que el petróleo es insustituible lo único que nos queda hacer es realizar una transición de la época de opulencia en el consumo a otra época más moderada, lo que se ha dado a llamar DECRECIMIENTO. Ayer asistí a la charla debate que dió Jordi Solé, del Peak Oil Observatory, en las jornadas de Sevilla Decrece y aunque no me dijo nada que no supiera si profundizó en datos y estadísticas que yo no conocía. La conclusión es que la cosa está muy mal y debemos de ir decreciendo ya y desengancharnos del petróleo. Las únicas energías viables son las renovables, el resto no son una solución de futuro, y menos las que entrañan riesgos para la estabilidad del entorno que nos sustenta.

  12. Me parece menos costoso en terminos generales apostar por energias mas limpias y dejemos a un lado toda palabreria no cres?

  13. Por desgracia parece que debemos convivir algo mas de tiempo con la fisión nuclear hasta que se destine la suficiente investigación y recursos a la fusión nuclear. Si ya se sabe de este mundo capitalista…

  14. El deuterio se encuentra en el agua ordinaria, y el tritio se puede produccir en el reactor de fusion. treitan litros dee agua de mar contienen 1 gramo de deuterio, que al fundirse libera tanta energia como 10.000 litros de gasolina u 80 toneladas de TNT …………(fisica conceptual 10 ed-Paul hewitt – 679pag,680pag)
    .
    “si al desarrollo de la energia nuclear“

  15. No olvidéis que estáis hablando de fuentes de energía, en algunos casos, y transportadores de energía en otros. La tasa de retorno de energía que nos ha dado el petróleo ha sido su gran baza hasta ahora, pero al empezar a haber cierta escasez en algunos pozos su tasa de retorno ha descendido considerablemente, ahora nos cuesta la misma energía sacar menos, el día que sacar petróleo no nos merezca la pena dejaremos de hacerlo.

    Con la energía de una placa solar no puedes fabricar una placa solar, lo mismo pasa con el resto de cosas, de un modo u otro hace falta petróleo y sus derivados químicos.

    Y a los que flipan la energía nuclear les comento que hay uranio 238 para menos de 40 años ¿y luego qué? hay que ser realistas y ver las estadísticas a fondo, si nuestra sociedad es lo que es es gracias al petróleo y es insustituible así que no nos queda otra que cambiar de paradigma, y no lo digo yo, lo dicen todos los expertos del mundo que ya saben lo que viene. Pasaos por crisisenergetica.org y veréis.

  16. Han tenido en cuenta que no hay ninguna central nuclear que trabaje al 100?? Es que no trabajan ni al 60% de su capacidad. Además hay reactores cuyo refrigeramiento es por gas (como las neveras) son los reactores AGR y HTGR.
    En EEUU las centrales tiene una vida útil de 60 años, en España de 40. Este tipo ha pensado en meter más reactores por central?? Pones 3 reactores, a 60 años de vida cada uno…son 180 años de funcionamiento, bueno para que no me digan que miento, sería menos, que hay labores de mantenimiento y reparación que tendrían a alguno parado.

  17. ¡Qué gusto que exista tanta gente apoyando la energía nuclear! aún cuando se han suscitado dos terribles accidentes.

    Esperemos que el reactor nuclear con confinamiento magnético tenga mejor suerte.

  18. Yo estoy de acuerdo que hay que cambiar las tendencias energéticas, un claro ejemplo de esto es lo que sucedió en Chernobyl y Fukoshima. Tal vez en este momento, con la tecnología existente, "se vea" que la energia solar no sea "tan eficiente" como otros sistemas, pero todo empieza por algo no? o si no solo vean los artículos de la retroinformatica. Saludos!

  19. Claro esta que no se puede obtener el 100% de energía de las plantas nucleares, esto no seria viable, la solución no esta en una sola fuente, mas bien en un conjunto de las mismas, la utilización de la fuente adecuada para la región del mundo en el que se encuentra.
    El principal problema no se encuentra en que fuente de energía elegir, sino en que la población tenga educación, nosotros somos los consumistas, nosotros somos quienes procreamos sin pensarlo dando lugar todo esto a miles de millones de personas en el mundo. Debemos de pensar que si actuamos de la forma adecuada mañana no sera necesario tener toda esta capacidad de energía, la tecnología avanza y los métodos que aparecen son mejores cada día, lo que no se vale es desprestigiar esta fuente de energía que es viable en estos momentos del mundo.

  20. SE SABE QUE LA ENERGÍA SOLAR NI LA EÓLICA ABASTECERA TAL DEMANDA. SIN EMBARGO PIENSO QUE LA ENERGÍA NUCLEAR TAMPOCO ES UNA SOLUCIÓN VIABLE. CLARO…ESTO NO SE PUEDE PERCIBIR CUANDO NO SOMOS NOSOTROS LOS QUE PADECEMOS MALFORMACIONES CONGENITAS NI ENFERMEDADES EN LA PIEL DEBIDO A EXPOSICION A LA RADIACION. LAS PLANTAS NUCLARES SON RENTABLES EN ALGUN MODO PERO CUANTO NOS COSTARIA LEVANTARNOS DE UN ACCIDENTE NUCLEAR GRAVE?

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