Energía
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Energía ¿Qué es? La definición de energía es el resultado de una larga tarea, que ha llevado a incluir bajo este concepto fenómenos muy diferentes. En una primera aproximación puede definirse como la capacidad de un sistema para llevar a cabo un trabajo. La primera forma de energía que se reconoció como tal (es decir, como capaz de realizar un trabajo) fue la energía mecánica, tanto cinética como potencial. El hecho de que un cuerpo sólido en movimiento, al golpear a otro, haga que este último se desplace o se deforme, realizando un trabajo, es un dato de experiencia cotidiana que, con bastante probabilidad, fue objeto de meditación ya en época remota y que los antiguos griegos estudiaron detalladamente. El agua en movimiento se conduce de la misma forma que un sólido, transmitiendo su energía propia a una rueda hidráulica; lo mismo sucede con el aire en movimiento (viento), que puede impulsar una embarcación o mover las aspas de un molino. En la antigüedad clásica se llegó incluso a estudiar la capacidad que posee un cuerpo (que se encuentre a cierta distancia del suelo) para realizar un trabajo en virtud de su posición en el espacio, o sea de la energía potencial que posee. Aunque el fuego haya sido una de las primeras conquistas fundamentales de la humanidad, el estudio de la energía térmica se debe casi exclusivamente a la ciencia moderna. El carácter misterioso del fuego, considerado durante mucho tiempo como sobrenatural, si bien permitió utilizar el calor y la luz producidos por la combustión, evitó que se le diese una interpretación científica. No es posible considerar los ingeniosos pasatiempos de Herón de Alejandría como un paso decisivo en la comprensión de la naturaleza del calor; aunque su eolípila (prototipo de la turbina de reacción) pusiera de manifiesto que el calor se transforma de algún modo en movimiento (y por lo tanto puede suministrar trabajo), no logró, sin embargo, impulsar la realización de indagaciones más profundas para hallar una explicación a este hecho. Hay que esperar hasta el siglo XVI, con las clásicas observaciones del conde de Rumford (Benjamín Thompson) sobre el calor que se produce por rozamiento durante la perforación de cañones, para dejar sentada con precisión la posibilidad de transformar la energía mecánica en calor. Los primeros intentos de construcción de máquinas de vapor demostraron la posibilidad recíproca, o sea de transformar calor en energía mecánica. Pero sólo a mediados del siglo XVIIl, y gracias a los importantes trabajos de Mayer, Joule y Clausius , se estableció la equivalencia de energía mecánica y energía térmica, y se determinó cuantitativamente su relación de conversión. En las décadas siguientes, la teoría cinética de los gases interpretó la energía térmica en términos de energía mecánica, atribuyéndola al movimiento de agitación de las partículas que constituyen un sistema. A comienzos del siglo XVIII se empezó a estudiar sistemáticamente otros dos tipos de energía: la energía eléctrica y la energía química. Se estableció su recíproca convertibilidad por medio del estudio de las pilas (en las cuales la energía química se transforma en energía eléctrica) y de los procesos electrolíticos (en los que la energía eléctrica se transforma en energía química); estos procesos permitieron que se estableciera una relación cuantitativa entre la magnitud de los procesos químicos y las cantidades de energía eléctrica. La observación de que tanto la energía química como la eléctrica se transforman en calor permitió que se extendiesen también a ellas las consideraciones válidas para las otras formas de energía. Asimismo, la observación de los fenómenos electromagnéticos puso de manifiesto la existencia de un vinculo entre energía magnética y energía eléctrica. Por último, la síntesis maxwelliana, que resumía las propiedades de la energía eléctrica y magnética en las propiedades de las ondas electromagnéticas, pareció completar un cuadro unitario de las distintas formas de energía, recíprocamente transformables unas en otras, y la suma de las cuales permanece constante en un sistema aislado. Los físicos piensan que la energía es no sólo una de las características más generales, sino la más general, de cuanto existe en el universo. La definen como capacidad de realizar trabajo, es decir, de dar lugar a fuerzas que muevan masas materiales. El viento posee energía porque puede hacer girar las aspas del molino, el núcleo de uranio porque puede romperse en fragmentos muy veloces. La energía reviste distintas formas. Una partícula material libre, es decir, no sometida a fuerzas, posee un contenido energético que se desglosa en dos contribuciones separadas. La primera, llamada energía en reposo y descubierta por Einstein, representa un equivalente energético de la masa. A la segunda s e le llama energía cinética y está asociada a la velocidad de desplazamiento de la partícula. Existe también la energía radiante, característica de la radiación pura, sistema físico sin masa: la luz transporta energía de esta clase cuando se propaga en el vacío. Finalmente, los cuerpos o partículas materiales afectadas por la acción de fuerzas adquieren una forma de energía, llamada potencial, que depende de la posición que ocupan en el seno de éstas. A pesar de la aparente diversidad de las fuerzas que operan en el universo, existen sólo cuatro grandes tipos de interacciones: las fuerzas gravitatoria, débil, electromagnética y fuerte. La gravedad, responsable entre otros efectos de la caída de los cuerpos y del movimiento orbital de los planetas, es la menos intensa; su fuerza aparente es el resultado de la suma de un gran número de pequeñas contribuciones. A la fuerza débil s e debe la desintegración radiactiva de muchos núcleos atómicos. La fuerza electromagnética está en el origen de los fenómenos eléctricos y magnéticos así como de todas las reacciones químicas. La cohesión del núcleo deriva de una fuerza llamada interacción fuerte, que ejercen los nucleones y es unas cien veces más intensa que la fuerza electromagnética Se habla a veces de "producción" de energía, sobre todo en contextos económicos. Se trata sin duda de un abuso del lenguaje ya que, según un postulado central de la física, la energía no se crea ni se destruye . Puede ocurrir que cambien s u s formas, por ejemplo, de energía radiante a energía cinética o de ésta a energía potencial. Sin embargo, el total energético es el mismo antes y después de cualquier proceso físico. Considérese, por ejemplo, el ciclo del agua en la tierra. Cuando la luz solar calienta la superficie de los mares, parte de su energía radiante se emplea en comunicar energía cinética a las moléculas del apara superficial, que de este modo escapan a su medio y ascienden en la atmósfera. A l ascender, su energía cinética s e va transformando en la energía potencial gravitatoria de las nubes. Cuando éstas precipitan en forma de lluvia, la energía potencial vuelve a transformarse en energía cinética que finalmente se pierde en forma de calor al chocar las gotas contra la superficie del suelo o de las aguas. El principio de conservación de la energía representa un logro relativamente reciente del pensamiento científico. La energía no s e crea ni s e destruye, pero s e degrada. Todo intercambio energético redunda en mayor o menor medida en la producción de calor y ésta es una forma muy especial de energía. Consiste en energía cinética transportada por