Energía nuclear

Entre las novedades que ha aportado la ciencia —y la tecnología— a la segunda mitad del siglo XX, pocas son tan conocidas como la energía nuclear. Nos ocuparemos de la utilización con fines pacíficos de esa energía (la que procede de la fisión, no de la fusión), aunque, como veremos, no es posible separar neta y radicalmente este ámbito del militar.

La energía, a secas, ha sido, es y seguirá siéndolo en el futuro, protagonista de nuestro mundo. La necesitamos para prácticamente todo: no hay vida sin energía. Y si tenemos en cuenta el crecimiento exponencial que por el momento experimenta la población mundial, y la mejora del nivel de vida en muchas sociedades, la consecuencia es inmediata: la demanda de energía ha aumentado, aumenta y seguirá aumentando.

Fisión nuclear

Pero, lo sabemos todos, los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas…) son limitados, y, más pronto o más tarde —¿qué son unos cientos de años comparados con la vida que le queda todavía a la Tierra?— se agotarán. No nos preocupemos demasiado —se argumenta a menudo—, el avance del conocimiento científico proveerá; se descubrirá algo que permitirá a nuestros descendientes resolver el problema energético. Éste es un primer punto —el del papel providencial de la ciencia— que quiero comentar.

Es cierto que a lo largo de los últimos siglos la ciencia —y la tecnología más o menos dependiente de la ciencia— ha estado detrás de la enorme multiplicación de recursos, en última instancia energéticos, de que ha dispuesto la humanidad, y que esta tendencia no ha disminuido durante las últimas décadas, aunque haya sido fundamentalmente no mediante el descubrimiento de nuevas fuentes de energía, sino vía el desarrollo de nuevos procesos y materiales más eficientes (esto es especialmente evidente en el caso de las telecomunicaciones, no, de todas maneras, las más onerosas desde el punto de vista del consumo energético). Existen, además, algunas ideas sobre nuevos mecanismos para producir energía; pero la mayoría (energía eólica, solar, mareomotriz…) no parece que puedan resolvernos excesivos problemas. El caso es diferente con la posibilidad de energía de fusión [véase FUSIÓN NUCLEAR], pero aún no es más que una promesa. La energía nuclear, obtenida a partir de la fisión de elementos como el uranio o el plutonio, es la otra gran posibilidad de que tenemos evidencia; es, al contrario que la fusión, una realidad, no una promesa.

Es posible que el avance de la ciencia produzca en el futuro otros mecanismos, pero es preciso dejar claro que no existe ninguna seguridad de que así sea. Tendemos a pensar en la ciencia como si fuera la chistera de un mago supremo, de la que será posible extraer siempre nuevas maravillas; puede tardar algo, pero nos terminará resolviendo cualquier problema. No sé si será así, y desde luego nadie lo sabe, pero tiendo a pensar que aunque todavía esperan innumerables sorpresas científicas a la especie humana, no todo será posible. No todo es, de hecho, posible. Una de las misiones de la ciencia es, precisamente, distinguir lo posible de lo imposible. Jugar, por consiguiente, con la posibilidad de que la ciencia del futuro proveerá para justificar así los abusos que podamos estar cometiendo, es algo que no sustenta ni la historia, ni la lógica (el sentido común, me atrevería a decir). Lo que sucede es que nos escudamos en la ciencia, la utilizamos ideológicamente, para defender nuestros intereses, unos intereses en los que apenas desempeñan algún papel las necesidades futuras de nuestros descendientes.

Es por este motivo que considero importante detenerme en el tema de la energía nuclear, intentando separar el grano de la paja, aun a sabiendas que no es, precisamente, un tema fácil de analizar desapasionadamente. Al mismo tiempo que se vieron las posibilidades militares de la fisión del uranio , se vislumbró su utilidad para la producción de energía con fines pacíficos. Sin embargo, el éxito de las bombas atómicas de agosto de 1945 hizo que las técnicas nucleares permaneciesen como secretos de Estado, una situación poco favorable para el establecimiento de una industria civil. Por ello, la historia de la energía nuclear tras la segunda guerra mundial constituye un complicado entramado: control o limitación de armamentos nucleares; desarrollo de la industria nuclear con fines pacíficos; creación de nuevas instituciones para asegurar el secreto, el control o la utilización industrial de la energía nuclear; campañas como «Átomos para la Paz», que el presidente Dwight Eisenhower presentó ante la Asamblea General de Naciones Unidas en diciembre de 1953, pocos meses después de la muerte de Josef Stalin (marzo) y del final de la guerra de Corea (julio); y también ideas, hoy sabemos que «locas», como la utilización de reactores nucleares para propulsar aviones (se estimó que el blindaje necesario pesaría entre cincuenta y cien toneladas), un proyecto denominado «Aircraft Nuclear Propulsion», en el que se gastaron mil millones de dólares.

