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| Entrevistas Observatorio

"La puesta en marcha final de la central demorada (Atucha II) es un gran paso hacia la revitalización de la industria nuclear argentina"

Autor | Ethan Bates


Entrevistador
Federico Bernal


Palabras Claves
energía nuclear, energías renovables, cambio climático, seguridad energética, mitos anti-nucleares, fundamentalismo ecologista, Argentina, China, India, residuos radioactivos, CAREM-25, Atucha II, central nuclear, uranio, ciclo del uranio, ciclo del combustible nuclear



24-07-2014 | El ingeniero nuclear del MIT, Ethan Bates, candidato al doctorado del Departamento de Ingeniería (NSE) y Ciencia Nuclear de la misma organización, es entrevistado sobre los temas más importantes vinculados al rol de la energía y la tecnología nuclear en materia de seguridad energética y lucha contra el cambio climático. De la política nuclear de la República Argentina opina: "La puesta en marcha final de la central demorada (Atucha II) es un gran paso hacia la revitalización de la industria nuclear argentina. El diseño doméstico y la construcción actual de un pequeño reactor modular (el denominado CAREM-25) son impresionantes y prometedores, y espero que otras naciones con industrias nucleares florecientes realicen y comparten similares innovaciones y avances en su tecnología nuclear". El Ing Bates recibió el premio de la American Nuclear Society (ANS) Saul Levine 2013 y el 2do lugar en el concurso 2011 del Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) por innovaciones en el ciclo del combustible nuclear con relación a la eliminación del combustible utilizado. En el año 2014, fue invitado a dar charlas en la exposición de investigación doctoral del NSE (MIT) y también en el Simposio "Unlimited Energy Meets an Unlimited Resource” (la energía ilimitada encuentra un recurso ilimitado).


1) Está de acuerdo o en desacuerdo con esta afirmación: "Actualmente hay consenso internacional para construir nuevas centrales nucleares, provocando lo que se llama un renacimiento nuclear". ¿Por qué? ¿Podría darnos algunos ejemplos a nivel internacional y local (su país)?
Los mejores ejemplos del renacimiento nuclear a nivel internacional se encuentran en los países en desarrollo que constituyen el ~ 36% de la población mundial: China e India. En los próximos 20 años, China planea aumentar su capacidad nuclear hasta alcanzar los 150 GWe. De este modo, podría superar a los Estados Unidos, convirtiéndose en el líder mundial en capacidad nuclear. Mientras todos los reactores comerciales que se construyen continuarán utilizando la tecnología de agua ligera (LWR por sus siglas en inglés), China está también interesada en probar y construir una serie distinta de reactores de concepto avanzado que podrían mejorar aún más la seguridad y la eficiencia de las centrales nucleares. Estos son los reactores alimentados con torio, los reactores de lecho de guijarros refrigerados por gas o líquido y los reactores rápidos refrigerados por sodio. La India también ha hecho planes ambiciosos para implementar tecnologías avanzadas en reactores, con interés particular en el reprocesamiento y en maximizar la utilización de los recursos. En los EE.UU. se han otorgado renovaciones a más de 70 reactores, extendiendo su vida útil desde los 40 años originales hasta los 60 años. Además, el gobierno de EE.UU. planea invertir $ 450 millones durante 6 años para promover el rápido desarrollo y la construcción de pequeños reactores modulares (véase también la respuesta a la pregunta 7).

