Radiactividad y centrales nucleares

Autor: G de Galleta

Tras los hechos recientes de Fukushima, las noticias y comentarios que se han oído sobre la energía nuclear, han sido catastrofistas (con parte de razón), en ocasiones apocalípticos. También se han escuchado terroríficas comparaciones con Chernóbil, y ya fuera de sentido, cosas sobre venganzas divinas. Llevo tiempo leyendo mucho sobre el tema, de científicos y gente especializada, intentando formar una opinión. Tenía la mía, pero quería someter esa opinión a hechos y datos que los expertos podían darme. Siempre es bueno contrastar y poner a prueba las propias ideas, por muy fuertes que éstas sean. Así que, por fin he decidido dar mi opinión ya formada, contrastada y endurecida a base de datos y hechos. Puedo decir que he cambiado de forma de pensar un par de veces mientras me seguía informando, pero creo que he llegado a un punto en que tengo lo suficiente como para sentirme bastante seguro de que lo que voy a contar tiene sentido y es lógico. Así que, allá voy.

La mayoría de esas opiniones y análisis que he leído, han carecido de lo más fundamental: conocimiento sobre física y sobre energía nuclear. Pocos periodistas y comentaristas han prestado oídos a científicos, ni se han molestado en entender qué era lo que realmente estaba pasando. Es cierto que el Gobierno japonés no ha colaborado precisamente, al proporcionar información parcial e incompleta, por no decir falsa en ocasiones. Por otro lado, la empresa gestora de la central parece que tampoco se ha quedado manca en esto de ocultar datos. Pero he leído pocas cosas donde el escritor se hubiese informado bien, o supiese qué era la energía nuclear, cómo funciona una central, qué es lo que provoca radiación o qué significa “fusión del núcleo”. La mayoría de sitios donde he podido leer artículos documentados e informados ha sido en blogs gestionados por científicos. Lo demás, pura morralla llena de ignorancia.

Ahora, alguno de los casuales lectores que pasen por aquí dirá: otro a favor de la energía nuclear, otro perteneciente al lobby nuclear, otro cientifista… cualquier cosa. Pero resulta que no. NO SOY PRO NUCLEAR. Pero tampoco anti.

Central nuclear de Ascó

Energía Nuclear Necesaria

Resulta que creo que la energía nuclear es necesaria hoy en día. Imprescindible. Y esto es debido a que, en España, el porcentaje de energía consumida de origen nuclear (de centrales españolas, dejo aparte a la comprada a otros países) es de cerca del 30%. Bien, mucha gente, en seguida, dice que eso se puede compensar con las energías renovables. ¡FAIL! No se puede. Las energías renovables tienen una serie de inconvenientes importantes, pero el principal, el inconveniente que no se podrá solventar por mucho que avance la tecnología, es que no son gestionables. Es decir, la producción depende de factores ambientales que no se pueden controlar ni predecir con exactitud.

El problema que surge de esto, es que no se puede basar la generación y consumo de energía en algo aleatorio. Imagina que un hospital se queda sin luz porque el viento ha dejado de soplar en los molinos de viento de Castilla; que un día no se pueden usar todos los ordenadores de una centralita telefónica porque está nublado en la península; o que hay que apagar los frigoríficos de todo un supermercado porque se hace de noche. Aunque se crea que es posible, no se puede almacenar suficiente energía mientras las condiciones son buenas, como para hacer frente a la demanda cuando las condiciones no son favorables. Además, ¿cuántos días tendrían que proporcionar energía esos “colectores” para estar seguros de que todo va a ir bien?

Otro factor a tener en cuenta es que, cuando una central hidroeléctrica, nuclear o de carbón, tiene que funcionar por debajo de su margen óptimo, resulta que la generación de energía resulta más cara, y los elementos de la central sufren mayor desgaste. Es como si hacemos circular un coche a 50 km/h en 4ª marcha. La eficiencia en la conversión de gasolina en movimiento se ve reducida, y las partes móviles del motor sufren más que si llevamos el motor en el régimen adecuado. En coches diésel, el régimen óptimo suele estar en 2000 revoluciones, y si no, haced la prueba. Veréis que en torno a esas revoluciones, parece tener más potencia y responder mucho mejor.

En el caso de las centrales (las que sean) pasa exactamente lo mismo. Y de manera regular las obligamos a trabajar de esa manera: se llama régimen de respaldo. Es decir, la energía que se consume se genera mayoritariamente por renovables (solar y eólica), pero no podemos apagar las demás centrales (nucleares, de carbón e hidráulicas) por si se nubla el cielo o el viento deja de soplar. Así que las ponemos a trabajar por debajo de su punto óptimo, de forma que puedan responder a la demanda si resulta imposible hacerlo con las renovables.

