25 Ene PRUDENCIA, HUMILDAD Y TOLERANCIA Y EL POR QUÉ EL DEBATE NUCLEAR ESTA JUSTIFICADO

Me gustaría escribir en este articulo acerca de dos áreas de mi experiencia en la vida que, aunque no parecen muy próximas, vamos a ver a continuación que sí lo están

Creo que tres de los valores que mas aprecio y que más he tratado de desarrollar son la prudencia, algo que suele venir con la edad unido a la tolerancia, y la humildad, algo que a algunos no les llega nunca. Hoy en día vivimos en un mundo en el que nuestros dirigentes enmarcan sus actuaciones en ese populismo que tanto se lleva (ver mi otro artículo acerca del liderazgo y manipulación), y que les lleva a olvidar estas dos virtudes, haciendo aseveraciones precipitadas, necias, y para las cuales no están cualificados ni se espera que lo estén. Para ello han recibido una administración del estado con funcionarios cualificados, a los que debían de escuchar (Ver mi artículo sobre el funcionariado)

Siento ser duro, y faltar a mi otra virtud preferida, la de la tolerancia, pero reconozco que me indigna bastante ver como se olvida la técnica, las raíces de las cosas, el análisis profundo, y se fomenta el comentario de patio de vecinos. Me explico a continuación y enlazo con el titulo de este articulo en lo que se refiere al debate nuclear.

Nos despachamos el día uno de Enero de 2022 con una noticia cuidadosamente preparada por la Comisión Europea e impulsada por Monsieur Macron desde Francia, con el apoyo de otros países que, aun siendo una noticia poco populista hoy en día, observa que el estado de la técnica, el panorama geopolítico, el riesgo en el comercio del gas natural y su control por Rusia, hacen mas que necesario abrir el dialogo acerca de la Energía Nuclear:

Acceso a la Noticia

Como era previsible, los miembros de nuestro gobierno no se hicieron esperar ni, como decía arriba, reflexionaron con sus asesores para dar una respuesta comedida y prudente. De forma fulminante e inmediata, nuestra ministra de Transición Ecológica se opuso a la medida, y también la Vicepresidenta.

Acceso a la reaccion del gobierno

Y algún ministro, que suele precipitarse con facilidad, como lo hizo con su consideración del turismo como fuente de ingresos para el país de escaso valor añadido… o más recientemente emitiendo valoraciones sobre nuestras granjas y la calidad de la carne, creo que no tiene claro que las Nucleares no emiten CO2 a la atmosfera durante la generación y que su contribución en todo el ciclo de vida es la mas reducida de todas las fuentes energéticas

Fuente  UNECE, la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa

Ver mas explicacion aqui

En mis artículos sobre movilidad sostenible hemos insistido en la falacia que supone considerar cero emisiones a un producto de forma parcial, y no incluir todo su ciclo de vida, desde el diseño, construcción, operación, desmantelamiento y reciclado. (leer artículo aqui)

Me gustaría completar este articulo con reflexiones que arrojen algo de luz al profano en lo que es la energía Nuclear, sus orígenes, bondades y riesgos. De esta forma podremos abrir un diálogo social necesario, evitando que se establezcan posturas precipitadas

CUATRO RAZONES QUE JUSTIFICAN ABRIR EL DIALOGO SOBRE LA ENERGIA NUCLEAR

Primera: Mas arriba en la tabla de UNECE encontramos uno de los factores mas importantes: No considerar el impacto en emisiones, contaminación, y no hacer un análisis de coste del ciclo de vida de cada tecnología, es un error habitual que hay que evitar.

Segunda: Hoy en día, hay consideraciones importantes que tener en cuenta y que exigen un consenso mundial: Nuestro nivel de bienestar, al que no queremos renunciar, nos exige seguir produciendo más, y generando mas energía. Queremos además potenciar el uso de la movilidad eléctrica, pero la capacidad de producción de electricidad es limitada, y las renovables dependen de gran manera de la capacidad de almacenamiento. Hacer que todo sea eléctrico es inviable.

