Generación de Electricidad con Centrales Atómicas

IVº Congreso de Investigación y Transferencia
Tecnológica en Ingeniería Eléctrica
Introducción
Esta presentación es una recopilación de datos de distintas fuentes y pretende crear un debate acerca de
cuales son las mejores decisiones a la hora de definir políticas y tecnologías mas favorables y que
impacten menos sobre el medio ambiente para la elección de fuentes de energía.
Sin duda , el camino de continuar usando combustibles fósiles tarde o temprano llegará a su fín por todos
los inconvenientes causados al medioambiente y por su agotamiento.
Pero plantear el uso de las energías eólica y solar como la gran panacea, esta lejos de ser la gran verdad
revelada. Todas las actividades para producir energía producen impacto negativo sobre el medioambiente
y estas formas de energías renovables, no están exentas de ello, a pesar de reducir los inconvenientes
generados por los combustibles fósiles.
Por otra parte, ya sea por ignorancia o por intereses creados de grandes lobys, muchos gobiernos han
denostado al uso de la energía nuclear para generar electricidad y están tomando decisiones equivocadas.
Pretendemos mostrar que el avance de la tecnología nuclear esta en el camino de construir centrales de
generación eléctrica mucho mas seguras, libres de contaminación y emisiones de gases de efecto
invernadero y que pueden contribuir grandemente a reducir los actuales efectos del cambio climático.
¡El cuco no es tan feo como parece!
Nota: No soy especialista en energía nuclear ni pretendo atribuirme grandes conocimientos. Simplemente
trato de abrir mi mente e informarme sobre los distintos aspectos, sus pro y sus contras. El autor
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
A nivel internacional, la generación de electricidad a través de las centrales atómicas, después
del trágico accidente de Chernobyl se ha ganado muy mala fama, organizaciones ambientalistas
presionan a los gobiernos para que se haga un plan de cierre de las centrales atómicas en
funcionamiento.
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
Organizaciones como Greenpeace son las que tienen una militancia mas extrema sobre el tema.
Se fundan en estos antecedentes:
Recordemos algunos accidentes:
1979 Three Mile Island, Pensilvania, grado 5 en la escala INES (máximo 7), error humano y
fallas técnicas, sin víctimas.
1986 Chernobyl, Unión Soviética, grado INES 7, error humano, miles de víctimas.
1999 Tokaimura, Japón, grado INES 4, error humano, 2 víctimas directas.
2011 Fukushima, Japón, grado INES 7, fenómeno natural pero… no se habían diseñado las
protecciones necesarias para una zona altamente probable de ese tipo de tsunamis o sea error
humano, pocas víctimas directas.
Factor común: error humano.
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
Muchas de las Centrales Atómicas en funcionamiento en el mundo, basadas en el proceso de
fision atómica, se están acercando al fin del ciclo de vida útil estimado en 40 años
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
El abandono de la energía nuclear es una opción política consistente en dejar de usar
la energía nuclear para la generación de electricidad.
La idea incluye en algunos países el cierre de las centrales nucleares existentes.
Suecia
fue
el
primer
país
donde
se
propuso
(1980).
Siguieron Italia (1987), Bélgica (1999), Alemania (2000) y Suiza (2011) y se ha discutido en
otros países europeos.
Austria, Holanda, Polonia, y España promulgaron leyes que paralizaron la construcción de
nuevos reactores nucleares, aunque en algunos de ellos esta opción se está debatiendo en la
actualidad (véase imagen).
Nueva Zelanda no utiliza reactores nucleares para la generación de energía desde 1984.
Teóricamente el abandono de la energía nuclear debería promover el uso de fuentes de energía
renovables.
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
 Alemania debería sustituir 17.000 mw de energía nuclear (casi toda la potencia que genera la
Argentina o un 20% del total alemán). Suponiendo que los reemplace con energía eólica,
debería plantar entre 30 y 40.000 molinos de viento.
 Las buenas centrales nucleares (como las argentinas) tienen el llamado factor de carga del
90%; o sea, entregan a la red casi toda la energía casi todo el tiempo, mientras que la eólica
sólo lo hace cuando sopla el viento.