No quiero olvidar un hecho importante. La gestión de las centrales suele pertenecer a empresas privadas. Esto creo que puede ser un problema, ya que una empresa siempre tenderá a primar los beneficios, y a realizar el menor gasto posible. Así, se pueden producir pequeños fallos (o graves, según los controles que se apliquen a estas centrales) que son evitables. Por eso, quizá la gestión de las centrales nucleares debería recaer en los Gobiernos de los países que dispongan de las mismas.

Residuos

En realidad, hay un problema de percepción. Nadie puede negar que la energía nuclear tenga muchos inconvenientes, ni que proporcione ciertos problemas graves. Pero hay que compararlo con los problemas e inconvenientes que tienen otras formas de generación de energía.

Almacenado de residuos radiactivos en la Waste Isolation Pilot Plant, en Carlsbad (Estados Unidos). Foto: Wikipedia

El primer problema grave de la energía nuclear, son sus residuos. Suelen ser elementos resultantes de las reacciones de desintegración del uranio, con vidas medias largas, o bien con mucha actividad, por lo que resultan muy peligrosos y problemáticos. Esto implica que hay que guardarlos en entornos controlados durante varias generaciones. Y eso es un problema. Pero, ¿qué ocurre con los residuos de las demás formas de producción de energía no renovables? Bueno, principalmente se esparcen por la atmósfera. Carbón, gas, petróleo y derivados, combustionan en nuestras máquinas y los vapores resultantes (CO2 en todos, y diferentes gases tóxicos dependiendo de qué se queme) se mandan a la atmósfera. Todo el mundo está concienciado (o al menos sabe) que esto provoca el efecto invernadero, y problemas de salud en los animales y los humanos, además de consecuencias como deshielo de glaciares, cambio de las condiciones climáticas en la Tierra.

Muchos me dirán: “Es que, macho, nadie dice que haya que sustituir la energía nuclear por combustibles fósiles”. Cierto. Pero entonces que me digan cuál es la forma de energía que la sustituirá. La energía hidráulica podría ser una fantástica solución, salvo por el detalle de que no podemos construir ríos para formar presas donde queramos. Y en España al menos, allí donde se podía construir una presa para obtener energía, se hizo hace tiempo. Y esto supone algo más del 20% de energía generada en 2008. Y no da para más.

Ahora dirán: renovables otra vez, que no nos convencemos con eso de que no es gestionable. Bien, pues vayamos por partes entonces.

Eólica

A priori, esta forma de generación de energía es barata y sencilla de obtener. Además, desde siglos atrás se ha usado para moler el grano, y para escribir libros de aventuras (El Quijote). Pero tiene poca eficiencia. El viento es difícil de “atrapar”, de forma que los molinos se suelen poner en grupos grandes, para aprovechar lo más posible las corrientes que pasan por ciertas zonas. Por otro lado, los diseños aerodinámicos de los molinos están bastante refinados (se basan en los diseños aeronáuticos, que llevan muchos años perfeccionándose), de forma que poco se puede mejorar en ese sentido.

Además, las piezas de los aerogeneradores se desgastan mucho y necesitan bastante mantenimiento lo que encarece los costes. Pero la principal desventaja es que el viento va a su aire (y perdón por el chiste malo). Y esto es su gran problema, porque por los datos que he visto, ha generado hasta el 16% del consumo total de España en 2010, según la Wikipedia. Pero no se puede controlar cuándo se produce esa energía. Si fuese así, estoy seguro que habría cubierto mucho más porcentaje de consumo, con la misma cantidad de molinos instalados, ya que se puede ver que el 9 de Noviembre de 2010 generó casi el doble de energía que todas las centrales nucleares juntas.

Pero de nuevo, resulta que ese fue el pico de ese día, pero nadie puede saber si al día siguiente se mantendría ni siquiera a la mitad de esa cifra.

Por último, resulta que se necesitan grandes extensiones de terreno para estos parques eólicos, y los molinos necesitan cimientos de bastante profundidad para mantenerse erguidos. Aún así, hay que re-cementar cada cierto tiempo, porque el terreno se deforma y el molino va perdiendo verticalidad. Es decir, que se tienen que usar terrenos que se podrían usar para otras cosas. Aunque se intenta que sean zonas sin mucho aprovechamiento económico (que no sean muy aptos para cultivo, por ejemplo), esta necesidad de grandes superficies hace que resulte una energía mucho más cara. Algo de lo que también adolece la energía solar.