Tercera: Las centrales Nucleares todavía forman parte de la energía de base que alimentan nuestras redes. La gestión de la red, eso que hace que no se corte el suministro de electricidad como antaño, se debe a unos modelos de predicción de consumos muy elaborados por los gestores de red de transporte, de distribución y de generación. Se necesita llegar a un equilibrio de producción de base, y de producción durante los picos de consumo, y hoy en día además resolver el problema de almacenamiento, si queremos dar más protagonismo a las renovables.

Cuarta: Los combustibles fósiles como el Gas y el Petróleo serán insustituibles hoy por hoy. Además, el refino del petróleo es el origen de la petroquímica que produce gran parte de los plásticos y otros compuestos que usamos diariamente.

ORIGENES DE LA ENERGIA NUCLEAR

Es posible que todo el mundo lo sepa, pero es bueno recordar que la energía solar de forma directa proviene del sol y las reacciones nucleares de fusión que en él se producen.  Similar a lo que ocurre con la eólica de forma indirecta, así como con la hidráulica, puesto que el viento, la lluvia y el clima del planeta están ligados a las mencionadas reacciones nucleares de fusión que se producen en el sol. Nuestro planeta es un milagro de estabilidad que logra que tengamos estaciones, que se mantengan las temperaturas…y que sabemos que esta amenazado por el progreso…bueno, y por cualquier fenómeno natural que nos amenace, como erupciones volcánicas, terremotos, choques de asteroides o tormentas electromagnéticas producidas por la actividad nuclear de nuestro sol.

Visto así, vivemos en una situación que según se mire, es estable, pero cuando menos amenazada y en extremo, precaria. En su desarrollo en este planeta, el ser humano ha aprendido a desafiar a las fuerzas de la naturaleza. Y no hubiese progresado sin ello. Lo malo no es desafiarlas y tratar de controlarlas, sino no tratarlas con el debido respeto.

La física, desde que a finales del siglo XIX profundizo en la identificación e investigación de las partículas atómicas, fue capaz de entender como funciona nuestro universo, y como la materia puede convertirse en Energía. Estudios que concluyeron con la famosa ecuación de Einstein E=Mc2, que nos dice que la variación de masa por la velocidad de la luz al cuadrado nos da la energía resultante en ese proceso. Ya solo quedaba probarlo: Y en paralelo a lo que sería la fisión controlada de átomos de uranio en reactores civiles, se puso en marcha la investigación para crear bombas atómicas nucleares. En ambos casos, la fisión supone un cambio de masa, que al multiplicarlo por una cantidad tan grande (la velocidad de la luz al cuadrado) daba una cantidad de energía increíble y atractiva, para cualquier fin (por desgracia, el militar nos trae aun de cabeza).

Lo anterior concluye que la energía atómica no es algo mas peligroso en si mismo que vivir en nuestro mundo, que existe precisamente gracias a esas reacciones nucleares que se dan en el Universo. El ser humano jugó a poder reproducirlas, lo cual es mas que loable. Porque fue buscar el progreso. También aprendimos a volar en aviones, y a hacer otras actividades peligrosas…pero también desarrollamos procesos para controlarlas.

POR QUE LA ENERGIA NUCLEAR SE FRENO EN LA DECADA DE LOS 90

Cuando se dispuso de tecnología de reactores de fisión hacia el fin de la década de los años 50, los países vieron una forma increíblemente sencilla y barata de producir energía. Un reactor Nuclear es algo muy simple, si no fuera por sus salvaguardias y sistemas auxiliares. Y elegante, si lo comparamos con quemar carbón, combustible fósil o biomasa, que a la postre esta basado en una tecnología muy primitiva, la de quemar cosas. Si es cierto que el reactor produce al calentarse y fisionarse, otros productos de fisión que emiten radiaciones ionizantes durante mucho tiempo. En este caso, el tratamiento de residuos y su impacto en el coste de ciclo de vida de este modo de energía impactan muy negativamente en esta tecnología.