Si en el transporte aéreo la energía nuclear fracasó, no ocurrió lo mismo en el marítimo (militar). En agosto de 1951, la Marina estadounidense firmó un contrato con la Electric Boat Company para la construcción de un submarino impulsado por un reactor de agua a presión. El resultado fue el Nautilus, que entró en funcionamiento en 1954. Este reactor constaba, esencialmente, de placas del isótopo 235 del uranio (U-235), moderado (esto es, controlado para evitar que se produjese una reacción en cadena) y enfriado por agua ordinaria. No era la única elección posible, ni, desde el punto de vista de la industria civil, la mejor, toda vez que estos reactores convierten únicamente alrededor del tres por ciento de su combustible en energía utilizable.

Ahora bien, en este punto hay que darse cuenta de que los científicos e ingenieros, la mayoría formados durante el proyecto Manhattan, que, a partir de los años cincuenta, se dedicaron a la tarea de diseñar reactores nucleares se encontraban con un número enorme de posibilidades, ya que existen muchas variantes para cada componente de un reactor (combustible, refrigerante, moderador). El material fisionable puede ser, por ejemplo, no sólo U-235, sino también U-233 o, por supuesto, plutonio-239; el refrigerante, agua ordinaria, agua pesada, gas o metal líquido; el moderador, grafito, berilio, agua ordinaria, agua pesada o, como en el reactor rápido de neutrones, ningún moderador. Se ha llegado a afirmar que si se cuentan todas las combinaciones posibles de combustible, refrigerante y moderador, se pueden identificar alrededor de mil reactores diferentes. Las elecciones que se tomaban al inicio pesaban gravemente en los caminos a seguir en el futuro.

Representación gráfica del ciclo del Torio

«Cuando miro hacia atrás —ha señalado en sus memorias Alvin Weinberg, director del Oak Ridge National Laboratory entre 1955 y 1973, y una de las figuras más prominentes en el campo de la tecnología de reactores— me doy cuenta de que la actual preponderancia de reactores de agua a presión surge no de ninguna característica superior del agua, sino de la decisión […] de propulsar el Nautilus […] con una versión presurizada del reactor construido en Oak Ridge para hacer pruebas sobre diferentes materiales. Una vez el agua a presión tomó esta ventaja inicial, otras posibilidades fueron descartadas ya que ponerlas a prueba era demasiado caro».

Nos encontramos aquí con el eterno problema de las condiciones iniciales y de las vías que en sus innovadores movimientos de apertura también —dramática paradoja— cierra.

En el reactor del Nautilus, del que, de hecho, surgió la energía nuclear comercial, lo que se ha denominado «seguridad intrínseca» o superconfinamiento (diseñar mecanismos que hagan que el reactor no pueda llegar a estar fuera de control) no era muy importante; al fin y al cabo se trataba de un barco de guerra, en donde convivir con el riesgo es una realidad asumida. Este menosprecio —relativo, por supuesto— en lo referente a introducir medidas que asegurasen una seguridad completa del reactor también afectó inicialmente a la tecnología civil de reactores. Es cierto que se alzaron algunas voces en defensa de medidas que favoreciesen una seguridad absoluta. Edward Teller (1908-2003), el mismo que defendía a ultranza la necesidad de fabricar la «superbomba», la todopoderosa bomba (de fusión) de hidrógeno, advocó desde el principio por que se colocasen los reactores bajo tierra, y Sam Untermyer diseñó un reactor de agua en ebullición intrínsecamente seguro. Pero estas ideas no fueron tomadas en serio. Nadie sabía, por ejemplo, si los reactores de agua ligera ordinaria podrían alguna vez producir potencia que fuese competitiva con la obtenida a partir de combustibles fósiles. Tampoco se tomó en serio la cuestión de la eliminación de los desechos.

No podíamos —añade Weinberg, en una tan sincera como, sin duda, dolorosa declaración— imaginar que el público se vería afectado por una radiación-fobia […] Y como los desechos, una vez solidificados, no podían imponer una carga radiactiva ni siquiera del orden de la natural, nos cogió de sorpresa la violencia de la reacción pública.

