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La situación de la energía nuclear es distinta en los diferentes países. La política energética, las necesidades y los recursos técnicos y económicos de cada país son diferentes.

España por ejemplo, inició su proyecto nuclear con mucha fuerza pero posteriormente se aprobó el decreto de la moratoria nuclear en el que se bloquearon 5 de los 7 los proyectos de centrales nucleares en curso.

En cambio en Chile está apostando por el estudio y el uso de la energía nuclear como fuente de desarrollo.

La clasificación de las energías renovables depende de los recursos naturales que se aprovechan.

 Energía Solar

Distinguimos dos formas de aprovechameiento de la energía solar:

  • Energía Solar Térmica
  • Energía Solar Fotovoltaica

El aprovechamiento de la Energía Solar Térmica consiste en utilizar la energía calorífica obtenida a través de la radiación del sol para calentar un fluido que, en función de su temperatura, se emplea para producir agua caliente e incluso vapor.

El aprovechamiento de la Energía Solar Fotovoltaica se realiza a través de la transformación directa de la energía solar en energía eléctrica mediante el llamado efecto fotovoltaico. Esta transformación se lleva a cabo mediante “células solares” que están fabricadas con materiales semiconductores (por ejemplo, silicio) que generan electricidad cuando incide sobre ellos la radiación solar.

 Energía Eólica

Los sistemas de energía eólicos utilizan la energía cinética contenida en el viento para producir electricidad mediante los denominados aerogeneradores. Existen dos tipos de instalaciones eólicas:

  • Aisladas, para generar energía eléctrica en lugares remotos para autoconsumo. Es muy común que estas instalaciones vayan combinadas con paneles fotovoltaicos.
  • Parques eólicos, formados por un conjunto de aerogeneradores, para vender la energía eléctrica generada a la red.

El desarrollo tecnológico actual, así como un mayor conocimiento de las condiciones del viento en las distintas zonas, está permitiendo la implantación de parques eólicos conectados a la red eléctrica en numerosas regiones de todo el mundo.

Energía de la Biomasa

La biomasa es una fuente de energía basada en el aprovechamiento de materias orgánicas de origen vegetal o animal, incluyendo los productos y subproductos resultantes de su transformación. Bajo la denominación de biomasa se recogen materiales energéticos de muy diversas clases: residuos forestales, residuos agrícolas leñosos y herbáceos, residuos de procesos industriales diversos, cultivos energéticos, materiales orgánicos contenidos en los residuos sólidos urbanos, biogás procedente de residuos ganaderos o de residuos biodegradables de instalaciones industriales, de la depuración de aguas residuales urbanas o de vertedero, etc. Pueden también incluirse bajo la denominación de biomasa, los biocombustibles, que tienen su principal aplicación en el transporte.

Las aplicaciones de la biomasa se pueden englobar en dos grupos:

  • Aplicaciones domésticas e industriales que funcionan mediante la combustión directa de la biomasa.
  • Aplicaciones vinculadas a la aparición de nuevos recursos y nuevas técnicas de transformación, como la gasificación y la pirolisis de la biomasa.

 Energía Mareomotriz y de las Olas

Los mares y los océanos son inmensos colectores solares de los cuales se puede extraer energía de orígenes diversos (oleaje, mareas y gradientes térmicos).

La energía liberada por el agua de mar en sus movimientos de ascenso y descenso de las mareas (flujo y reflujo) se aprovecha en las centrales mareomotrices, haciendo pasar el agua a través de turbinas hidráulicas.

La energía de las olas es producida por los vientos y resulta muy irregular. Esto ha llevado a multitud de tipos de máquinas para su aprovechamiento.

Por último, la conversión de energía térmica oceánica es un método de convertir en energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. Para el aprovechamiento es suficiente una diferencia de 20 °C. Las ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un salto térmico permanente y benigno desde el punto de vista medioambiental.

Energía Geotérmica

La energía geotérmica es la manifestación de la energía térmica acumulada en rocas o aguas que se encuentran a elevada temperatura en el interior de la tierra.