2) ¿Cuáles son los principales mitos antinucleares que deberían abordarse adecuadamente con el fin de informar a la comunidad acerca de los beneficios de la energía nuclear, la seguridad energética y el cambio climático?
Mito 1: Las energías renovables no son necesarias, y aunque lo fueran, la energía nuclear no es "renovable".
La respuesta a este mito tiene dos aspectos: Lo primero -y más intimidante- es que todos los gobiernos deben reconocer que sin tomar medidas rápidas y eficaces, el cambio climático se convertirá en una seria amenaza para el progreso y la estabilidad de nuestra economía global. Por lo tanto, se requieren en forma urgente marcos regulatorios para la emisión de gases de efecto invernadero. La legislación sobre el cambio climático es un problema político muy complejo que requiere abordar temas sensibles relacionados con la soberanía nacional, la equidad y el papel fundamental de los gobiernos nacionales para mantener el derecho de su pueblo a acceder al mismo nivel de recursos concedidos a las generaciones pasadas. Cuando se tomen en cuenta y se regulen los verdaderos costos sociales y otros factores externos de la emisión de dióxido de carbono (y otros gases de efecto invernadero) la energía nuclear se convertirá en una de las fuentes de energía más importantes, ya que la producción de electricidad a partir de los combustibles fósiles se tornará poco rentable. En segundo lugar, los recursos de uranio son muy abundantes y potencialmente renovables de modo que no suponen un límite a la expansión de la energía nuclear. La noción más simple en apoyo de esto es la existencia de un recurso efectivamente inagotable de uranio en el agua de mar. En segundo lugar, una de las principales conclusiones del estudio del MIT "Futuro del ciclo del combustible nuclear", fue que las predicciones actuales sobre la disponibilidad de recursos de uranio son demasiado bajas, dado que no representan la posibilidad de futuras prospecciones y avances tecnológicos (en relación con la minería o el enriquecimiento) y que inevitablemente tendrán lugar si aumenta el precio del uranio. Por último, los reactores de tecnología avanzada como los reactores rápidos que pueden generar material fisionable a partir del uranio U238 ordinario y abundante "renuevan" eficazmente el recurso de la energía por fisión nuclear.

Mito 2: No existe ninguna solución segura y económica para la eliminación permanente de los residuos nucleares.
(Véase la respuesta a la pregunta 9)

3) ¿Qué se pude decir del miedo a la radiación que las personas podrían recibir por el hecho de vivir cerca de una planta de energía nuclear (radiación asociada a las centrales nucleares en comparación con otros equipos como televisores, computadoras, placas radiográficas en medicina, etc.)?
El normal funcionamiento de las centrales nucleares no libera cantidades significativas de radiación. En los Estados Unidos, el límite de radiación para las personas que viven cerca de una central nuclear es de ~ 25 mRem/año, que es menos del 10% de la dosis de fondo natural, proveniente de todas las demás fuentes (rayos cósmicos, gas radón, etc.). La estimación de las dosis de radiación recibidas por vivir cerca de una planta de almacenamiento de combustible nuclear gastado se encuentra muy por debajo de este límite (0,4 mRem/año). Esto es básicamente indistinguible de las variaciones de la radiación de fondo, y no representa un peligro significativo para la salud de la población.

4) Limitar el cambio climático con la estabilización de la temperatura global requiere la eliminación casi completa de la generación de energía a partir de combustibles fósiles convencionales y su reemplazo por tecnologías con bajas emisiones de gases de efecto invernadero, como las centrales de energías renovables, la energía nuclear y los combustibles fósiles con captura y almacenamiento de CO2. ¿Las energías renovables pueden resolver por sí mismas el problema del efecto invernadero? ¿Por qué?
Para responder estrictamente a esta pregunta, cualquier forma alternativa de energía (eólica, solar) y en teoría (desde una perspectiva puramente energética) podría reemplazar por completo a los combustibles fósiles. La pregunta clave más bien sería: ¿cómo llevar a cabo esta transición de una manera rápida, justa y rentable que no requiera sacrificar cantidades innecesarias de recursos y de tierra? En términos de reemplazo completo de las plantas de combustibles fósiles, las tecnologías actuales para generar electricidad a partir del viento y de la energía solar se ven limitadas, tanto por la naturaleza intermitente de la producción energética como por la demanda. Si no se realizan innovaciones en la tecnología de almacenamiento energético y no se mejoran la red eléctrica y los métodos de asignación de capacidad, las energías renovables solo podrán proporcionar una fracción del total de la demanda eléctrica, en promedio. Una solución que contemple las energías renovables y la energía nuclear es más diversificada y por ende tiene muchas más probabilidades de éxito en el largo plazo.