Es curiosa esta sorpresa. Probablemente no era sino una consecuencia del optimismo desbordante que surgió en torno al mundo de la ciencia y la tecnología nucleares. La energía nuclear —se pensaba— haría posible el advenimiento de un mundo auténticamente feliz, energéticamente hablando, por supuesto.

Ahora bien, cuando se observa con más detenimiento aquella época, se encuentra que el entusiasmo no alcanzaba a todos por igual. El mayor nivel de intensidad se localizaba entre los políticos. La energía nuclear era, evidentemente, un instrumento militar incomparable, pero también podía convertirse en una eficaz arma propagandística, como demuestra el caso del programa «Átomos para la Paz».

Los ejemplos de las esperanzas que se depositaron en la energía nuclear son innumerables. En 1954, Lewis Strauss (1896-1974), un financiero convertido en director de la exclusiva y por entonces todopoderosa Comisión de Energía Atómica norteamericana, dibujaba un horizonte, que a lo más tardaría unos quince años, en el que «no será excesivo esperar que nuestros hijos disfruten en sus casas de energía eléctrica demasiado barata como para ser medida en el contador; en el que sabrán de hambres regionales endémicas en el mundo únicamente a través de [los libros] de historia; en el que viajarán sin esfuerzo por los mares o bajo ellos y por el aire con un mínimo de peligros y a grandes velocidades; y en el que gozarán de una expectativa de vida mucho más larga que nosotros». Y todo esto llegaría gracias a la energía nuclear. ¡Qué ilusos eran!

Para hacer posible que este futuro feliz llegase a ser realidad, era necesario, por supuesto, su concreción industrial. Para favorecer este paso, el Congreso norteamericano aprobó una ley en 1957. Un aspecto interesante de esta ley es que minimizaba las responsabilidades en caso de posibles accidentes. Existían precedentes: los autores del Acta para la Energía Atómica de 1954, que habían copiado gran parte de su texto del Acta de Comunicaciones Federales de 1934, únicamente habían incluido vagas especificaciones acerca de requisitos de seguridad. Imperdonable desliz, fruto sin duda del optimismo y de la ansiedad, ya que no es lo mismo, lo sabemos muy bien —y ellos lo deberían haber sabido también—, una comunicación telefónica o telegráfica, o una emisora de radio que una central nuclear.

Pero ni siquiera teniendo en cuenta que inicialmente los requisitos de seguridad no fueron demasiado exigentes, las empresas se animaron a introducirse en este nuevo universo comercial. Serían General Electric y Westinghouse las que, en fecha tan, en principio, tardía como 1963, se lanzaron con entusiasmo —un entusiasmo que impulsaba la competencia entre ellas, tanto o más que sensatas evaluaciones tecnológicas y económicas— a la tarea de construir centrales nucleares. Aquel año, General Electric firmó un contrato, a precio fijo, con Jersey Central Power and Light para suministrarle una planta de 515 megawatios. Sería la primera de las doce centrales nucleares que General Electric y Westinghouse venderían en los tres años siguientes y por las que en conjunto perderían unos mil millones de dólares. Éste es uno de los grandes problemas de las centrales nucleares: no son rentables si se hacen bien las cuentas, y el público ha tenido que pagar mucho por ello.

Esquema de como funciona una central nuclear

No es necesario, sin embargo, profundizar en esta dirección. Simplemente indicar algunos puntos de especial importancia.

Los problemas de la industria nuclear civil estadounidense se debieron a un conglomerado de razones, entre las que figuran graves errores en la estimación del aumento de la demanda de energía eléctrica (el embargo de petróleo de 1973 tuvo como una de sus consecuencias la de, al subir los precios, reducir el consumo); un absolutamente exagerado optimismo sobre la naturaleza de las dificultades tecnológicas a encontrar, o el ya mencionado cambio en la sensibilidad medioambiental social.

Hay que tener en cuenta, además, que la industria de las centrales nucleares constituye un ámbito que se ajusta con dificultad a las estructuras imperantes en nuestras sociedades, en las décadas de los años sesenta o setenta, al igual que en el momento presente. Si se desea alcanzar no sólo la mayor seguridad posible, sino también minimizar el riesgo de los residuos radiactivos, se necesita más tiempo, y por consiguiente muchos más recursos económicos (inversiones de capital) que los que están al alcance del mundo de la empresa privada. Éstas, por razones obvias, han elegido fundamentalmente caminos ya desbrozados en parte. Esa, podríamos decir, «acumulación primitiva de capital tecnológico» no es, como no lo es ninguna acumulación primitiva, inocua.