el movimiento de agitación desordenada de las moléculas de un medio y no puede aprovecharse íntegramente para producir trabajo mecánico. En toda transformación de calor en trabajo, gran parte del calor inicial s e pierde por absorción en un foco frío. Esta situación no refleja sólo una imposibilidad práctica; su razón más profunda s e encuentra en una ley completamente general del universo que establece que son imposibles - o sumamente improbables - las transiciones espontáneas del desorden al orden. El movimiento caótico de las moléculas del vapor es incapaz de transformarse totalmente en el desplazamiento ordenado del pistón que empuja. Su relación con el hombre La energía presente en las cercanías de la superficie terrestre pro cede de cuatro fuentes físicamente independientes: el sol, las mareas, el calor del interior de la tierra y los combustibles nucleares . ‚ El flujo medio de energía solar que alcanza las capas altas de la atmósfera es de aproximadamente 173.000 billones de vatios. Un 30 por 100 de este total se refleja y vuelve al espacio en forma de radiaciones de alta frecuencia. Otro 47 por 100 es absorbido por la atmósfera y la superficie de las tierras y de las aguas y se convierte directamente en calor. Más de un 22 por 100 s e emplea en sustentar el ciclo del agua. Una parte muy reducida, cerca de 3 70 billones de vatios, es responsable de los vientos, de las corrientes oceánicas y del oleaje. Finalmente, una fracción aún menor, 40 billones de vatios, da origen a la fotosíntesis, proceso por el cual las plantas verdes sintetizan materia orgánica a partir del dióxido de carbono atmosférico - vegetales terrestres - o del mismo disuelto en el agua - fitoplancton marino. En la fotosíntesis, la energía radiante de la luz solar s e transforma en energía química, es decir, en energía electromagnética almacenada por los enlaces que mantienen a los átomos unidos en el seno de las moléculas de materia orgánica. También s e libera oxígeno y con él s e desencadena un p r o c e s o inverso al anterior: la materia orgánica s e va quemando y en esa descomposición la energía química perdida se convierte en calor. La importancia relativa de cada proceso es variable según la estación del ano. Sin embargo, para períodos de un año o más el balance es casi perfecto. Hay no obstante una excepción crucial desde el punto de vista energético. Una fracción muy pequeña de la materia orgánica producida durante los últimos seiscientos millones de años quedó sepultada bajo enormes capas de sedimentos. El nuevo medio era muy pobre en oxígeno libre y pudo así actuar como cubierta protectora de la biomasa que albergaba. Tal es el origen de los llamados combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. La energía que impulsa nuestros automóviles es en último término energía solar que en un pa sudo remoto quedó atrapada en el subsuelo de la tierra. ‚ Las mareas resultan de la acción gravitatoria del sol y de la luna sobre el agua de los océanos. La energía que acarrean por unidad de tiempo ha sido estimada en un total de tres billones de vatios. ‚ Al calor que fluye del interior hacia la superficie del planeta se le llama también energía geotérmica. Se presenta en dos formas, según que su flujo vaya acompañado o no de transporte de materiales. En el segundo caso s e habla de calor de conducción y en el primero de calor de convección. El calor de conducción resulta del aumento de la temperatura con la profundidad, que es de unos tres gra d o s centígrados cada cien metros, e importa unos 32 billones de vatios para el total de la superficie terrestre. El calor de convección emerge con los manantiales calientes y los materiales volcánicos y su total es unas cien veces menor. ‚ El combustible nuclear constituye una última e importante fuente de energía. Su uso a lo largo de la historia De la prehistoria a la máquina de vapor Los historiadores sitúan la frontera entre prehistoria e historia en el cuarto milenio antes de nuestra era, época en la que se supone aparecieron las primeras manifestaciones de la escritura. La infancia energética del hombre, sin embargo, s e ha prolongado hasta mucho más tarde: hace tan sólo dos s iglos que se inició, con la Revolución Industrial, la transición de una sociedad de base agraria a otra de tipo industrial. Durante este extenso período, la casi totalidad de la energía de que dispuso el hombre para su sustento y la satisfacción de s u s necesidades fue extraída de la materia viva, plantas y animales y de s u s residuos (leña). En la Edad de Piedra, esta explotación se lleva a cabo mediante caza y recolección. El hombre cuenta sólo con su propia potencia muscular que, aunque pequeña, s e vuelve muy eficaz con el trabajo cooperativo y el uso de armas y herramientas de piedra. Pronto aprende a dominar el fuego que, además de darle calor y permitirle cocinar los alimentos, le protege de la acción de los predadores. Cerca de ocho mil años antes de nuestra era se produce un viraje importante. Aparecen en el Próximo Oriente las primeras sociedades humanas que practican el cultivo de la tierra y la domesticación de los animales. Con la agricultura, el hombre empieza a intervenir en la fotosíntesis. No sólo selecciona y cultiva las plantas, sino que, al aportarles agua y nutrientes, las provee de un ambiente más favorable. La domesticación de los animales amplía también el control humano sobre los flujos de energía. Los animales domésticos proporcionan carne, leche y pieles en abundancia, sirven para realizartrabajos mecánicos: arrastrar cargas, arar los campos, excavar canales para la irrigación. Todos estos cambios redundan en un aumento generalizado de la producción agrícola y ganadera y hacen posible la expansión demográfica. El hombre aprende también a sacar provecho de la energía del agua y del viento. El molino de agua era conocido en China varios siglos antes de nuestra era y se introdujo en Europa hacia el ano 100 a. J.C. El molino de viento no llegó hasta el siglo XI, aunque los árabes lo utilizaban ya siete siglos antes. Este espectro de recursos se mantendrá sin variaciones durante mucho tiempo. Puede decirse, sin exageración, que hasta el siglo XVIII las sociedades humanas más adelantadas no hicieron otra cosa que desarrollar al máximo las potencialidades abiertas por la revolución del período neolítico. La nueva era s e iniciaría con una crisis energética. La madera, que se venía utilizando en subvenir tanto las necesidades domésticas como las industriales, comenzó a escasear. Debido a la apertura de nuevas tierras de cultivo, a s í como a la intensificación de las talas forestales destinadas a satisfacer una demanda de energía siempre creciente, la superficie ocupada por bosques empezó a menguar. La situación llegó a un punto tal que en la Inglaterra de principios del siglo XVIII la industria del hierro estaba al borde de la extinción por falta de combustible. Una serie de hallazgos felices impidió lo que pudo haber sido una regresión hacia formas agrarias primitivas. En 1709, Abraham Darby descubrió un método para fundir hierro utilizando carbón de coque. El carbón se utilizaba desde hacía ya varios siglos aunque de un modo restringido. El invento de Darby estimuló su producción y consumo y permitió conjurar la crisis inmediata. Pronto sin embargo, aparecieron nuevas dificultades: cuando el filón carbonífero pasaba por debajo de una capa de agua subterránea se hacía necesario extraer este agua para proseguir la explotación; el trabajo