Minimizando este último hecho, y debido a esos otros factores que hemos mencionado, se multiplicaron el número de reactores en el mundo occidental, y también en la unión soviética. Mas de 400 reactores por cada lado. Era una época de expansión y era una forma de asegurar la electricidad a un precio razonable. No olvidemos que hay Uranio suficiente, y dependiendo del precio y la demanda, podrían explotarse yacimientos en nuevos lugares. España es uno de los países que cuenta con ellos. De esta forma, y según la política industrial de expansión de los años 60, y dentro del marco de acuerdos con Estados Unidos (establecimiento de bases militares etc.) se encargaron más de 17 grupos (Zorita la primera y de demostración, Vandellós I, la única con tecnología grafito gas, Garoña, Almaraz 1 y 2, Valdecaballeros 1 y 2 Asco 1y 2,  Lemoniz 1y 2 Vandellós II, Cofrentes, Trillo 1 y dos que nunca empezaron, pero que se usaron parte de sus pedidos en otras centrales: Sayago y Regodola). Repartidas en diferentes tecnólogos, General Electric (agua en ebullición) y Westinghouse (agua a presión) y en el caso de la última, Trillo, a Siemens AG KWU (agua a presión). Un grupo es un conjunto turbina generador. Normalmente los mencionados, salvo Garoña, son grupos muy grades entre 900 y 1100MW. Hoy en día Zorita, Garoña y Vandellos I están ya paradas y en proceso de desmantelamiento. Lemoniz nunca entro en funcionamiento debido a presiones terroristas. Valdecaballeros se paro al inicio de la construcción.

Al mismo tiempo, los países que desarrollaron tecnología nuclear militar instalaron reactores de pequeña potencia en submarinos y portaaviones. A los primeros, los convertían en verdaderos destructores, pudiendo estar sumergidos meses. No olvidemos que la Energía nuclear no produce gases de escape. Las torres que tienen algunas Centrales solo producen vapor de agua y son de refrigeración. Los barcos y las centrales cerca del mar se refrigeran en él.

Con este panorama, la humanidad cometió el mismo error que parece querer cometer ahora, no pensar en el ciclo de vida del combustible. Había varias razones, que no excusas, ante tamaño disparate:

• En aquella época a los niños los examinábamos por rayos X con cualquier catarro. Las dosis de radiación admitidas eran muy tolerantes. Se pensaba en el problema de los residuos como algo a resolver de forma sencilla: Arrojarlos al mar… lanzarlos al espacio en cohetes…
• El plan de desarrollo nuclear en aquella época, y que nos enseñaban a los ingenieros era de evolución rápida y resolvería en parte el problema:
  • Reactores de fusión de Uranio en los 60
  • Reactores reproductores en los 80 y 90 con capacidad de reprocesamiento del combustible, lo que resolvería en parte el cierre del ciclo de combustible. Todos terminaron parados. En parte a que no eran necesarios por el parón nuclear y por la poca previsión de reprocesamiento esperada, para una tecnología que resultaría cara si no se intensificaba.
  • Reactores de fusión para el 2040

Ya en los 90 y comienzos de este siglo, y ante el problema que suponía que las piscinas intermedias de almacenamiento de residuos en las propias centrales estaban llenas, se empezaron a diseñar almacenamientos geológicos profundos para residuos de alta actividad (elementos de combustible). Algunos países ya los tienen. Otros, como España, no han conseguido hacerlos por cambios de parecer entre gobiernos. Algunos se almacenan en las propias centrales, fuera ya de las piscinas de enfriamiento intermedias, o se envían a Francia a alto coste.

Respecto a la tecnología de fusión de Hidrogeno, aun estamos lejos de lograr resultados experimentales que nos permitan entrever la fecha real de puesta en marcha del primer reactor controlado. Así como en el caso de la bomba H, la fusión de los isotopos de H2 se produce mediante la enorme presión que produce una bomba atómica de fisión auxiliar, y se dispuso de ella rápidamente, para hacer lo mismo de forma controlada se necesita una cantidad de energía enorme y se ensaya con haces de laser concentrados en un espacio muy reducido para producir un estado plasmático que permita la fusión. Hoy por hoy los experimentos requieren más energía que la que se produce, y la reacción dura solo unos segundos. Estos desarrollos exigen mucha inversión que proviene de consorcios de varios países, como el ITER en el que interviene España. Las investigaciones, por este motivo y por la ralentización de la inversión en todo lo que es nuclear, van con retraso. Ver más aquí

Así como la energía nuclear forma parte de nuestro universo, y lo mantiene, también es parte de nuestras vidas. Nuestra salud y bienestar, nos guste o no, forma parte de ese descubrimiento que mencionábamos antes y que son las radiaciones ionizantes. La usamos para detectar enfermedades y para tratarlas. Quizá poca gente sabe que generan residuos de baja actividad, pero que hay que almacenar y vigilar. Y que España tiene desde hace bastantes años el suyo propio en una antigua mina en la serranía de Córdoba: El Cabril.