Es oportuno, no obstante, recordar en este punto que existen tipos de reactores nucleares que reducen sustancialmente el problema de los residuos radiactivos y que ofrecen, al mismo tiempo, un futuro más dilatado en lo que al combustible se refiere. Se trata de los denominados «reproductores» (breeders), cuyo concepto, no es ocioso ofrecer este dato, se remonta a comienzos de la década de los cincuenta.

En un reproductor, el combustible fisionable, U-233 o plutonio-239, se quema en el núcleo del reactor. Este núcleo está rodeado de torio-232 o U-238 no fisionables y muy abundantes en la naturaleza, que cuando capturan neutrones que se escapan del núcleo se transforman en U-233 o plutonio-239, con lo que comienza de nuevo el ciclo. En un reproductor se podría, en principio, llegar a utilizar el uranio y torio de las rocas graníticas. En este sentido, tal vez sería una fuente inagotable de energía, al igual que el deuterio del mar lo podría acaso ser para reacciones termonucleares controladas (la fusión nuclear).

La idea de los reproductores fue apreciada inicialmente, cuando se estimaba que las reservas mundiales de uranio eran de unos pocos miles de toneladas (un reactor nuclear de gran tamaño requiere durante toda su vida una carga de alrededor de cuatro mil toneladas de uranio). Pero cuando se fueron conociendo más yacimientos de uranio, la viabilidad de los reproductores se planteó en términos económicos. Todo depende de cuánto estemos dispuestos a pagar por un kilogramo de uranio (es una cuestión de extracción y purificación). Si estamos dispuestos a pagar cien dólares, entonces las reservas mundiales se estiman en veinte millones de toneladas. Si se pretende pagar quinientos dólares, entonces la reserva pasa a ser astronómica. Teniendo en cuenta lo que costaría desarrollar la tecnología de los reproductores (en éstos el precio estimado de un kilo de uranio es de trescientos dólares), existe suficiente uranio para utilizar en reactores no reproductores que queman U-235. Las previsiones pueden, no obstante, cambiar rápidamente ya que tanto Francia como Japón han puesto en marcha programas activos para desarrollar reactores reproductores eficaces y seguros.

Efectos de la radiación sobre el cuerpo humano

Los reactores reproductores constituyen un ejemplo de las posibilidades todavía sin desarrollar completamente en el horizonte de la energía nuclear procedente de la fisión. Pero, como es bien sabido, no es única, ni siquiera principalmente en el dominio de la tecnología donde se hallan las dificultades que encuentra esta fuente energética. La ya aludida oposición popular, que, como es natural y obligado, ha encontrado manifestación en las políticas gubernamentales de la mayoría de las naciones desarrolladas, figura prominente entre los problemas que halla el desarrollo e implementación de esta energía.

Los motivos de esta oposición son variados. El problema de los residuos radiactivos es, sin duda, el principal. Emplear uranio como combustible de reactores utilizándolo una sola vez, como se hace en una buena parte de la industria nuclear, es no sólo extremadamente ineficaz, sino muy peligroso también. Ya indiqué que sólo alrededor del tres por ciento del U-235 se quema en semejante régimen, y el plutonio generado por el U-238 —la parte más abundante del combustible— forma parte del desecho (si es que no se dirige a la fabricación de bombas). Cientos de toneladas de elementos de combustibles «gastados» yacen en los lugares donde se almacenan los productos de estos reactores comerciales. Una posibilidad es que se los reprocese, salvando una buena parte de esos combustibles, con lo que, finalmente, se reduciría de manera radical el volumen de material que se necesitaría enterrar como desecho. Pero el reprocesado tiene mala fama, y pocos países poseen plantas para llevar a cabo este proceso (Francia reprocesa sus desechos, al igual que los de Japón, Alemania, Suiza, Bélgica y Holanda; en Estados Unidos, sin embargo, la última planta construida a tal efecto cerró sus puertas hace veinte años). Y esta escasez de plantas empeora la situación, toda vez que hay que recurrir a transportes a otros países, lo que implica riesgos obvios.