requerido sobrepasaba con mucho las capacidades musculares humanas y animales y s e recurría a molinos de agua. De este modo, la minería quedaba limitada a las zonas próximas a las riberas de los ríos. En este contexto surgió la máquina de vapor. La primera, construida por Newcombe en 1712, aprovechaba el vacío relativo que s e producía en un cilindro cuando s e enfriaba el vapor de agua que contenía. A pesar de ser lenta, peligrosa y de bajo rendimiento, esta máquina logró resolver el problema de las minas inundadas. Avanzado el siglo, apareció la máquina de Watt, verdadero símbolo de la Revolución Industrial. En ella, el vapor producido al calentar el agua de una caldera empujaba un émbolo en el cilindro; el desplazamiento de aquél se transmitía a una biela que a su vez hacía girar un volante de manera continua. El carbón, base energética de este proceso, es el más abundante de los combustibles fósiles. Se empezó a formar hace unos 400 millones de anos aunque el período más prolífero fue el llamado Carbonífero, que se inició hace 345 millones de años y finalizó hace 280 millones. Cuanto más antiguo es un carbón mayores son su pureza y poder calorífico. El lignito, carbón relativamente reciente, ocupa el lugar más bajo de la escala; contiene un 45 por 100 de materias volátiles y su poder calorífico no llega a las 5000 calorías por gramo. En la familia de las hullas, la proporción de materias volátiles está comprendida entre el 34 por 100 de las hullas secas y el 14 por 100 de las hullas magras; el poder calorífico aumenta hasta unas 7000 calorías por gramo. El mejor carbón es la antracita, con una proporción de carbono superior al 90 por 100 y un poder calorífico que puede llegar a las 8000 calorías por gramo. Los yacimientos de carbón se encuentran a muy distintas profundidades. A veces el filón es casi superficial y puede explotarse a bajo coste; sin embargo, suele ser carbón de poca calidad. Para extraer carbón de yacimientos profundos es preciso excavar una red de galerías que permita el acceso al filón. Aún hoy, el trabajo en esas minas presenta riesgos considerables, principalmente de hundimientos y de desprendimiento de gases inflamables. Las reservas mundiales de carbón s e estiman en 11,5 billones de toneladas métricas. De este total, sólo 1,3 billones corresponden a reservas conocidas. A su vez, de esta última cifra unos 740.000 millones de toneladas s e consideran como económicamente recuperables. El 96 por 100 de las reservas conocidas está repartido en cinco zonas: América del Norte, con el 31 por 100, la Unión Soviética y otros países de la Europa oriental, con el 26 por 100, Europa occidental con el 17 por 100, y Australia con el 6 por 100. El impacto de la electricidad Durante la época de predominio de la máquina de vapor, cada fábrica debía ocuparse de producir su propia energía a partir del carbón. Una vez creada, esa energía era consumida en el mismo sitio o, como máximo, trasladada a una pequeña distancia mediante correas y otras clases de transmisiones mecánicas accionadas por el volante de la máquina. Sólo las actividades industriales podían permitirse los costes de instalación, mantenimiento y almacenamiento de combustible. De este modo, el importante sector representado por las viviendas quedaba desatendido al margen. Esta situación cambió con el conocimiento y aprovechamiento de una forma nueva de energía: la eléctrica. Algunos fenómenos eléctricos eran conocidos desde la antigüedad; por ejemplo, la capacidad de atraer cuerpos ligeros que adquiere el ámbar cuando se le frota. Pero hasta el siglo XVIII no llegaron a cosecharse resultados teóricos y experimentales de importancia. En 1785 Coulomb formuló las leyes por las que s e rigen las acciones entre cargas eléctricas en reposo. Volta construyó en 1800 la primera pila, aparato que convierte energía química en energía eléctrica. Oersted y Ampere, en la primera década del siglo XIX, demostraron que las corrientes eléctricas poseen efectos magnéticos. En 1831 Faraday descubrió que un campo magnético variable produce el paso de corriente en un conductor situado en su seno. Este fenómeno, conocido como inducción electromagnética, constituye el fundamento de la interconversión de trabajo mecánico y energía eléctrica. Los efectos térmicos de las corrientes fueron estudiados por Joule en 1841. Edison y Swan intentaban en 1879 la lámpara de incandescencia, que transforma electricidad en luz. A s í pues a finales del siglo se disponía ya de técnicas para obtener trabajo, calor y luz, las tres formas de energía directamente utilizables por el hombre, a partir de la electricidad. Por otra parte s e sabía convertir trabajo en energía eléctrica mediante generadores de corriente. Todo estaba a punto para que la electricidad pasara a desempeñar el papel de intermediario energético universal. Reunía para ello características idóneas. Una vez producida, la energía eléctrica puede transportarse rápidamente y sin pérdidas elevadas a través de tendidos de cables hasta grandes distancias. Se adapta además muy bien a un suministro fraccionado, que sirva a distintas demandas, desde las de alto consumo industrial hasta el pequeño consumo doméstico. Como ya se ha dicho, tiene una gran plasticidad de c onversión para trabajo de máquinas. El único problema reside en su almacenamiento, que es impractica b l e e n grandes cantidades. La introducción de la energía eléctrica modificó la fisonomía de la industria. El motor eléctrico, cuyo rendimiento es de un 80 por 100, fue desplazando a la máquina de vapor, que sólo aprovecha un 20 por 100 de la energía suministrada. El cambio contribuyó a limpiar la atmósfera en las zonas industriales, anteriormente muy contaminadas por los humos procedentes de la combustión del carbón. A la vez s e fue operando una diferenciación entre empresas productoras y empresas consumidoras de energía eléctrica. Las primeras, llamadas centrales eléctricas, convierten trabajo mecánico en energía eléctrica en cantidades suficientes para abastecer grandes zonas de consumo. Según la procedencia del trabajo, s e clasifican en centrales hidroeléctricas , que aprovechan la energía gravitatoria del agua en los grandes cursos fluviales, y centrales térmicas , donde la fuerza motriz es la presión de vapor. En las hidroeléctricas, el agua contenida en un embalse se deja escapar por conductos abiertos en la base de aquél. La energía cinética del agua s e aprovecha para empujar las aletas de una turbina que a su vez está conectada al eje del generador de corriente. En las centrales térmicas convencionales, la energía procedente de la quema de combustibles fósiles —carbón o derivados del petróleo - se emplea para producir vapor en una caldera. El vapor acciona una turbina y el resto del proceso es idéntico al de una central hidroeléctrica. En las centrales térmicas nucleares, la energía del vapor se obtiene de la fisión del uranio en el reactor. Otros sistemas para la producción de electricidad se encuentran o bien en una fase de implantación embrionaria, como en el caso de las centrales solares o geotérmicas , o bien en proyecto. Entre estos últimos destaca el llamado convertidor magnetohidrodinámico, que transformaría directamente la energía de los combustibles fósiles en energía eléctrica sin etapa mecánica intermedia. El problema mayor del transporte de electricidad es el de minimizar las pérdidas por desprendimiento de calor en los cables conductores. Esto se consigue incrementando el voltaje y