Para el aprovechamiento en zonas con condiciones térmicas especiales, por ejemplo las zonas volcánicas, se hace circular en ellas un fluido que transporta hasta la superficie la energía calorífica en forma de calor acumulado en las zonas calientes.

La energía generada en función de su temperatura (alta, media o baja) es aprovechada, bien para producir energía eléctrica, o bien para el calentamiento de agua y calefacción.

La energía geotérmica tiene la principal ventaja de que su impacto ambiental es mínimo, y tiene rendimientos que le permiten competir con el petróleo. Pero sus principales desventajas son que requieren de grandes inversiones y que los campos geotérmicos son relativamente escasos y muchas veces se ubican en zonas desfavorables.

El principal inconveniente y lo que la hace más peligrosa es que seguridad en su uso recae sobre la responsabilidad de las personas. Decisiones irresponsables pueden provocar accidentes en las centrales nucleares pero, aún mucho peor, se puede utilizar con fines militares como se demuestra en la historia de la energía nuclear en que la primera vez que se utilizó la energía nuclear tras las oportunas investigaciones fue para atacar Japón en la Segunda Guerra Mundial con dos bombas nucleares.

A nivel civil, uno de los principales inconvenientes és la generación de residuos nucleares y la dificultad para gestionarlos ya que tardan muchísimos años en perder su radiactividad y peligrosidad.

Apenas incide favorablemente en el cambio climático porqué la principal fuente de emisiones es el transporte por carretera.

En los principales países de producción de energía nuclear para mantener constante el número de reactores operativos deberían construirse 80 nuevos reactores en los próximos diez años.

Si bien económicamente es rentable desde el punto de vista del combustible consumido respecto a la energía obtenida no lo és tanto si se analizan los costes de la construcción y puesta en marcha de una planta nuclear teniendo en cuenta que, por ejemplo en España, la vida útil de las plantas nucleares és de 40 años.

Inconvenientes de seguridad incrementados ahora con el terrorismo internacional. Además de la proliferación de energía nuclear que obligaría a recurrir al plutonio como combustible.

Aunque los sistemas de seguridad son muy avanzados, las reacciones nucleares por fisión generan unas reacciones en cadena que si los sitemas de control fallasen provocarían una explosión radiactiva.

Por otra parte, la energía nuclear de fusión és inviable debido a la dificultad para calentar el gas a temperaturas tan altas y para mantener un número suficiente de núcleos durante un tiempo suficiente para obtener una energía liberada superior a la necesaria para calentar y retener el gas resulta altamente costoso.

Ventajas 

Un tercio de la energia generada en Europa proviene de la energía nuclear, esto supone que se emiten 700 millones de toneladas de CO2 y otros contaminantes generados a partir de la quema de combustibles fósiles.

Actualmente se consumen más combustibles fósiles de los que se producen de modo que en un futuro no muy lejano se agotarían estos recursos. Una de las grandes ventajas del uso de la energía nuclear és la relación entre la cantidad de combustible utilizado y la energía obtenida. Esto se traduce, también, en un ahorro en transportes, residuos, etc.

Al ser una alternativa a los combustibles fósiles como el carbón o el petróleo, evitaríamos el problema del llamado calentamiento global, el qual, se cree que tiene una influencia más que importante con el cambio climático del planeta. Mejoraría la calidad del aire que respiramos con lo que ello implicaria en el descenso de enfermedades y calidad de vida.

Sobre éste último punto conviene destacar que lo que realmente tiene una influencia importante con el calentamiento global son las emisiones provocadas por el transporte por carretera y que las que generan la generación de energía por combustibles fósiles són relativamente muy pocas. Aún así, una de las aplicaciones de la energía nuclear (aunque muy poco utilizada) és convertirla en energía mecánica para el transporte.

Actualmente la generación de energía eléctrica se realiza mediante  reacciones de fisión nuclear, pero si la fusión nuclear  fuera practicable, ofrecería las siguientes ventajas:

  • Obtendríamos una fuente de combustible inagotable.
  • Evitariamos accidentes en el reactor por las reacciones en cadena que se producen en las fisiones.
  • Los residuos generados sonn mucho menos radiactivos.