Gestión de residuos nucleares

Los defensores del reprocesado argumentan que de esta forma el residuo de productos radiactivos que se obtiene disfruta de una vida media mucho menor (alrededor de seiscientos años) que las del plutonio y uranio sin procesar, cuya vida media alcanza las decenas de miles, si no millones de años, lo que implica, al estar fuera de toda escala de experiencia humana, que la solución practicada de enterrarlos es poco aceptable. Pero aun así, es obligado reconocer que seiscientos años tampoco son poca cosa, y es que para manejar propiamente la energía nuclear se necesita de las instituciones sociales una vigilancia y una longevidad a las que no estamos acostumbrados. Simplemente, no hemos desarrollado instituciones de tales características. La escala temporal de los desechos nucleares no parece corresponder a la de las instituciones humanas.

La situación puede, no obstante, cambiar para la energía nuclear, que suministra en la actualidad alrededor del seis por ciento de la energía primaria mundial (en Japón cerca del treinta por ciento). En 1989, ante una audiencia de 1500 estudiantes del Instituto de Tecnología de Virginia, Paul Ehrlich, uno de los más firmes y constantes enemigos de la energía nuclear durante las últimas décadas, anunció que, en vista del efecto invernadero, estaba dispuesto a apoyar la energía nuclear si ésta se basaba en nuevas tecnologías intrínsecamente seguras. A veces la fe es producto de la necesidad.

Con los datos y argumentos precedentes, no he pretendido hacer ni una crítica, ni una apología de la energía nuclear aplicada a fines industriales. Me inclino a suponer que, en conjunto, ha experimentado un desarrollo incontrolado y, a pesar de lo que pueda parecer, excesivamente rápido. Pero entiendo con claridad que constituye una de las esperanzas energéticas para el futuro. Próximo o lejano, eso no lo sé. El que no estemos acostumbrados a pensar en términos de semejante lejanía temporal, no es óbice para suponer que ese futuro no existirá; ni para hacer dejadez de responsabilidad hacia nuestros descendientes. Y no olvidemos que la energía nuclear no produce el tan temido dióxido de carbono del efecto invernadero.

Informe sobre energía nuclear en España

Existe mucho de bueno en la oposición popular que surgió —y que se mantiene— ante la energía nuclear. Algunos datos mencionados favorecen la idea de que, sin tal oposición, habrían sido múltiples los desmanes cometidos (el que el desastre más grave en una central nuclear —Chernobil— se produjese en una nación, la Unión Soviética, en la que las libertades políticas y los controles democráticos dejaban demasiado que desear, apunta en esta misma dirección). Pero, si somos sinceros, no deberíamos limitarnos a cuestionar únicamente lo nuclear. ¿Por qué no hemos seleccionado también —o con parecida intensidad— como objeto de nuestras críticas y luchas la industria química, con su vasta producción de desechos tóxicos?, ¿o la industria del automóvil, que con los nocivos gases que desprende produce una cantidad enorme de muertes cada año?, ¿o la utilización del carbón como fuente de producción de energía, que ocasiona daños evidentes con la lluvia ácida que mata a miles de personas todos los años al contaminar el aire que respiramos? Ya sé que existen bastantes respuestas posibles a estas preguntas, muchas —es importante reconocerlo— entroncadas con la utilización con fines militares de la energía nuclear, pero, de nuevo, ¿son tales respuestas completamente razonables? Si se trata de riesgos, es apropiado mencionar algunos datos calculados no hace mucho. En Estados Unidos, la expectativa de días de vida perdidos se cifran en 3500 debido a la pobreza, 2300 al tabaco, 2000 por ser de color (¡o por no estar casado!), 1100 si se es minero, 230 por consumo de alcohol, 80 por accidentes de coche, y lo mismo por la contaminación, 35 por el radón existente en las casas. Por vivir cerca de una central nuclear, la pérdida es de 0,4 días.

Toda cifra es, por supuesto, relativa (sin duda que cerca de Chernobil las estadísticas son otras), y yo no cito estas para reclamar, basándome en ellas, la utilización de la energía nuclear. Tampoco le estoy recomendando, querido lector, que se mantenga libre de críticas a esta controvertida fuente energética. Lo que estoy pidiendo es que si insistimos en continuar derrochando energía, tomemos la mínima precaución de conocer los auténticos límites de la energía nuclear aplicada a usos pacíficos, algo que requiere de programas de investigación y desarrollo apropiados. Que distingamos, en definitiva, la herencia de la historia, de las posibilidades que acaso puede ofrecer la naturaleza.

Interesante leer
Epicentro. ¿Es posible un debate nuclear sin retórica?

Diccionario de la ciencia
José Manuel Sánchez Ron