reduciendo la intensidad de la corriente y la resistencia eléctrica del conductor. Los voltajes elevados, que en algunas líneas modernas rebasan ya el millón de voltios, se obtienen mediante unos aparatos llamados transformadores, situados a la salida de la planta generadora. La corriente s e transporta mediante tendidos aéreos o subterráneos a las zonas de consumo donde otros transformadores reducen el voltaje hasta valores adaptados a la futura utilización. La resistencia eléctrica del tendido se hace disminuir aumentando el grosor de los cables; una solución para el futuro podría residir en las sustancias llamadas superconductoras, que no presentan apenas resistencia al paso de la corriente eléctrica. El petróleo y el gas La era del petróleo comenzó en 1859, ano en que Edvvin Drake perforó el primer pozo de oro negro en el valle hoy llamado Oil Creek, en Pennsylvania. Desde entonces la importancia del nuevo combustible no cesó de aumentar. ¿Cuáles eran las ventajas del petróleo? Ante todo, era más fácil de obtener y por lo tanto más barato: en 1901, la producción diaria del pozo de Spindletop, en Texas, equivalía energéticamente al carbón extraído por 37.000 mineros. El petróleo poseía también un poder energético cerca de un 50 por 100 mayor que el carbón. Era más limpio, ya que su combustión se producía sin desprendimiento de partículas sólidas. Era más fácil de almacenar y de transportar. En fin, uno de sus derivados, la gasolina, constituía el combustible ideal para una nueva máquina, el motor de explosión, que debía originar una de las industrias más florecientes del siglo XX, la del automóvil. La extracció n del petróleo y del gas natural requiere operaciones previas de prospección y de sondeo que desembocan en el descubrimiento de yacimientos y en la evaluación de su riqueza y calidad. Las técnicas de extracción dependen de las características de la bolsa donde esté almacenado. El petróleo es difícilmente utilizable en su estado natural. Para aprovecharlo hay que refinarlo, es decir, separar los distintos componentes químicos que se encuentran inicialmente mezclados en los crudos. El transporte desde las zonas de extracción hasta las refinerías se lleva a cabo mediante oleoductos y buques petroleros. El gas natural, que consiste casi enteramente en metano, no precisa refino y puede ser trasladado mediante gasoductos hasta las zonas de almacenamiento donde, tras licuación a muy bajas temperaturas, es introducido en grandes bombonas metálicas. En la refinería, el petróleo se somete a calentamiento hasta que alcanza una temperatura de unos 400 /C y se ha vaporizado en su mayor parte. Los gases se hacen pasar entonces por una columna de fraccionamiento, que es un gran depósito vertical dividido en compartimentos. Los vapores ascienden por la columna y se van enfriando. Paralelamente, los diversos componentes van alcanzando su punto de fusión a distintas alturas y quedan atrapados en compartimentos separados. De este modo s e obtienen, de mayor a menor temperatura de fusión y de menor a mayor altura en la columna: los gasóleos, de 300 a 200 /C, el Keroseno, a 175 /C, la nafta a 120 /C y finalmente las gasolinas y los gases combustibles. La crisis de la energía La producción de crudos acumulada en la década 1959- 1969 llegó a igualar el total producido hasta entonces, es decir, durante el siglo comprendido entre 1859 y 1959. Desde luego, un crecimiento semejante no puede proseguir indefinidamente. La explotación sigue unos derroteros típicos. Comienza con una producción que aumenta exponencialmente a medida que se descubren los yacimientos más superficiales. Poco a poco, conforme los nuevos filones van quedando más espaciados y son más profundos, los costes de prospección y extracción aumentan y la producción crece cada vez más lentamente, pasa luego por uno o varios máximos, y empieza seguidamente a disminuir, según la mayor o menor cuantía del recurso. En la actualidad, se cree que las existencias totales de crudos están comprendidas entre 1,35 y 2,1 billones de barriles - un barril equivale a 159 litros. Si se-elige la cifra de dos billones de barriles, se concluye en un máximo de producción para una fecha muy próxima al año 2000. El panorama se complica más aún si se considera la desigual distribución geográfica de la producción y el consumo de crudos en el mundo. Los mayores consumidores, que son los países más industrializados, dependen en gran medida de la importación. Esta dependencia es particularmente acusada en el caso de Japón y de los países de Europa occidental, cuya producción es muy reducida. Los Estados Unidos ocupan un lugar intermedio; su producción, aunque importante, ha alcanzado presumiblemente ya su punto máximo y en 1980 sólo logró un 60 por 100 de la demanda interior. La Unión Soviética, que se autoabastecía hace pocos años, está llegando también a un techo productivo y podría tener que recurrir a la importación en un futuro próximo. La gran mayoría del petróleo que accede al mercado internacional proviene de los países de Oriente Medio, del norte de África y de América Latina (Venezuela, México, Ecuador), que exportan el 90 por 100 de su producción. Poco antes de la Segunda Guerra Mundial, este petróleo era ya íntegramente explotado por un panado de grandes empresas, principalmente norteamericanas, que controlaban todo el proceso: extracción, transporte, refino y distribución. Al producirse la independencia de los países de esta zona, s e inició entre ellos y las grandes compañías una pugna por el control de los recursos. La debilidad política de los nuevos estados s e veía cada vez más compensada por la creciente dependencia energética de los países industrializados. En 1960, y por iniciativa de Venezuela, se creó la OPEP (Organización de los Países Exportadores de Petróleo), frente común que en 1971 agrupaba a once países. Su primera gran demostración de fuerza iba a producirse en 1973, cuando con motivo de la guerra árabe-israelí decidió subir el precio de los crudos y limitar su producción. Se iniciaba la llamada "crisis de la energía", marcada por un encarecimiento continuado de los crudos, que pasaron de valer 1,8 dólares el barril en 1970 a costar 38,2 dólares el barril en mayo de 1980. A la vez, los países exportadores decidían una política de conservación de sus reservas, a fin de mantener su posición ventajosa durante el mayor tiempo posible. La crisis anticipó lo que de todos modos debía de ocurrir más tarde o más temprano: el fin del petróleo barato y abundante. Este desenlace anticipado sirvió al menos para que los países afectados tomaran conciencia de la necesidad de remodelar su política energética. Todos ellos s e preparan ahora para aminorar su dependencia respecto del petróleo convencional - que no sólo seguirá encareciéndose, sino que s e acabará muy pronto - y para desarrollar nuevas formas de energía que puedan abastecer una demanda en continuo aumento. Buscando soluciones en el interior del átomo Un átomo de un elemento químico cualquiera es un edificio compuesto por un núcleo de carga eléctrica positiva y una constelación de partículas de carga negativa, los electrones, que se mueven en distintas órbitas en torno a aquél. El núcleo concentra la mayor parte de la masa del átomo y está formado por unas partículas llamadas nucleones. Un nucleón puede ser un protón, corpúsculo de carga eléctrica igual en magnitud a la del electrón pero de signo contrario y dotado de una masa unas 1820 veces mayor, o un neutrón, muy