Cuando hablamos la energía nuclear lo primero que se nos viene a la mente es peligro, radioactividad, residuos nucleares y, cómo no, los conocidos accidentes sucedidos en Chernóbil y Fukushima. Es comprensible que la celebridad de estos accidentes provoque inseguridad en la población, pero para ser justos, estos no son buenos ejemplos de lo que hoy es una central nuclear con garantías y segura. [1] Aquí te contamos todo lo que necesitas saber sobre energía nuclear y su futuro.
Pero ¿Qué es la energía nuclear?
Lo primero que tenemos que conocer es qué es este tipo de energía. La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de los átomos. La alteración de estos núcleos, compuestos por neutrones y protones, libera una gran cantidad de energía que se puede aprovechar de muchas maneras, principalmente en la producción de energía eléctrica. Dicha energía puede obtenerse de dos formas: fusión nuclear o fisión nuclear. [3]
Vídeo 1. Fusión y fisión nuclear [4]
En la fusión nuclear, la energía se libera cuando los núcleos de los átomos se combinan o se fusionan entre sí para formar un núcleo más grande. Así es como el sol genera energía.
En la fisión nuclear, los núcleos se separan para formar núcleos más pequeños, liberando energía.
Cuando se producen una de estas dos reacciones nucleares, los átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa se convierte en una gran cantidad de energía calorífica y de radiación, como descubrió Albert Einstein con su famosa ecuación de la relatividad. Las centrales nucleares utilizan la fisión nuclear para producir electricidad. [5]
Imagen 2. Central nuclear de Tihange (Bélgica) [6]
Esto nos lleva a pensar ¿Cómo funciona una central nuclear?
Una central nuclear es una instalación industrial que forma parte de la familia de las centrales termoeléctricas. Su funcionamiento se basa en el aprovechamiento del calor para mover una turbina por la acción del vapor de agua, que está conectada a un generador eléctrico. Para conseguir el vapor de agua se utiliza como combustible Uranio o Plutonio, cuya fisión se lleva a cabo en un reactor nuclear. El proceso se puede simplificar en cinco fases:
1. En el reactor se lleva a cabo la fisión del uranio, liberando una gran cantidad de energía que calienta agua hasta evaporarla.
2. El vapor se transporta al conjunto turbina-generador mediante un circuito de vapor.
3. Una vez ahí, las aspas de la turbina giran por la acción del vapor y mueven el generador, que transforma la energía mecánica en electricidad.
4. Cuando el vapor de agua ha pasado por la turbina, se envía a un condensador donde se enfría y vuelve a fase líquida.
5. Finalmente, el agua se transporta para volver a conseguir vapor, cerrando así el circuito del agua. [7]
En la siguiente imagen podemos ver un esquema con los componentes de una central.
Entonces ¿Qué gases se emiten a la atmósfera?
Lo que emanan las torres de refrigeración de las centrales nucleares ni es humo, ni es radiactivo. Se trata de vapor de agua. De este modo, las centrales nucleares son productoras de electricidad sin emisiones de los temidos gases de efecto invernadero. [9]
Actualmente, uno de los principales problemas de la energía de combustión es la emisión de CO2, perjudicial para el medio ambiente. Este problema se resuelve con la energía nuclear: es una energía muy limpia puesto que el residuo que genera es vapor de agua.
En otros ámbitos, como en la medicina nuclear, ya se hace uso desde hace tiempo de la química nuclear. Gracias a ésta hoy en día existen tratamientos para ciertas enfermedades como el cáncer y se pueden realizar diagnósticos avanzados a pacientes.
De las principales desventajas del uso de esta energía, es que los accidentes tienen graves consecuencias, pero hoy en día se cuenta con un plan de prevención y actuación en caso de accidente publicado en la página web del gobierno de España. En la siguiente tabla se recogen algunas de las principales ventajas y desventajas de este tipo de energía:
Desventajas
· No genera emisión de gases.· Se obtiene mucha energía con poco combustible.· Es planificable.· El coste de funcionamiento es bajo.· Medicina nuclear.· Avances tecnológicos.
· Los accidentes tienen graves consecuencias.· Gestión de residuos nucleares.· Instalaciones con fecha de caducidad.· Inversión inicial muy elevada.· Recursos limitados.· Dependencia externa.· Armas nucleares.
Tabla 1. Resumen de las principales ventajas y desventajas de la energía nuclear. [10]
La transición energética no pasa por imponer las energías renovables a toda costa, sino en apostar por las energías que permitan cumplir los compromisos de reducción de emisiones de CO2 a la vez que garantizan el suministro eléctrico, sin que ello cause un daño significativo a las personas y al medio ambiente.
A raíz de los accidentes que cuestionaron la seguridad de las centrales nucleares, se hicieron estudios en todas las centrales y el resultado conocido de las centrales europeas fue muy favorable en el lado de la seguridad. En España las centrales cumplieron muy satisfactoriamente con los test realizados. [11]
Teniendo todo esto en cuenta, consideramos que la energía nuclear es y debe ser un pilar importante en el mix energético de un país desarrollado, y con una gran experiencia en la operación y construcción de centrales, como es España. Esta energía es competitiva, además, el precio del combustible se mantiene muy estable, hay recursos muy repartidos y existen soluciones que aseguran combustibles abundantes para más de 200 años. El principal problema sigue siendo los residuos, que por su duración de varios siglos en actividad plantean un problema no sólo económico sino también de tipo casi moral.
Referencias:
[1] Esquire: https://www.esquire.com/es/ciencia/a39690430/energia-nuclear-limpia-sostenible-peligros/
[3] CSN: https://www.csn.es/la-energia-nuclear#:~:text=En%20la%20fusi%C3%B3n%20nuclear%2C%20la,n%C3%BAcleos%20m%C3%A1s%20peque%C3%B1os%2C%20liberando%20energ%C3%ADa.%203. (12/12/2022)
[5] Energíanuclear.net: https://energia-nuclear.net (12/12/2022)
[7] Endesa (centrales nucleares): https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/centrales-electricas-convencionales/que-es-la-radioactividad#:~:text=El%20funcionamiento%20de%20una%20central,el%20uranio%20o%20el%20plutonio.%205. (12/12/2022)
[9] Sociedad nuclear española: https://www.sne.es/preguntas-y-respuestas/funcionamiento-centrales-nucleares/humo-torres-centrales-nucleares-raciactivo/ (22/12/2022)
[10] Energíanuclear.net (Pros y Contras): https://energia-nuclear.net/que-es-la-energia-nuclear/ventajas-inconvenientes-energia-nuclear (22/12/2022)
[11] EL FUTURO DE LA ENERGÍA
NUCLEAR HACIA 2020, Emilio Mínguez (2015)
Referencias de imágenes:
[2] Imagen 1. Radioactividad y energía nuclear: http://www.guiaexamenunampoli.com/aplicaciones-de-la-radioactividad-y-la-energia-nuclear/
[8] Imagen 3. Componentes de una central nuclear: https://www.lavanguardia.com/vida/junior-report/20200604/481595147110/central-nuclear-funcionamiento.html
Referencias de vídeos:
[4] Vídeo 1: Ciencia express: fisión y fusión nuclear: https://www.youtube.com/watch?v=WrY5AUPKlNQ
Autores
Joanna Da Silva Expósito
Silvia Muñoz Sánchez
Universidad de Córdoba (Grado en Química)
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