Solar Fotovoltaica y de Concentración

Esquema de celda fotovoltaica

En primer lugar, decir que existen dos formas de generación de energía solar, a grandes rasgos. La fotovoltaica, basada en el efecto fotoeléctrico, que transforma los fotones emitidos por el sol en electrones. Es decir, transforma luz en electricidad. Por otro lado, la que llamo de concentración a falta de un nombre técnico, que consiste en un conjunto de espejos que redirigen la energía solar hacia tuberías que contienen agua. Esta se calienta hasta la ebullición, y ese vapor a presión mueve una turbina que es la que genera la electricidad por inducción eléctrica. Es decir, que tampoco hemos avanzado tanto desde la máquina de vapor…

Trataré ambas a la vez, ya que tienen problemas comunes. El principal: por las noches no hay luz, por tanto, no hay electricidad. Aunque la capacidad de almacenamiento de electricidad fuera alta, el consumo nocturno de centros como los hospitales, centralitas telefónicas e informáticas, calefacciones y demás, dejarían esas reservas bajo mínimos (en el mejor de los casos). De esta forma, si el día siguiente no tuviese mucho sol, o estuviese nublado o lloviese, nos quedaríamos sin energía. Sin electricidad.Además, no resulta fácil reenviar esa energía a través del sistema eléctrico, por falta de voltaje.

En verano, no tendríamos mucho problema, pero imaginad en invierno, que suele ocurrir que durante una semana no hay apenas sol. Por otro lado, estos campos o huertos solares, como se les llama, ocupan bastante terreno con relación a la potencia eléctrica que generan, así que, para abastecer a la población de electricidad, habría que ocupar grandes extensiones de terreno que no se podrían usar ni para cultivo, ni para viviendas, ni para que los animales salvajes tengan su hábitat. Esto, como ya he comentado, aumenta muchísimo el precio del GW.

Planta de energía solar fotovoltaica en Alemania

 

Además, en el caso de la fotovoltaica, las células actuales tienen una eficiencia máxima en el 20%. Es decir, que de toda la energía solar que reciben, en condiciones ideales y con células solares perfectas, transformarían tan sólo el 20%. Esto está cerca de cambiar, ya que unos estudiantes (ahora ya licenciados) de ingeniería electrónica, compañeros míos por cierto, han desarrollado una nueva tecnología que podría llegar al 60% de eficacia. Además, hay otros tipos de células que ya se están comercializando y cada vez resultan más rentables. Pero aún así, no estamos en disposición de cubrir la demanda con energía solar.

Y también hay que comentar que por un afán de demostrar lo verdes y ecológicos que son, los políticos permitieron que se llenase todo el terreno disponible de placas solares poco eficientes, y que en un tiempo estarán obsoletas (si no lo están ya). De esta forma, con políticos tomando decisiones importantes de las que no saben nada, perdemos tiempo, dinero y credibilidad.

Aún así, creo que esta es la energía renovable con más futuro, al menos en países como el nuestro.

(AVISO: estoy en un curso del CIEMAT sobre energía solar fotovoltaica, así que puede que amplíe esta parte de la entrada, con el fin de comentar más a fondo los puntos que sean necesarios).

Mareomotrices y derivadas

Central mareomotriz

Poco que comentar, salvo que apenas son eficaces, y que no parece muy rentable obtener energía a base de llenar el fondo marino de hélices. Podrían ser de utilidad en canales fluviales para abastecer de algo de electricidad a los puertos cercanos. Pero por lo que sé, no tienen demasiado futuro, debido a las enormes complicaciones que conllevan, y la poca energía que se podría generar de este modo.

¿Y qué hacemos?

Pues no es un problema de fácil solución. Por eso me han “encendido” tantos discursos de anti-nucleares, que creen tener la solución en su poder. Gente que cree que todo se puede solucionar de un plumazo, cerrando las nucleares e instalando más renovables. Gente que, y lo siento si alguien se siente ofendido, no tienen ni puta idea de lo que está hablando. Y se atreven a despreciar a aquellos científicos que hablan sobre los puntos a favor de las nucleares, cuando son esos científicos los que pueden ayudar a salir de este atolladero en el que se encuentra la sociedad. Los que saben.

No puedo dar una solución, porque no me considero un experto, por mucho que tenga la carrera de físicas. Sin embargo, sí creo poder esbozar unas ideas o pautas (ya comentadas por los verdaderos expertos, estoy seguro) sobre el camino a seguir.