parecido al protón pero carente de carga eléctrica. Globalmente considerado, el átomo es neutro: hay el mismo número de protones en el núcleo que de electrones en las capas exteriores. Dicho número, llamado número atómico, caracteriza la especie química de que se trate; en el átomo de hidrógeno, por ejemplo, el número atómico es igual a la unidad; hay un solo protón y un solo electrón. El número de neutrones, en cambio, puede variar dentro de una misma especie química; cada uno de sus valores posibles define un isótopo del elemento en cuestión; el hidrógeno posee dos isótopos pesados: el deuterio, cuyo núcleo contiene un protón y un neutrón, y el tritio, con un protón y dos neutrones. La cohesión del núcleo deriva de una fuerza llamada interacción fuerte, que ejercen los nucleones y es unas cien veces más intensa que la fuerza electromagnética. A pesar de su cohesión, no todos los núcleos son estables. Algunos sufren transformaciones espontáneas que los llevan a configuraciones nuevas emitiendo ciertas partículas durante la transición: es la radiactividad. Los núcleos s e transforman también por choques con partículas. En la fisión nuclear, un núcleo pesado, como el del uranio, s e rompe en fragmentos cuando es golpeado por un neutrón. El interés de esta reacción radica en la gran cantidad de energía que libera: la fisión total de un gramo de uranio 235 isótopo del uranio cuyo núcleo alberga 235 nucleones - desprende una cantidad de calor igual a la que se obtiene de la combustión de 2,5 toneladas de carbón. ¿Cuál es el origen de esta energía? La masa de un núcleo es siempre inferior a la suma de las masas de s u s nucleones componentes. La diferencia, o defecto de masa, se transforma en energía al formarse el núcleo, es la energía de enlace, igual a la cantidad de energía que sería preciso volver a suministrar para separar las partículas constituyentes. La energía de enlace por nucleón es normalmente menor en los núcleos pesados que en los de masa intermedia. Cuando un núcleo pesado, como el del uranio, se rompe en dos núcleos más ligeros, y por tanto más estrechamente cohesionados, la diferencia entre las energías de enlace se libera en forma de energía cinética de los productos de la reacción. El uranio 235 constituye una fracción reducida del uranio natural. Sólo una parte por cada 140 de este último es uranio 235; el resto consiste en un isótopo más pesado, el uranio 238, que no es fisionable. Sin embargo, el uranio 238 presenta la notable propiedad de absorber neutrones y de transformarse seguidamente, por emisión radiactiva, en plutonio 239, sustancia fisionable. A los núcleos que exhiben esta característica se les llama fértiles. Cada fisión de uranio 235 da lugar al desprendimiento de dos o tres neutrones muy energéticos, cuya velocidad es del orden de los veinte mil kilómetros por segundo. En principio, cada uno de estos neutrones puede originar una nueva fisión y la emisión de otros neutrones éstos a su vez pueden provocar nuevas fisiones y así sucesivamente. Cuando la pérdida de neutrones es lo bastante pequeña para que cada fisión produzca al menos otra, el proceso s e automantiene; se habla entonces de reacción en cadena. En una bomba atómica, se reúne material fisionable puro en cantidad suficiente para que la reacción en cadena s e amplifique rápidamente y s e libere energía de manera explosiva. En un bloque de uranio natural la reacción en cadena es imposible; la cantidad de uranio 235 es demasiado reducida y la mayoría de los neutrones quedan atrapados en el uranio 238. En un reactor nuclear, se desea por el contrario que la reacción en cadena s e establezca, aunque de modo controlado y con una producción de energía estacionaria. Para lograrlo hay que favorecer las fisiones frente a las capturas sin fisión. Dos estrategias se adaptan a este cometido. La primera consiste en reducir la velocidad de los neutrones mediante un moderador, sustancia ligera que choca con los neutrones y los frena. A l perder éstos energía cinética, s e van haciendo más aptos para provocar fisiones en el uranio 235. La segunda estriba en enriquecer el combustible en materia fisionable, sea éste 235 o plutonio 239. Las centrales nucleares Una central nuclear no es otra cosa que una central térmica productora de electricidad en la que la energía del vapor que mueve las turbinas procede de la fisión. La unidad donde s e produce la energía es el reactor. En él se encuentra el combustible, continuamente calentado por la reacción en cadena que tiene lugar en su seno. Dicho calor s e extrae mediante un fluido refrigerante que circula sin cesar por el núcleo del reactor. El vapor que alimenta la turbina procede, o bien del mismo refrigerante, o bien de un circuito secundario que recibe calor del refrigerante por medio de un intercambiador. Como ocurre en las centrales térmicas, la turbina está conectada a un generador de corriente eléctrica. Las dos estrategias antes mencionadas dan lugar a sendas familias de reactores nucleares, la de los reactores de neutrones térmicos y la de los reactores de neutrones rápidos. En ambos casos, el reactor consta básicamente de un núcleo y de un recinto de contención destinado a proteger el exterior de cualquier emanación radiactiva. El núcleo alberga el combustible, normalmente dispuesto en forma de cilindros delgados protegidos por vainas muy resistentes al calor, el fluido refrigerante y las llamadas barras de control, cuya función es la de regular, o incluso interrumpir, la reacción en cadena. En los reactores de neutrones térmicos hay que añadir un nuevo e importante elemento: el moderador. Con s u s moléculas chocan repetidamente los neutrones procedentes de la fisión hasta que alcanzan una velocidad de unos dos mil metros por segundo, pasando a convertirse en neutrones térmicos o lentos. Los mejores moderadores son aquellos que frenan los neutrones sin absorberlos en demasía. Destacan en este sentido el grafito, utilizado en los primeros reactores que entraron en funcionamiento en Gran Bretaña y Francia, y el agua pesada - agua que contiene deuterio en lugar de hidrógeno—, empleada sobre todo por la industria nuclear canadiense. Los primeros reactores moderados por grafito funcionaban con uranio natural como combustible y dióxido de carbono como fluido refrigerante. Esta solución s e fue abandonando a causa de la creciente influencia en el mercado internacional de los reactores de agua ligera, derivados de la tecnología diseñada en el programa militar norteamericano de submarinos atómicos. En esta clase de reactores, el agua natural o agua ligera desempeña a la vez los papeles de refrigerante y de moderador. Como quiera que el agua captura neutrones con relativa facilidad, es preciso enriquecer el combustible en uranio 235 hasta una proporción cercana al 3 por 100. El problema de extraer calor del combustible se resuelve de distinta manera en las dos variantes de este tecnología: la variante de agua a presión P W R -Pressurized Water Reactor, reactor de agua a presión - y la variante de agua en ebullición B W R Boiling Water Reactor, reactor de agua en ebullición. En un PWR, el agua s e mantiene a una presión de unos 15O kilogramos por centímetro cuadrado, con lo que puede alcanzar los 320 grados, temperatura a la que sale del núcleo, sin hervir. Esta agua funciona en circuito cerrado circuito primario—; su calor se transfiere a un circuito secundario, donde se produce el vapor que acciona la turbina. En un BWR, el agua hierve al atravesar