Funcionamiento de una central nuclear

El principio básico de una central nuclear és utilizar el calor producido en la fisión nuclear para calentar agua hasta convertirla en vapor a alta temperatura i presión. El vapor, llega hasta una gran turbina que hace girar. La turbina está conectada a un generador que cenvertirá el movimiento circular en energía eléctrica.

El encargado de calentar y transformar el agua en vapor és el reactor nuclear que se encuentra dentro de un edificio llamado edificio de contención. En el reactor nuclear se produce la fisión del núcleo de los átomos. Ésta és una reacción que genera gran cantidad de calor que se aprovecha para calentar el agua mediante elementos con alta conductividad térmica.

El agua transformada en vapor a alta temperatura sale del edificio de contención debido a la altra presión a la que está sometido hasta llegar a la turbina y hacerla girar. En este momento parte de la energía calorífica del vapor se transforma en energía cinética. Ésta turbina está conectada a un generador eléctrico mediante el cual podrá transformar la energía cinética en energía eléctrica.

Por otra parte, el vapor de agua que salió de la turbina, aunque ha perdido energía calorífica  sigue estando en estado gas y muy caliente, por lo que hay que refrigerarlo antes de volverlo a meter en el circuito. Por este motivo, que al salir de la turbina se dirige a un depósito de condensación donde estará en contacto térmico con unas tuberias de agua fría. El vapor de agua se vuelve líquido y mediante una bomba se manda de nuevo al reactor nuclear para volver a repetir el ciclo.

El consumo de electricidad en Argentina ha crecido fuertemente desde 1990. El consumo per cápita fue de poco más de 2.000 kWh / año en 2002 y aumentó a más de 2.600 kWh / año en 2007. La producción bruta de energía eléctrica en 2007 fue de 115 millones de kWh, el 54% de la de gas, 27% de energía hidroeléctrica, el 9,4% del petróleo, un 2,2% a partir del carbón, y el 6,3% (7,2 millones de kWh) de origen nuclear. En 2008, la energía nuclear proporciona más de 6,8 millones de kWh de electricidad – alrededor del 6,2% de la generación total de energía eléctrica.

En Argentina, la producción de energía eléctrica es en gran parte privatizada, y está regulada por el ENRE (Ente Nacional Regulador de la Electricidad). La capacidad instalada es de unos 35 GW, alrededor del 11% de los cuales es de autoproductores y los generadores privados.

 Desarrollo de la Industria nuclear en Argentina

La Comisión Atómica de energía de Argentina (Comisión Nacional de Energía Atómica, CNEA) se creó en 1950 y dio lugar a una serie de actividades centradas en la investigación y desarrollo de la energía nuclear, incluyendo la construcción de varios reactores nucleares de investigación. Actualmente están operando cinco reactores de investigación con la previsión de construir un sexto reactor.

En 1964 Argentina empezó a interesarse plenamente en la energía nuclear y realizó un estudio de viabilidad para construir una planta en la región de Buenos Aires de 300 a 500 MW. La política del país se basaba firmemente por el uso de reactores nucleares de agua pesada utilizando uranio natural como combustible. Las ofertas más atractivas y que finalmente se aceptaron fueron las de Canadá y Alemania. Como resultado se construyó la central nuclear de Atucha, en Lima, a 115 km al noroeste de Buenos Aires.

La central nuclear Atucha 1 entró en funcionamiento en 1974 convirtiéndose en la primera central nuclear argentina.

En 1967, se realizó un segundo estudio de viabilidad de una planta más grande en el Embalse de la región de Córdoba, a 500 km tierra adentro. En este caso, se seleccionó un reactor CANDU-6 de la Atomic Energy of Canada Ltd. (AECL), en parte debido al acuerdo de transferencia de tecnología que acompañaba, y fue construido con la empresa italiana Italimpianti. La central nuclear de Embalse entró en funcionamiento en 1984. En 2010, se firmó un acuerdo para la renovación de la planta y ampliar su vida útil por 25 años. Se aprovechó para aumentar la potencia aproximadamente en un 7% con una inversión de $ 240 millones. Actualmente está funcionando alrededor del 80% de su capacidad para limitar el daño de neutrones en los tubos de presión.

