Con cada año que pasa, la crisis climática global se hace más evidente. Las noticias se han llenado de incendios forestales, olas de calor, fenómenos meteorológicos y temperaturas extremas, y para nadie es un secreto que las emisiones de gases de efecto invernadero que producen nuestros medios de transporte, las industrias que fabrican lo que consumimos y nuestras matrices energéticas juegan un rol fundamental en el daño que le causamos al planeta Tierra.
Desde hace varias décadas, el mundo ha estado consciente de que debe dejar atrás los combustibles fósiles y transitar hacia las energías renovables, pero los detalles de cómo debería darse esta transición aún son difusos. En su estado actual, la energía solar y eólica no pueden cubrir la demanda creciente de nuestra sociedad. Allí aparece como otra fuente alternativa la energía nuclear, que podría ser el impulso necesario hacia un futuro de energías limpias.
Camilo Prieto, docente de la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana e investigador del grupo de Asuntos Nucleares del Servicio Geológico Colombiano, habló con Pesquisa Javeriana sobre la energía nuclear, sus retos, sus mitos y una forma más accesible para implementarla en todo el mundo: los reactores modulares pequeños.
El arte de dividir lo indivisible
En la antigua Grecia, el filósofo Demócrito razonó que la materia debía estar compuesta de unidades infinitamente diminutas, eternas e indivisibles, a las que llamó “átomos”, del prefijo “a”, que significa sin y “tomo”, la palabra griega para división. Siglos después, si bien se confirmaron algunos de los supuestos de Demócrito, también se descubrió que el átomo no era la partícula fundamental de la materia, sino que se divide de otros componentes más pequeños que le dan su identidad en la tabla periódica de los elementos.
Los átomos se constituyen por un núcleo, compuesto por partículas llamadas protones, de carga positiva, y neutrones, de carga neutra. Este se encuentra rodeado por electrones –partículas de masa insignificante y carga negativa–, que le permiten al átomo interactuar con otros y crear compuestos químicos.
Estos descubrimientos llevaron a que, en 1938, se refutase definitivamente la noción de que el átomo era indivisible. Fue clave que científicos alemanes hallaran la fisión nuclear, un proceso que libera cantidades inmensas de energía y que llevaría a la creación de la bomba atómica y el desarrollo de la energía nuclear.
Esta ‘nueva energía’ “busca aprovechar la fuerza que se libera cuando se rompen átomos de uranio particularmente, ruptura que genera una gran cantidad de energía térmica que se utiliza para mover una turbina y generar electricidad. Es una reacción controlada”, explica Prieto. Específicamente, se necesita un tipo de átomo de uranio específico, o un isótopo, el uranio 235.
Los reactores nucleares utilizan neutrones para separar los átomos de uranio, creando pequeñas reacciones en cadena que se controlan a través de grandes varas de control capaces de absorber los neutrones y detener la fisión nuclear si se detectan condiciones desfavorables.
La energía nuclear tiene la ventaja de ser sumamente limpia, incluso en comparación a las energías renovables. Según Prieto, “La tecnología de energía que menos emisiones de gases de efecto invernadero genera es indiscutiblemente la nuclear.”
Además, aunque genere desechos, la industria nuclear toma una mayor responsabilidad por su manejo, incluso desarrollando tecnologías para reutilizarlos como combustible. “Esta es la única industria energética que tiene la capacidad de reprocesar sus desechos, tomando el combustible gastado, lo mezcla con uranio o plutonio, para volverlo a usar en los reactores. Hoy, en 2024, el 5% del combustible nuclear en el mundo es reprocesado”, continúa.
Sin embargo, la energía nuclear se ha encontrado con varios obstáculos para su implementación en todo el mundo. Sus altos costos, los tiempos requeridos para la construcción de plantas tradicionales y el miedo provocado por los accidentes de Chernóbil en 1986 y Fukushima en 2011 han causado que sólo el 10% de la energía mundial se produzca nuclearmente, concentrada casi completamente en el norte global.
Los reactores modulares: un futuro para la energía nuclear
Para abordar esta problemática, Prieto, junto a Diego Alejandro Patiño, director del Departamento de Ingeniería Electrónica de la Pontificia Universidad Javeriana, publicaron un artículo en la revista Q1 Power System Technology, en el cual evaluaron el conocimiento existente y potencial futuro de una tecnología que podría cambiar el paradigma de la energía nuclear: los reactores modulares pequeños.