el núcleo y su vapor se aprovecha directamente en la turbina. Existen otros dos diseños para un reactor de neutrones térmicos, aunque su penetración en el mercado es aún muy reducida. Son el ya mencionado reactor de agua pesada, que utiliza uranio natural como combustible y agua pesada o ligera como refrigerante, y el reactor llamado de altas temperaturas que, empleando grafito como moderador y helio como refrigerante, permite obtener temperaturas del orden de los 750 y 1000 grados y, por consiguiente, un excelente rendimiento energético. El período durante el cual una carga de combustible permanece en el reactor de agua ligera es de unos tres años; la reposición no s e lleva a cabo de una vez, sino a razón de un tercio del total cada año. El combustible usado contiene aún una proporción importante de uranio 235, así como una determinada cantidad de plutonio 239 creada por fertilización del uranio 238. Así, pues, un reactor regenera parte del combustible que quema y el añadido puede ser reutilizado en el reactor una vez separado de los productos de fisión, tecnología que s e conoce con los nombres de reprocesamiento o retratamiento. Regenerar combustible en cantidades superiores a las que s e consumen significa poder aprovechar todo el uranio natural, y no sólo el escaso uranio 235, como fuente de energía. Esto es lo que se logra en los reactores de neutrones rápidos, también llamados superregeneradores. El material fisionable que utilizan es el plutonio 239, mucho más eficaz que el uranio 235 ante los neutrones rápidos. El combustible es una mezcla de plutonio 239 - hasta un 25 por 100 del total en algunos reactores - y de uranio 238. En el núcleo, dicha mezcla está rodeada por una cubierta de uranio 238 que asegura la regeneración. Ya que los neutrones rápidos inducen fisiones con mayor dificultad que los térmicos, para lograr la reacción en cadena es preciso disponer la misma masa de combustible en núcleos de volumen mucho más reducido; de ahí que los superregeneradores posean una densidad de potencia mucho más elevada que los reactores de neutrones térmicos. El refrigerante debe moderar los neutrones lo menos posible y a la vez ser capaz de drenar grandes cantidades de calor. Estas exigencias apuntan a los metales líquidos, sobre todo el sodio, y a aleaciones de sodio y potasio. Los superregeneradores pueden constituir en un futuro próximo la opción nuclear más provechosa, particularmente para aquellos países que carecen de grandes reservas de uranio. La industria electronuclear proporcionaba a fines de 1978 el 8 por 100 de la producción mundial de electricidad. A partir de 1973, muchos países se habían decidido a intensificar s u s programas nucleares con el fin de encontrar una salida a la crisis energética. La expansión del s ector llevó aparejada una preocupación creciente por los problemas ligados a la utilización de la energía nuclear: seguridad de los reactores, almacenamiento de los residuos radiactivos, riesgo de desviación de material fisionable hacia fines bélicos. Otras formas de energía La fisión no es el único proceso que libera energía nuclear. Cuando dos núcleos ligeros colisionan, puede ocurrir que s e unan dando lugar a otro núcleo más pesado, aunque de masa menor que la suma de las masas de los núcleos incidentes. Como en la fisión, este defecto de masa se desprende en forma de energía cinética de los productos de la reacción. El proceso se conoce como fusión nuclear. Para una fusión deuterio-tritio, la energía desprendida es inferior a la décima parte de la que libera la fisión del uranio. Aun así, el interés de aprovechar industrialmente esta energía es evidente, sobre todo si se tiene en cuenta que el deuterio abunda en el agua del mar en una proporción del 0,016 por 100 y el tritio puede obtenerse a partir del litio, que es un elemento barato. Más interés ano presenta la fusión deuterio-deuterio, pero las elevadas temperaturas que requiere, del orden de los 500 millones de grados, plantean problemas técnicos que hoy en día aún no s e pueden abordar. Muchas esperanzas s e encuentran depositadas en la energía de fusión a causa sobre todo de la abundancia y del reducido coste de su combustible. Quedan, sin embargo, numerosos problemas todavía por r e s o l v e r y l o s expertos no confían en llegar a un aprovechamiento industrial antes del año 2020. Los recursos renovables o duraderos La mayor parte de la energía consumida hoy en día en el mundo procede de recursos que existen en cantidades limitadas no renovables y son, por lo tanto, perecederos. Tampoco el uranio escapa a esta lógica a pesar de que, si el uso de los superregeneradores se impone, las reservas s e multiplicarán por un factor cercano a cien. La creciente necesidad de energía ha orientado la investigación tecnológica hacia los recursos renovables o duraderos, sobre los cuales recaerá probablemente en el próximo siglo una fracción importante del gasto energético. Bastaría en teoría una pequeña porción de la energía que la superficie terrestre recibe del sol para cubrir todas las necesidades energéticas de la humanidad. Naturalmente, el problema consiste en cómo atrapar esta energía y en cómo hacerlo de un modo económicamente rentable. La aplicación con mejores perspectivas en lo inmediato es el calentamiento solar del agua para usos domésticos, que se lleva a cabo mediante paneles metálicos, llamados colectores solares, en los tejados de los edificios. La conversión de energía solar en energía eléctrica es mucho más problemática, en razón de su elevado coste. Dos tecnologías prevalecen en este campo: la conversión termodinámica y la conversión fotovoltaica. En la primera, la luz solar es reflejada por unos espejos, llamados helióstatos, que la concentran en una torre donde s e aprovecha para crear vapor. La energía del vapor s e transforma en energía eléctrica por los métodos convencionales. La segunda s e basa en el llamado efecto fotovoltaico, que con s i s t e e n l a conversión directa de radiación solar en corriente eléctrica cuando aquélla incide sobre determinados materiales sensibles. Uno de los principales problemas de la energía solar es el de su almacenaje, necesario si se pretende seguir suministrando energía durante las horas de oscuridad. Podría conseguirse bombeando agua a depósitos elevados o fabricando hidrógeno por hidrólisis del agua. La energía geotérmica se aprovecha de distintas maneras según se trate de corrientes convectivas que salen a la superficie o de capas subterráneas de agua caliente. Las primeras, más escasas, brindan mejores oportunidades para la producción de energía eléctrica. Las segundas se utilizan sobre todo para calefacción urbana e industrial. La energía que proporciona el mar tiene una triple procedencia: las mareas, las olas, y la diferencia térmica entre capas de agua a distintas profundidades. La energía gravitatoria de las mareas se capta llenando y vaciando de agua grandes depósitos en los períodos de pleamar y bajamar. Se encuentran en estudio div e r s o s s i s t e m a s p a r a aprovechar la energía del oleaje: flotadores rotatorios —Gran Bretaña - y buques provistos de turbinas que son accionadas por la circulación de aire creada al actuar las olas sobre cámaras de compresión —Japón. La diferencia de temperatura entre las aguas superficiales —cálidas— y profundas -frías- s e emplea para producir vapor capaz de poner en movimiento una turbina. La energía del viento es potencialmente muy importante para la producción de