El primer punto es que prohibir las nucleares, o cerrarlas, es una tontería demagógica, además de peligrosa. Tontería demagógica porque necesitamos energía, y si no hay alternativa (que no, que las renovables no suponen una alternativa, lo siento por desilusionaros), poco hay que hacer. Peligrosa porque esas ideas calan en la sociedad, y los políticos, animales que se alimentan de la aceptación popular y de los votos, pueden tomar iniciativas en esa dirección sin que tengamos solución de continuidad para el problema energético.

Como recordaréis, Garoña supuso un caso de ese tipo. Por presión popular, no se amplió su tiempo de vida útil, tal y como solicitaba la central, a pesar de los informes favorables (técnicos, especializados e independientes) del CSN. Sin embargo, conscientes de la necesidad de tener energía, ampliaron unos años su vida útil. Es decir, aplazaron el problema. Habrá que ver qué pasará cuando llegue el cierre de la central. Porque todos los que se alegren de que tenemos una central menos en España, que me justifiquen moralmente el que tengamos que comprar energía fuera de origen nuclear.

Vamos, que aquí la basura nuclear no, pero si es en otro país, guay. Que así puedo ir de ecológico, sin quedarme sin luz en el ordenador.

El segundo punto es que hay que diversificar más la producción energética. Aunque de momento, como se ha visto, poco se puede hacer al respecto. Pero no hay que precipitarse, y es buena idea esperar a que las tecnologías incipientes maduren, como las nuevas placas solares de banda intermedia, antes de ponerse a construir como locos, como ya ha ocurrido. Pero al decir “diversificar”, no me refiero sólo a generar energía por diferentes medios, sino también a diferentes escalas.

En concreto, creo que las células solares tienen un papel importante en la generación de energía a pequeña escala, como en edificios de viviendas y oficinas, generación de electricidad para coches eléctricos, y otros usos que no requieran de cantidades grandes de electricidad, ni suministro constante de la misma. De esta forma, localizando la generación de energía, se optimizaría el consumo, se minimizarían las pérdidas de energía por transporte, y se disminuirían los picos de consumo (en media).

Aparte, las nucleares deben seguir funcionando, manteniendo o mejorando los controles de seguridad. A esto he de decir, que las muertes por GW generado debidas a las nucleares son menores que las muertes debidas a refinerías de petróleo, gaseoductos, térmicas de carbón (además, podemos sumar los muertos en la mina), etc. (Ver enlace de la UCM más abajo). Lo que pasa es que existe una oscura fama sobre la energía nuclear debido al miedo que inspiraron Hirosima y Nagasaki, así como Chernóbil. Alimentada esta fama también, por grupos ecologistas que propagan el miedo, con tal de apoyar su causa. Una información menos sesgada, menos manipulada, sería mucho mejor para todos. Entender la energía nuclear hace que se puedan ver mejor sus peligros y su ventajas, y eso sólo se consigue con información certera. Por supuesto, mentir para ocultar negligencias o fallos en la seguridad, y ocultar datos para evitar pérdidas económicas, como ha ocurrido en Japón, tampoco ayuda al debate.

Algunas referencias

Estoy seguro que me dejo muchas cosas en el tintero, así que en los comentarios habrá cosas que seguir comentando, pero para acabar, dejo unos enlaces que pueden resultar clarificadores.

Nota aparecida en la página de la UCM, escrita por dos profesores de Física Nuclear que me han dado clase, y que creo que ofrecen datos y reflexiones interesantes: Fukushima y el riesgo de la energía nuclear

Una buena entrada en La Pizarra de Yuri sobre la radiactividad como fenómeno físico: http://www.lapizarradeyuri.com/2011/03/27/radioactividad/

Como dije, información veraz para poder entender mejor la realidad de la energía nuclear.

Del mismo blog, sobre el accidente de Fukushima y qué cosas fallaron. En general, este blog está haciendo un seguimiento del suceso impresionante y muy completo, proporcionando información científica y técnica, así como explicaciones sobre lo que significan todos los datos y cifras que se escuchan en las noticias. http://www.lapizarradeyuri.com/2011/03/16/y–fukushima–no–resistio/

En cuanto a la bibliografía, recomendaría un libro que me parece ecuánime en este tema de la energía, y la nuclear en particular: «Nucleares, ¿por qué no?» de Manuel Lozano Leyva, científico del CSIC. Interesante, entretenido y muy clarificador.

También os animo a entrar en la web de la Red Eléctrica Española para ver las estadísticas de generación y consumo de energía en España. Podéis acceder a los datos de consumo en tiempo real, así como información del sistema eléctrico español y el sistema de transporte.