En 1979 se proyectó una tercera central nuclear en Argentina – Atucha 2 – a raíz de una decisión del gobierno argentino de tener cuatro unidades más que entraran en funcionamiento entre 1987 y 1997. Fue un diseño de Siemens. La construcción se inició en 1981. Sin embargo, el trabajo avanzó lentamente debido a la falta de fondos y se suspendió en 1994 con un 81% de la planta construida.

En 1994, se creó Nucleoeléctrica Argentina SA (NASA) para hacerse cargo de las centrales nucleares de la CNEA y supervisar la construcción de Atucha 2.

El diseño de las unidades de Siemens Atucha PHWR era exclusivo de Argentina, y la NASA buscó la experiencia de Alemania, España y Brasil para completar la unidad. En 2003, se presentaron los planes para completar los 692 MW de Atucha 2. En agosto del 2006, el gobierno anunció un plan de EE.UU. de 3500 millones de dólares para desarrollar la energía nuclear en Argentina. Se trataba de terminar Atucha 2 y extender la vida útil de funcionamiento de Atucha 1 y Embalse.

El objetivo era que la energía nuclear formara parte de una expansión de la capacidad de generación para satisfacer la creciente demanda. Mientras tanto, se llevó a cabo un estudio de viabilidad sobre un reactor de cuarta generación para iniciar la construcción a partir del 2010.

México es rico en recursos de hidrocarburos y es un exportador neto de energía. El interés del país en materia de energía nuclear se basa en la necesidad de reducir su dependencia de estas fuentes de energía. En los últimos años la energía en México depende cada vez más del gas natural.

El crecimiento de la energía fue muy rápido en la década de 1990, pero luego se estabilizó durante unos años. Desde el 2007 se esperaba un nuevo crecimiento  de la demanda de energía eléctrica hasta una tasa promedio de casi el 6% anual. En el 2007, se generaron 257 millones de kWh. El origen del suministro eléctrico es muy variado, gas 126 TWh (49%), aceite de 52 TWh (20%), carbón 32 TWh (12,5%) y las presas hidroeléctricas 27 TWh (10,5%) en 2007. El  uso de la energía es de unos 1.800 kWh / año por persona.

En 2009 México obtuvo cerca de 10 billones netos de kWh de procedentes de la energía nuclear, un 4,8% de la electricidad utilizada.

Desarrollo de la Industria nuclear mexicana

El interés de México en la energía nuclear se hizo oficial en 1956 con la creación de la Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN). Esa organización asumió la responsabilidad general de todas las actividades nucleares en el país, excepto el uso de radioisótopos y la generación de energía eléctrica. La Comisión Federal de Electricidad (CFE), una de las dos compañías de electricidad de propiedad estatal, se le asignó el papel de generador nuclear en el futuro.

Las investigaciones preliminares para identificar posibles sitios para plantas de energía nuclear se iniciaron en 1966 por la CNEN y la CFE y en 1969 por la CFE. En 1972 se tomó la decisión de construir la primera central nuclear para la generación de energía eléctrica, y en 1976 se inició la construcción de Laguna Verde con dos reactores de 654 MWe en agua en ebullición (BWE) de la General Electric.

Aunque la industria mexicana no ha aportado elementos importantes para la planta de Laguna Verde, las empresas mexicanas realizaron la obra civil y el personal mexicano para realizar el mantenimiento del reactor y el tren para su operación en simulador de la CFE.

El CNEN se transformó más tarde en el Instituto Nacional de Energía Nuclear (INEN), que a su vez se dividió en 1979 en el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ), Uranio Mexicano (Uramex) y la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS) . Las funciones de Uramex fueron asumidas por el Ministerio de Energía en 1985.