energía eléctrica; los molinos modernos, de eje horizontal o vertical y de dos o tres palas, benefician además el diseño de los perfiles de los avances de la industria aeronáutica. La utilización de la biomasa como combustible ofrece dos soluciones. La primera, a corto plazo, consiste en aprovechar los subproductos agropecuarios o forestales - paja, excrementos, estiércol, leña- para una combustión directa o para su transformación química o biológica en productos combustibles. La segunda, a plazo medio, consiste en el cultivo de plantas destinadas exclusivamente a producir energía, lo que podría llevarse a la práctica a gran escala en países con grandes extensiones sin cultivar. Perspectivas para el futuro próximo ¿Cuáles pueden ser las características más importantes de los próximos cincuenta años desde el ángulo de la producción y el consumo de energía? Ante todo, convendrá asegurar la transición de una economía basada en recursos agotables -carbón, petróleo, gas natural, uranio utilizado en los reactores de neutrones térmicos- a otra en la que predominen los recursos duraderos, principalmente la energía solar, la energía nuclear de fisión mediante superregeneradores y la energía nuclear de fusión. La experiencia histórica indica que las sustituciones de fuentes de energía primaria tardan de cincuenta a cien años en realizarse. Por ello, y ante la previsible penuria de combustibles fósiles, la transición debería acelerarse al máximo. Según e s tudios del BASA (Instituto Internacional para el Análisis de Sistemas Aplicados) el consumo energético aumentará de 8,2 teravatios-año en 1975 hasta una cifra comprendida entre 22 y 36 teravatios-año en el 2030. (El teravatio-año es la energía que produce una potencia de mil millones de kilovatios cuando funciona de manera constante durante un año; equivale aproximadamente a 8,76 billones de kilovatios-hora; como punto de referencia, la potencia media instalada en una central térmica o nuclear es del orden del millón de kilovatios.) El gas natural mantendría su aportación actual del 20 por 100 al total energético. El petróleo, en cambio, pasaría del 40 por 100 actual a un 20 por 100, proporción muy optimista ya que supone una explotación intensiva de reservas que hoy no se consideran rentables y un aprovechamiento masivo de los hidrocarburos mineros - crudos pesados, arenas y pizarras bituminosas. El déficit de petróleo debería cubrirse mediante el carbón y la energía nuclear. El carbón llegaría a significar más del 30 por 100 del total; a partir del ano 2000 un volumen creciente de hulla s e destinaría a la producción de gas y petróleo sintéticos. Esta desviación de recursos fuera del sector eléctrico iría acampanada por una penetración intensa de la energía nuclear —20 por 100 del consumo energético total. El consumo restante se distribuirá entre las distintas formas de energías renovables y duraderas. Desde luego estas cifras reflejan más lo que se podría alcanzar que lo que se va a alcanzar realmente. Uno de los obstáculos más importantes consiste en que, a diferencia del paso de la leña al carbón y de éste al petróleo, la transición actual no puede contemplarse como una ventajosa operación de minimización de costes. Sin embargo, el encarecimiento de los precios de la energía desde 1973 está empezando a convertir en económicamente rentables c iertas opciones que de otro modo hubieran tenido que esperar mucho tiempo antes de ser to m a d a s e n consideración. Por otra parte, el primitivo optimismo en torno a la energía nuclear va cediendo paso a una actitud de cautela, cuando no de franca oposición en aquellos países donde existe público debate acerca de los riesgos de esta opción energética. Sin duda, una moratoria nuclear-modificaría sustancialmente las previsiones que se acaban de esbozar. ¿Qué efectos sobre el medio ambiente cabe esperar a la luz de estas perspectivas de desarrollo? El protagonismo creciente del carbón en las próximas décadas producirá un aumento importante de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. El dióxido de carbono absorbe las radiaciones infrarrojas del espectro solar y contribuye así a calentar la atmósfera. Doblar la cantidad de este gas supondría aumentar la temperatura atmosférica en dos o tres grados centígrados, con consecuencias muy serias para el clima. A pesar de que los riesgos son a largo plazo, convendría instrumentar métodos alternativos de evacuación del dióxido de carbono, como por ejemplo, lanzarlo al mar donde precipitaría en forma de carbonatos. También preocupa la deforestación a que va a ser sometido el planeta como consecuencia de la explotación intensiva de yacimientos de combustibles fósiles y del continuado recurso a la madera como fuente de energía en los países pobres. Además de afectar gravemente los equilibrios ecológicos, este proceso dificultará la eliminación del exceso de dióxido de carbono atmosférico. Cualquier transformación de energía implica la liberación de calor al medio ambiente. Ésta es muy importante -de un 60 por 100 a un 70 por 100 de la entrada de energía- en las centrales térmicas, convencionales o nucleares. Aunque la cantidad de residuos térmicos que el hombre envía al medio es mínima en comparación con la carga térmica solar, la concentración de la producción y del consumo energéticos en zonas densamente pobladas puede conducir a contaminaciones térmicas de tipo local que afectan tanto al clima como a los ecosistemas. Las centrales eléctricas se construyen hoy junto a grandes masas de agua que absorben el calor residual. Con el incremento de la potencia instalada, esta política puede tener graves consecuencias para la fauna marina o fluvial. Una alternativa posible consiste en evaporar cantidades relativamente pequeñas de agua en vez de calentar levemente grandes masas. Otra solución la constituyen las torres de refrigeración seca, en las que el calor es disipado directamente en el aire. ¿En qué medida puede contribuir la expansión de la energía nuclear a la proliferación de armamento? Para fabricar una bomba atómica s e precisa plutonio 239 o uranio muy enriquecido en el isótopo 235. Un reactor civil produce una determinada cantidad de plutonio 239 que s e encuentra mezclado con los productos de la fisión y el uranio remanente dentro de las barras del combustible usado. La posibilidad de manipular plutonio en este estadio es prácticamente nula debido a lo elevado de la temperatura y la radiactividad de los residuos. Además este plutonio contiene una cierta proporción del isótopo 240, que es inapropiado como combustible bélico. El peligro se da cuando un país dispone de plantas de reprocesamiento -que separan el plutonio y el uranio de los desechos- y de plantas de enriquecimiento del uranio. En este caso, el plutonio y el uranio enriquecido podrían ser robados por grupos terroristas o destinados por los gobiernos a la fabricación de explo s i v o s . L o s p a í s e s exportadores de tecnología nuclear tratan de impedir esta situación mediante acuerdos sobre salvaguardias y controles en las transferencias, tales como el Tratado de No Proliferación de 1968 o el Acuerdo del Club de Londres de 1978. Las polémicas sobre los peligros de la energía nuclear ¿Se puede confiar en la seguridad de los reactores nucleares? Ante todo, hay que decir que un reactor no puede explotar como una bomba atómica. Si la reacción en cadena se amplificara peligrosamente, se introducirían automáticamente las barras de control y el proceso quedaría detenido. Pero