5) ¿Existen ventajas económicas y medioambientales de la energía nuclear frente a las energías renovables? ¿Cuáles son sus desventajas?
La electricidad nuclear tiene un costo más estable en comparación con la electricidad renovable (y resulta significativamente menor que la energía solar fotovoltaica). Recientemente, los costos de la energía eólica se han vuelto cada vez más competitivos, debido a los menores costos de capital y las mejoras en los factores de capacidad. Sin embargo, como los sitios más atractivos (que están siendo utilizados actualmente) están agotados, se utilizarán sitios menos adecuados, lo cual aumentará el costo nivelado de la electricidad eólica. Además, las fuentes renovables requieren la actualización de la red, cuyo precio puede variar de una región a otra. La mayor parte de los costos de construcción de una planta nuclear son el capital inicial y los costos de la financiación, que son altos debido a las estrictas normas de seguridad y los largos periodos que demanda la construcción de las centrales nucleares (~ 3 a 5 años). Puesto que los costos en combustible son sólo una pequeña parte del costo total de la electricidad (< 10%), el precio de la electricidad nuclear es relativamente estable aun frente a la fluctuación del precio del combustible. La desventaja de la energía nuclear es que produce desechos radiactivos potencialmente peligrosos que deben manejarse con cuidado para mantenerlos aislados de la biosfera.

6) La mayor parte de las emisiones de gases de efecto invernadero en el ciclo del combustible nuclear se producen en las etapas previas y posteriores al procesamiento en la planta. ¿Podría explicarnos mejor este hecho?
Las etapas previas en el ciclo del combustible nuclear requieren de la minería, el enriquecimiento, la conversión y la fabricación del combustible. La primera razón por la que deben extraerse grandes cantidades de mineral es porque el isótopo útil (U235) sólo se encuentra en el uranio natural en una concentración de ~ 0,72%. Por lo tanto, para producir 1 kg de U235 enriquecido al ~4.5% para un reactor, se deben extraer alrededor de 10 kg de uranio natural. Sin embargo, la cantidad de mineral que debe extraerse es aún insignificante en comparación con las masas de carbón o de gas natural que deben extraerse para permitir el funcionamiento de las plantas que utilizan combustibles fósiles. En términos históricos, cuando se desarrolló la tecnología de difusión gaseosa en la década de 1950, se consideraba que el enriquecimiento era el proceso que consumía mayor cantidad de energía en las fases tempranas. Básicamente, esto se produce porque la diferencia de masa entre el U235 y el U238 es pequeña, y resulta difícil separar físicamente los dos isótopos. La nueva tecnología centrífuga ha reducido sustancialmente este requisito energético, posibilitando un mayor enriquecimiento y el uso de ciclos de combustible más prolongados.

Además, la construcción de plantas de energía nuclear necesita grandes cantidades de hormigón y de acero que son materiales que requieren un uso intensivo de energía. Por último, el desmantelamiento de las plantas de energía nuclear es un proceso más largo y más complicado que el de las plantas de gas o carbón porque ciertos componentes metálicos (la vasija del reactor, el generador de vapor) emiten radiación durante un corto período. Por este motivo, estos materiales deben ser eliminados con mayor cuidado y habitualmente no se reciclan.

7) Está de acuerdo o en desacuerdo con esta afirmación. "Un rumbo prometedor para el desarrollo nuclear sería la reducción del tamaño de los reactores desde la escala de los gigavatios hasta llegar a unidades menos complejas y más pequeñas, que resultan más asequibles: los pequeños reactores modulares (SMR)". ¿Por qué?
La tendencia hacia los pequeños reactores modulares es una posibilidad prometedora para la industria nuclear. Si se utilizan correctamente, los reactores a menor escala requerirán períodos significativamente más cortos de construcción, lo cual permitirá que un emplazamiento determinado comience a obtener ingresos (y a pagar su costoso préstamo más los intereses) en menos tiempo que una planta tradicional a gran escala. Además, si se adquieren muchos reactores de pequeña de modo sucesivo, bajarán los costos de las economías de aprendizaje. Las estimaciones preliminares respecto de los pequeños reactores modulares también sugieren que son significativamente más seguros que los grandes reactores, en parte debido a las presiones de contención que se alcanzan con los diseños más pequeños, que son significativamente mayores.

8) Según la ONG Environment 360: "Mientras Alemania continúa aumentando la energía solar y la eólica, la decisión del gobierno de eliminar la energía nuclear significa que ahora depende en gran medida de la forma más sucia del carbón, el lignito, para generar electricidad. El resultado es que después de dos décadas de progreso, están aumentando las emisiones de CO2 en ese país". ¿Estás de acuerdo o en desacuerdo y por qué?
(http://e360.yale.edu/feature/on_the_road_to_green_energy_germany_detours_on_dirty_coal/2769/)
Según las estadísticas de la Agencia de evaluación medioambiental de los Países Bajos (PBL) (http://edgar.jrc.ec.europa.eu/news_docs/pbl-2013-trends-in-global-co2-emissions-2013-report-1148.pdf), en Alemania el uso del carbón aumento un 4 % y las emisiones de CO2 aumentaron de 0,80 a 0,81 GT de CO2, en lugar de continuar con la disminución de los años anteriores. Estoy de acuerdo con la afirmación, aunque es discutible si el aumento de 0,01 GT es lo suficientemente significativo como para considerase un "aumento".