En febrero de 2007 la CFE firmó contratos con la Ingeniería de España Iberdrola y Alstom para adaptarse a las nuevas turbinas y generadores para la planta nuclear de Laguna Verde por un valor de 605 millones de dólares americanos. Las principales modificaciones consistieron en una turbina y el condensador de adaptación y la sustitución del generador eléctrico, recalentadores de vapor principal y el calentador de agua de alimentación. Con la aprobación de la CNSNS, los reactores fueron mejorados progresivamente, por 138 MW cada uno a partir de 2008 a enero de 2011. En el 2007, después del primer paso, se mejoró el rendimiento de  ambas unidades mejorando el control de flujo. En febrero del 2011 Iberdrola anunció que ambas unidades estaban operando a 820 MWe brutos, unos 800 MWe netos, un aumento del 20% en la producción de energía.

La primera central nuclear en España se construyó en el 1969, fue la central nuclear José Cabrera. Todas las plantas nucleares que se construyeron en aquella época, los constructores y los ingenieros eran la misma entidad. El padre de la energía nuclear en España fue José María Otero de Navascués, que fue el director del laboratorio y Taller de Investigación del Estado Mayor de la Armada.

La segunda generación de plantas nucleares fueron construidas por las siguientes compañías: Empresarios Agrupados, INITEC and ENSA.

La tercera generación incluye la Central nuclear de Trillo y la Central nuclear de Vandellós-2. Fueron proyewctadas otras 5 plantas nucleares pero su construcción se paralizó por la moratoria de no proliferación nuclear de 1994.

Todas ellas trabajan con energía nuclear de fisión puesto que la fusión nuclear todavía es técnicamente inviable.

CICLO DEL COMBSTIBLE

Actualmente España importa todo el combustible de Uranio, aunque en su momento ENUSA, una compaía española tenía varias explotaciones mineras de uranio que ya han sido desmanteladas

Importancia de la energía nuclear en España 

En España existen ocho reactores nucleares que representan el 18,29% del total de energía en España. La principal fuente energética se obtiene mediante el ciclo combinado (central eléctrica que genera energía mediante una turbina de gas y el ciclo de vapor de agua usando una o varias turbinas de vapor) – 29,89% -, laenergía nuclear es la segunda fuente de producción energética. En tercer lugar, otras formas de producción energética como la cogeneración, la minihidráulica, la biomasa o el aprovechamiento de residuos representan el 16,55% del consumo total. En las últimas posiciones se sitúan las denominadas energías verdes, laenergía hidráulica y eólica supone el 6,59% y el 9,81% respectivamente.

Las energías renovables son una gran oportunidad que a día de hoy empieza a ser rentable, como laenergía eólica, y que está teniendo un gran auge en el mundo.

El problema es que como no se puede depender de la intensidad del viento en cada momento existe un límite de cupo sobre la energía total que se produce en un país. Los estudios marcan ese límite en el 20% aproximadamente.

Por lo tanto hay que generar el 80% de la energía por otro medio. Con la tecnología actual hay dos posibilidades: producir energía quemando hidrocarburos (diésel, carbón, gas..), muy contaminantes por las millones de toneladas que emiten anualmente de CO2 o producir energía mendiante la energía nuclear.

¿Qué es la Energía nuclear?

Estrictamente hablando la energía nuclear es la energía que se libera al dividir el núcleo de un átomo o al unir dos átomos para convertirse en un átomo individual . De hecho, nuclear viene de núcleo.

Cuando se produce una de estas dos reacciones físicas (la fisión o la fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energía calorífica como descubrió el Albert Einstein con su famosa ecuacion E=mc2.

Sin embargo, a menudo, cuando se hablamos de energía nuclear nos referimos a generación de energía eléctrica utilizando reacciones nucleares.

Hay que tener presente que aunque la producción de energía eléctrica sea la utilidad más habitual, la energía nuclear se puede aplicar en muchos otros sectores, como en  aplicaciones médicas, medioambientales o bélicas. Podéis verlo en más detalle en el apartado de aplicaciones de la energía nuclear de este sitio.

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