aun cuando estas últimas fallaran, la misma dilatación del núcleo producida por el aumento de su temperatura haría decaer la eficacia de los neutrones y amortiguaría rápidamente la reacción. En caso de fundirse el núcleo, podría ocurrir que s e formaran condensaciones importantes de combustible. Aun así, en un reactor de neutrones térmicos, la masa compacta de combustible fundido n o s e encontraría en la mejor configuración con respecto al moderador ni estaría lo bastante enriquecida en material fisionable como para alimentar una reacción en cadena. En un superregenerador, que carece de moderador y contiene una elevada proporción de material fisionable, el riesgo que comporta una eventual fusión del núcleo es mayor. Sin embargo, largas series de experiencias han puesto de manifiesto que el combustible tiende a dispersarse. Los productos del funcionamiento del reactor son sustancias radiactivas y su liberación en la biosfera debe ser cuidadosamente evitada. Con esta finalidad s e interpone entre ellas y el exterior una serie de barreras de contención: en primer lugar las vainas de las barras de combustible, luego la envoltura del circuito primario -vasija que contiene al núcleo y tubos por los que circula el refrigerante- y finalmente uno o varios recintos de contención. Como en todo mecanismo complejo, en una central nuclear puede ocurrir una amplia gama de anomalías y accidentes. Algunos pueden afectar el funcionamiento de la central sin riesgos para los trabajadores ni para la población; otros, como la ruptura de una tubería del circuito primario o el bloqueo de una bomba de agua, podrían llegar a provocar, si no existieran o no funcionaran correctamente los sistemas de salvaguardias, la destrucción de una o varias barreras de contención. El accidente considerado como más grave consiste en la inutilización del sistema de refrigeración del núcleo; en el peor de los casos, un accidente de este tipo podría llevar a la fusión del núcleo y a una explosión de vapor de agua que rompería las últimas barreras de contención y lanzaría los residuos radiactivos a la atmósfera. Naturalmente, todos los reactores poseen sistemas de refrigeración de emergencia que entran automáticamente en funcionamiento cuando hay pérdidas de refrigerante en el circuito primario. El problema reside en saber si los sistemas de salvaguardia son lo bastante seguros para garantizar el confinamiento de los productos radiactivos. El problema de la seguridad rebasa el ámbito de lo técnico. En primer lugar, hay que señalar la influencia de los factores socioeconómicos en la toma de decisiones. Cuando el desarrollo de la energía nuclear s e encontraba en una fase embrionaria, los organismos del Estado se encargaban de su gestión y el factor coste pasaba a un segundo plano, pudiéndose así dedicar sumas considerables al perfeccionamiento de la protección y de la seguridad. En la etapa actual, los gastos de seguridad aparecen como un ingrediente más de un coste global que debe ser minimizado s i s e desea que la empresa sea competitiva y obtenga beneficios. Por otra parte, muchos países, como España y las naciones latinoamericanas, importan tecnología nuclear y dependen, tanto en las especificaciones técnicas de los elementos del reactor como en materia de seguridad, de los estudios realizados por las empresas foráneas proveedoras. Normalmente éstas no proporcionan análisis independientes de seguridad a sus clientes y se limitan a garantizar que tales análisis han sido hechos y que son correctos. Parece imprescindible que los científicos de los países importadores puedan acceder a dicha clase de estudios en todos s u s detalles y adaptarlos a las condiciones propias de sus respectivas industrias nucleares. Por último, hay que señalar la importancia del factor humano en los operadores frente a las emergencias. La toma de decisiones por parte de los operadores deberían favorecerse mediante un mejor entrenamiento y un acceso más rápido y menos ambiguo a las señales procedentes del reactor. ¿Qué hacer con los desechos de la industria nuclear? Toda central nuclear produce sistemáticamente sustancias radiactivas, algunas directamente en el núcleo del reactor y otras por contacto de las primeras con materiales o utillaje. La exigencia de que estas sustancias tóxicas no lleguen a la biosfera, que determina buena parte de las medidas de seguridad de un reactor, comporta también la necesidad de asegurar un almacenamiento fiable para los productos de desecho. El problema s e complica por el hecho de que muchos elementos radiactivos poseen una vida media -tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de una cantidad dada del elemento en cuestión- muy larga. La del plutonio 239, por ejemplo, es de veinticuatro mil años. Es preciso, pues, desarrollar técnicas que garanticen un buen confinamiento durante períodos de miles de años. Los residuos se clasifican, algo arbitrariamente, en residuos de muy débil, débil, media y alta actividad. Los primeros s e consideran inocuos y s e les dispersa en el mar y en la atmósfera. Los desechos de débil y media actividad reciben distintos tratamientos según los países. En los Estados Unidos y en Francia se les apila provisionalmente en la supe rficie, a la espera de soluciones definitivas. Otros países tienen previsto su almacenamiento en formaciones geológicas: Alemania en minas de sal; Suecia en granito; Suiza en arcilla; Bélgica, Holanda y Gran Bretaña los tiran al mar, una vez introducidos en bidones de acero. Se albergan en la actualidad muchas dudas acerca de la seguridad de esta última técnica. Investigaciones realizadas sobre el estado de algunos de los bidones hundidos por los Estados Unidos hace treinta años han evidenciado la existencia de pequeñas pérdidas. El problema de almacenamiento definitivo de los residuos de alta radiactividad no está resuelto aún. Para lograr la solidificación de los desechos, antes de su introducción en contenedores, se trabaja hoy en dos direcciones: la vitrificación -en Francia sobre todo- y la producción de cerámicas sintéticas muy poco solubles en agua -Estados Unidos, Suecia, Gran Bretaña. Los materiales más aptos para construir los contenedores son el acero inoxidable, el plomo y el titanio. Los residuos así acondicionados deberán depositarse en cavidades profundas excavadas en el subsuelo, en formaciones geológicas tales como la arcilla, la sal y el granito. Los lugares elegidos deben reunir una serie de condiciones: impermeabilidad al agua -vector principal de contaminación de la biosfera—, resistencia al calor y estabilidad geológica. A pesar de los avances logrados, demasiadas incertidumbres rodean aún el comportamiento de los materiales a muy largo plazo así como la estabilidad de las formaciones geológicas en un futuro lejano. Una s eguridad incierta, un riesgo considerable de utilización bélica del combustible nuclear y un volumen creciente de residuos a la espera de técnicas fiables de almacenamiento, tales son los problemas no resueltos que hipotecan hoy la credibilidad de la opción nuclear. Y si los posibles efectos nocivos de la energía nuclear van a comprometer a toda la población por igual, también parece justo que las decisiones principales que afecten a su desarrollo puedan ser tomadas democráticamente, apoyadas en una información veraz. BIBLIOGRAFIA: Enciclopedia Microsoft “Encarta” Enciclopedia “Larousse” Enciclopedia de Salvat “Monitor” Anuario año 1981 - 86 - 89 - 93 Temario “Difusora española” Internet