A diferencia de los convencionales, son de menor tamaño, más económicos y sus partes pueden ser producidas industrialmente, lo que acortaría los tiempos de construcción y permitiría su ensamblaje en todo tipo de sitios. “Esa modularización permite que se puedan producir a gran escala y que se pueda construir una cadena de suministros con la que se armarme estos emplazamientos en muy cortos tiempos”, describe Prieto.
Por fuera, no se ven esas grandes fumarolas de concreto características de las plantas nucleares, sino unas pequeñas estructuras de contención que resguardarían reactores subterráneos. “Los edificios de contención se verían como unas cúpulas de concreto con paredes de aproximadamente 1.2 metros de espesor, lo cual da mucha protección en un espacio mucho menor que los reactores tradicionales”, agrega.
Además, cuentan con la ventaja de poder cumplir con otras funciones además de la producción de energía, mediante un proceso llamado cogeneración. “Se trata de aprovechar el calor que normalmente se desperdicia para desalinizar agua, producir urea o hidrógeno. Entonces todo ese calor se podría usar mientras se genera energía eléctrica”, propone el investigador.
La idea, según Prieto, sería incorporar la energía nuclear a las matrices energéticas mundiales, junto a las energías renovables convencionales, para así diversificarlas y crear sistemas híbridos de energía. Los reactores modulares pequeños podrían ser el vehículo indicado para esto. “El futuro de la energía está en el diálogo y la integración de estas tecnologías, no es una sobre las otras”, aclara.
“Los reactores usualmente trabajan con un uranio enriquecido al 3 o 5%, mientras que en el escenario bélico, es de más del 90%. Un reactor nunca podría explotar como una bomba”.
Camilo Prieto
¿Podemos confiar en la energía nuclear?
Es imposible ignorar el rol que ha tenido la percepción pública en la adopción de la energía nuclear. El miedo que generan las armas nucleares y su destrucción, las representaciones en la cultura popular que la pintan como algo inestable y volátil, y los dos accidentes históricos de Chernóbil y Fukushima, que desplazaron a poblaciones enteras, han estancado su progreso, mientras los combustibles fósiles continúan ganando terreno en la escena energética mundial.
No obstante, Prieto confía plenamente en el potencial de la energía nuclear e invita a tener en cuenta las estadísticas que ponen en contexto su seguridad frente a otras industrias de energía. “Si uno hace una comparación entre el número de muertes por teravatio/hora generado al año en todas las fuentes de energía, la nuclear y la eólica son las que menos muertes generan, esto contando accidentes como Chernóbil y Fukushima. Por otro lado, las energías fósiles son las más peligrosas de todas, con 5.3 millones de muertes al año”.
También, separa completamente a las armas de la energía nuclear, pues aunque el principio físico de su funcionamiento sea el mismo, su intención y su diseño no podrían ser más distintos. “Los reactores usualmente trabajan con un uranio enriquecido al 3 o 5%, mientras que en el escenario bélico, es de más del 90%. Los primeros están para el bienestar de la humanidad, mientras que las armas existen para todo lo contrario. Un reactor nunca podría explotar como una bomba”.
Y frente a la preocupación por la contaminación radioactiva, el investigador reitera la mayor responsabilidad de la industria nuclear en el manejo de desechos y la capacidad de su reutilización a través de nuevas tecnologías. “Siempre estamos respirando material particulado y gases producidos por los combustibles fósiles y no sabemos qué va a pasar con los millones de paneles solares y turbinas eólicas cuando dejen de funcionar. En las otras industrias no existe la obligatoriedad ni la tecnología para reutilizar los desechos, en la nuclear sí”, defiende Prieto esta alternativa.
Aunque reconoce que las barreras económicas aún permanecen para la adopción de la energía nuclear en lugares como Latinoamérica, el panorama mundial está cambiando, y cada vez se hace más evidente la necesidad de utilizarla para poder alejarnos de los combustibles fósiles. “Hay un cambio en la voluntad política. Por ejemplo, en la COP28 de Cambio Climático, 22 países se comprometieron a triplicar su capacidad energética nuclear a 2050. En el plan energético nacional de Colombia dice que para el 2038, ya deberían estar entrando los reactores modulares a aportar energía en firme”, asegura el experto.
Los reactores modulares podrían expandir el alcance de la energía nuclear en el mundo y convertirla en un pilar adicional a las energías renovables en los procesos de transición energética. En la lucha por nuestra supervivencia en este planeta, puede que nuestra más grande aliada sea la energía que se esconde entre las partículas más pequeñas.