Acabar con una tecnología tan brillante, sin un estudio cuidadoso, parece poco menos que inaceptable. Especialmente si observamos cual ha sido su evolución, llena de decisiones erróneas y, cuando menos, precipitadas. Y cuando hay países que han seguido abriendo centrales, y no solo aquellos que tienen armas nucleares. En Emiratos, por ejemplo, se han construido reactores hace años y se hace en la actualidad, Corea del Sur, Taiwán, China, Gran Bretaña, Francia, India hacen lo mismo. Respecto a la aceptación final de la sociedad, si bien de forma genérica se ha generado un nivel de rechazo importante, ello puede ser debido, en mi opinión, al gran nivel de desinformación al respecto. Los emplazamientos nucleares en España han sido forzados y se eligieron con criterios de sismicidad, posibilidades de refrigeracion e impacto sobre la población, más su situación estratégica en la red de alta tensión Nacional y los centros de consumo. A pesar de ello, los municipios afectados viven en calma en sus alrededores, y en gran manera se han acostumbrado a confiar en los sistemas de vigilancia existentes. Por otro lado, estas instalaciones han sido una fuente de ingresos, empleo y bienestar. Es de destacar que en el caso del almacenamiento geológico profundo se escogieron posibles lugares para su emplazamiento, y de entre ellos surgieron municipios interesados en albergarlo.

ALGUNOS DATOS TECNICOS PARA CONOCER SU GRADO DE PELIGROSIDAD

La construcción en España de los grupos arriba mencionados nos ha permitido a varias generaciones de Ingenieros recibir una formación extraordinaria. Ello es debido al a las condiciones de diseño y de seguridad minuciosas que se establecieron desde el principio en su ejecución. Heredadas de otra actividad peligrosa, la aeronáutica, se realizaron análisis probabilísticos de riesgos, que, mediante un diseño basado en unas hipótesis de fallo establecidas, aseguran sistemas redundantes de salvaguardias, que llevaran a los reactores a parada segura, de forma casi automática. Para los que trabajamos en el diseño de algunas, la sensación que teníamos es que diseñábamos máquinas para pararse casi por cualquier causa.

Quizá algo que tranquiliza bastante es que el agua, en muchos de los reactores que tenemos, hace de moderador de la velocidad de los neutrones. Si perdemos el agua, el reactor tiende a pararse. Eso sí, hay que refrigerarlo, para evitar que se funda el núcleo. Para ello hay sistemas duplicados y redundantes para inyectar agua auxiliar. Y en el caso de los reactores avanzados, cuyo diseño ya existía en los 90, el diseño obligaba a que esta inyección de agua auxiliar fuera pasiva (que entrara por gravedad).

Las centrales europeas con contención, que son su mayoría, no solo contemplan estas medidas de parada segura tan redundantes, sino que además tienen una barrera de hormigón a prueba de impactos de un avión Jumbo, que, en el peor de los casos, nos evitaría lo que paso en el reactor RBMK soviético, en el que no solo hubo escapes, sino que tuvieron que hacerle un sarcófago de hormigón sobre un terreno ya altamente contaminado.

QUE PODEMOS APRENDER DE LOS ACCIDENTES OCURRIDOS HASTA AHORA

En 1979 se produjo el primer accidente estudiado con detalle en “Three Mile Island”, un PWR (Agua a presión) americano de Babcock Wilcox. Y, afortunadamente, sus enseñanzas obligaron a replantear los proyectos existentes en España. Nuestro país, que utiliza la NRC americana como norma de obligado cumplimiento, se vio obligada a ello.