9) ¿Qué puede decirse respecto de la controvertida cuestión de los residuos nucleares? ¿Hay alguna tecnología (en un futuro próximo) capaz de atenuar esta desventaja? ¿Qué está haciendo su país?
La eliminación de los residuos nucleares se enfrenta a barreras políticas y sociales mucho más difíciles que las técnicas. Durante décadas ha habido consenso técnico en cuanto a que la disposición geológica profunda es una solución factible y sensata para aislar los desechos en forma permanente. Por lo tanto, no resulta claro que actualmente se necesiten avances tecnológicos -más bien sería mucho más importante tratar de mejorar la percepción del público con relación al riesgo que plantean los bajos niveles de radiación. Esto no tiene por objeto sugerir que la eliminación geológica sea técnicamente simple; de hecho, la complejidad de la construcción de un recipiente de seguridad y el número de los fenómenos involucrados hace que a veces resulte difícil de explicar sucintamente el modo de alcanzar con seguridad este aislamiento al público o a los políticos.

En Estados Unidos, los esfuerzos para cumplir con las normas regulatorias que imponen 1 millón de años llevaron a un problema de seguridad cada vez más complejo e incierto sobre la base de modelos altamente abstractos, análisis probabilísticos y costosas barreras diseñadas para mejorar el desempeño. Los esfuerzos futuros respecto del almacenamiento deben sacar provecho de las lecciones aprendidas en el pasado, proporcionando una mayor transparencia y basándose principalmente en las barreras pasivas y geológicas con análogos naturales para respaldar su eficacia.

Socialmente, es difícil que cualquier persona acepte el costo de los desechos nucleares a menos que entienda en primer lugar los beneficios que genera el uso de la energía nuclear. Por lo tanto, ocuparse del cambio climático y reconocer la importancia y los beneficios de la generación de electricidad nuclear con baja emisión de carbono también podría mejorar el problema de la aceptación social.

10) ¿Podría describir las principales conclusiones de su reciente y destacado trabajo http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421514001505?)
En nuestro trabajo analizamos las razones fundamentales por las cuales los Estados Unidos deberían comenzar a diversificar las opciones que han elegido para la eliminación geológica de los desechos nucleares de alto nivel. Las estrictas restricciones sociales y políticas requieren una solución técnicamente más flexible (es decir, que no se base en medios geológicos sumamente especializados o raros, o en la ingeniería de materiales). Puesto que existe una gran disponibilidad de rocas de baja permeabilidad, cristalinas y profundas, la perforación de pozos profundos y el aislamiento de los residuos en las porciones más profundas (a 2 km) es una opción promisoria a ser estudiada más a fondo.

Contrariamente a otros conceptos más superficiales, es probable que el desempeño a largo plazo del almacenamiento geológico profundo sea menos sensible a las características de los materiales del depósito, la forma de los desechos y la producción de calor. Puesto que la mayoría de los materiales de sellado se encuentran muy alejados de la influencia de los residuos nucleares y la producción de calor, se mejorará la seguridad de la capacidad de sellado. Debido a la naturaleza modular de su construcción, las perforaciones profundas podrían bajar los costos y reducir el riesgo de incurrir en gastos cuantiosos en proyectos que no salen según lo planeado (desde la perspectiva técnica o política). Finalmente, la mayor profundidad y modularidad de este concepto podrían ser adecuadas para las naciones que desean tratar los residuos de alto nivel difíciles de recuperar y adecuados para pequeños inventarios de desechos nucleares.

11) Su opinión sobre el sector Nuclear en la Argentina...
La puesta en marcha final de la central demorada (Atucha II) es un gran paso hacia la revitalización de la industria nuclear argentina. El diseño doméstico y la construcción actual de un pequeño reactor modular (el denominado CAREM-25) son impresionantes y prometedores, y espero que otras naciones con industrias nucleares florecientes realicen y comparten similares innovaciones y avances en su tecnología nuclear.