Sin querer entrar aquí en el detalle del accidente, se observo algo que es más que frecuente en cualquier industria: En los momentos posteriores al fallo los operadores, debido al estrés, realizan operaciones que pueden agravarlo. Por ello se implementaron acciones que dotan a nuestras centrales occidentales de una capa adicional de seguridad:

• Se mejoro la información disponible en la sala de control, y la forma de presentarla
• Se mejoraron las salvaguardias y sus redundancias. Dotando de mayor automatismo y seguridad a la central
• Se estableció un sistema de alerta de estados inoperables: Es decir de aquellas líneas que no están plenamente automatizadas, y que, debido al cierre de alguna válvula o mantenimiento de algún equipo, pueden no estar disponibles.
• Se mejoraron los sistemas de ayuda a los operadores, los árboles de decisión para la toma de decisiones, su presencia en las pantallas de apoyo graficas de la sala de control
• Se observo que, en caso de un accidente, los operadores necesitan ayuda externa. En el caso de España, las actividades nucleares están supervisadas por el consejo de seguridad nuclear, que pertenece a la administración del estado, y que cuenta con residentes en planta, y que recibe datos en tiempo real de los parámetros de las centrales. A partir de este accidente, existe el denominado centro técnico de soporte externo a la sala de control, donde se duplican los datos de la central en tiempo real y en donde se pueden reunir los expertos en caso de un accidente severo.

Podíamos decir que, gracias a Dios, en las centrales Occidentales no pasado nada grave, pero no sería justo no mencionar que:

• El diseño esta pensado para la seguridad, no para la producción optima, ni para la operación sencilla
• Los operadores reciben una formación y un reciclaje de la misma exquisito. En España además existe tecnología de fabricación de simuladores (Ver empresa aqui), que son la base de la formación de muchos operadores a nivel mundial.
• Que el Consejo de Seguridad Nuclear esta dotado de expertos de relevancia internacional y que ejerce un control de las actividades nucleares más que estricto.

El más lamentable accidente fuera del mundo occidental fue el de  Chernóbil, en la antigua Unión Soviética. El hacer paralelismo con el mundo occidental es absurdo, por las siguientes razones:

• La tecnología de los reactores RBMK es muy especifica de Rusia: Se trata de un reactor que usa uranio natural y que por ello usa grafito como moderador y agua en ebullición como refrigerador. En España todos los que funcionan son de uranio enriquecido.
• Su uso es dual: Producir energía y plutonio para armamento nuclear
• Tiene unos coeficientes de huecos y de moderador positivos, lo que puede producir una realimentación positiva tanto cuando se aumenta la potencia como cuando se baja, no alcanzando un nuevo estado estable. En definitiva, son de difícil control. Al contrario de lo que pasa en los occidentales.
• Desde los años 60 los reactores se albergan en edificios de contención de hormigón en el mundo occidental. Estos reactores rusos se recargan sobre la marcha para facilitar su uso militar. Esto requiere estructuras muy altas y difíciles y costosas de meter en una contención.

Para más detalle aquí hay un buen articulo técnico 

Si a estos factores de diseño añadimos los errores de operación, que se estaban realizando pruebas arriesgadas, la calidad y bisoñez de los operadores y el carácter del supervisor que se observa en la película documental recientemente estrenada (en mi opinión se exagera este aspecto), tenemos los ingredientes necesarios para que este accidente tenga características poco repetibles.

Al igual que el Consejo de Seguridad Nuclear supervisa en España las instalaciones nucleares, existe un organismo internacional al que se adscriben las naciones que usan esta fuente de Energía y que es la Organización Internacional de Energía Atómica (IAEA) https://www.iaea.org/es.

Este organismo observa y plantea acciones de control y revisión del parque de reactores mundial.

Poco antes del accidente de Fukushima en Japón, lanzo un plan internacional para revisión de los diseños de las centrales existentes y su respuesta ante un Tsunami. No olvidemos que el edificio de contención de las centrales Occidentales está calculado para superar seísmos de magnitud considerable según sus localizaciones y con coeficientes de seguridad ampliados. Pero muchas están cerca del mar, y pueden estar afectadas por olas no consideradas en sus especificaciones de diseño. Fukushima estaba al nivel del mar, pero sus generadores diésel de emergencia estaban debajo del nivel del mar, eso sí, protegidos por muros de contención que no soportaron la fuerza de la ola del Tsunami. Y eran inundables en esas condiciones. Pero la empresa propietaria no reporto incidencias ante esa solicitud de revisión. Ni soluciono el problema.

Como siempre, a este efecto inicial inusual, de perdida de electricidad auxiliar y consiguiente falta de circulación de agua de refrigeración en el núcleo del reactor, los operadores no reaccionaron de la forma mas correcta, posiblemente antes el secretismo de la compañía dueña de la central. Las salvaguardias funcionaron según diseño y los reactores 1,2 y 3 se pararon según lo previsto cuando se produjo el terremoto y ya antes de que llegara el Tsunami. Los otros tres estaban en parada por mantenimiento. Pero al no haber refrigeración todos se recalentaron, hubo producción de Hidrogeno, fenómeno esperado en esta situación, e incendios.

Es duro de explicar así, pero esta tecnología estaba diseñada a principios de los 70, y todo lo que ocurrió allí era postulable en aquella época. No nos olvidemos lo que ya comentábamos arriba. En aquella época nos pasábamos por Rayos X con frecuencia, hacíamos radiografías rutinarias, y los niveles de radiación que produjo estos accidente se consideraban “admisibles”.

CONCLUSIONES

Se diseñó un plan donde aguardar la llegada de la fusión controlada de isotopos de hidrogeno en el año 2040. Nada ha sido como se planeaba, ni ha habido consenso internacional de los pasos a dar. Es más, el futuro de la fusión, con combustible barato e inacabable, es aún incierta.

Desde el ralentizamiento de este plan, se han producido dos accidentes notables, y se ha generado mucha controversia y desinformación.

A finales de la década de los 90 se produjo un desarrollo desmesurado de ciclos combinados, con los riesgos geopolíticos que suponían el suministro de gas.

Años mas tarde, y hasta nuestros días, se nos ha hecho creer que las energías renovables eólica y solar serian nuestra solución, pero sin resolver el problema del almacenamiento ni la sustitución de una generación eléctrica en centrales de base necesaria, como es la Nuclear.

Alargar la vida de las centrales actuales es un paso tentador para gobiernos cortoplacistas, y parece una solución aceptable para las empresas propietarias, ante un panorama regulatorio incierto.  Pero, aunque puede parecer que este alargamiento de la vida hace mas rentable la inversión, no es tan significativo este efecto. Los requerimientos de seguridad y el alto coste de los equipos tan sofisticados, que suelen deteriorarse y cambiarse con frecuencia, suponen un coste importante en todo el ciclo de vida. Seria mas rentable para la sociedad haber parado estas centrales y, usando esos emplazamientos ya contaminados, haber acelerado la instalación de grupos nucleares con tecnologías más modernas (reactores avanzados y pasivos) como ya han hecho países con programas nucleares activos. Así evitaríamos estar expuestos a accidentes que se consideraban admisibles en la década de los 80. No solo tenemos disponibles reactores con diseños más avanzados. También se han acortado mucho los plazos de construcción, la modularización y estandarización, y se han reducido los costes. Es un hecho que, en los primeros proyectos, el diseño se hizo casi a medida de las empresas propietarias, lo que aumento mucho los costes y los plazos de ejecución.En el caso de centrales españolas, esto lo agravo el hecho de tener que adoptar durante los proyectos la nueva normativa derivada del accidente de Three Mille Island”, comentado anteriormente.

La preocupación creciente por el impacto ambiental introduce una variable importante, que no se trata en el contexto necesario: El impacto en el ciclo de vida arriba mencionado en cualquiera de las fuentes de energía utilizables. Un estudio detallado nos daría pautas de decisión importantes, y no improvisadas. Y ello requiere fijar, con un consenso global, en que escenarios queremos movernos en el futuro, y como se va a llegar a desarrollar una verdadera economía circular (aquella que contempla la producción, uso y reciclado optimo, eficiente y ecológico de los bienes que utilizamos

Esto genera inestabilidad en los mercados y favorece la manipulación de la información, sin que los agentes que deben tomar partido se sienten a resolver el escenario en que nos vamos a mover en el futuro, evitando volver a tropezar en la misma piedra de la improvisación.