 “El primer ministro japonés, Naoto Kan, quiere reemplazar toda la energía nuclear en su país
(el 30% del total), por fuentes de combustibles fósiles, lo cual rompería con todos los
compromisos de Kyoto sobre emisiones de dióxido de carbono al ambiente, y suplir con
eólica, solar o biocombustible es casi inviable”
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
 El argumento de los ambientalistas es que las centrales atómicas europeas se encuentran en




el límite de su vida útil proyectada.
Tambien se argumenta el riesgo de ataques terroristas y las consecuencias catastróficas que
podrían ocasionar.
Otro fuerte argumento es sobre la disposición de los desechos radiactivos.
Se denuncian vertederos de residuos radiactivos en los mares y aumentos de casos de
leucemia infantil en las poblaciones costeras.
El 11 de marzo de 2011, un terremoto de 9 puntos en la escala de Ritchter sacudió a Japón y
provocó, horas después, un tsunami devastador con más de 25 mil pérdidas humanas. La
combinación de los dos fenómenos provocó graves daños en la central nuclear de Fukishima
y un posterior debate mundial –tan enérgico como volátil– acerca de los riesgos de la
producción de energía atómica
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
 Resultado del accidente de Fukushima: en radios de evacuación de 20 y 30 km, los niveles de radiación
no fueron preocupantes. Sólo la población de Itate (a 40 km de Fukushima) recibió una dosis algo
superior, a causa de los vientos. Hoy el Yodo radiactivo ya prácticamente ha desaparecido en Japón
mientras que el Cesio es lo que queda por limpiar
 “El Cesio, que tiene una vida media de 30 años, se deposita en los campos cuyo pasto comen las vacas
que dan la leche que nosotros tomamos, lo cual equivale a tragarse un cañón microscópico…
Afortunadamente el organismo libera el cesio luego de una bioactividad típica de 70 días, pero el medio
ambiente afectado demanda remediación. El yodo radiante se compensa con yodo no radiactivo para
que sature la tiroides y, como su vida media es de 8 días, a los dos o tres meses es un problema
inexistente”.
 Incomprensiblemente o no, los medios generaron el mito de los operarios kamikazes de Fukushima, lo
cual es falso. En Fukushima no hubo muertos por razones nucleares y el nivel de radiación liberada fue
diez veces menor que el de Chernobyl. Las evaluaciones sociales vehiculizadas por los medios no son
del todo ajustadas a la realidad.
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
 La percepción popular es que la energía nuclear tiene riesgos apocalípticos, pero la cuantificación
estadística dice otra cosa, ya que está en el trigésimo puesto debajo de los accidentes de aviación, de
automóviles, de los ataques del corazón, el tabaquismo, y de los producidos por otras fuentes de
energía, entre otros. Contrariamente, los riesgos de fumar causan miles de muertes sólo por la
exposición al cigarrillo, pero tiene bajo impacto en el imaginario público. Vivir cerca de una central
nuclear tiene tres veces menos riesgo que vivir cerca de una de carbón, que también tiene uranio, pero
pocos lo saben.
 El problema social de la energía nuclear reside en el hecho de que se generen sustancias radiactivas
como consecuencia del proceso de fisión y de la captura neutrónica, con vidas medias muy diferentes );
por ejemplo, el plutonio es el más preocupante porque tiene una vida media de 24.000 años.
¿Las energías renovables son eficientes?
La integración de la energía eólica en los sistemas eléctricos puede
ocasionar problemas de estabilidad ligados fundamentalmente a la variación
aleatoria del viento, lo que provoca que la tensión en el nodo de conexión
varíe. Si el sistema al que se conecta es débil esta variación tiene una
mayor influencia
Es variable, en función de la hora del día, del día del año, de la situación
geográfica general y de la topografía local. Por razones técnicas, es
imposible extraer toda la energía cinética existente en una corriente de aire.
A título de ejemplo, en un viento de 8 m/s de media anual, pueden
extraerse alrededor de 2.800 kWh por m2 y año. Un viento de 13 m/sg, a
través de una superficie de 150 m2 , tiene una potencia de 198 kW.
Generan un gran impacto visual y es necesario ocupar superficies grandes.
Generan ruido
Tambien, se oculta por parte de los ambientalistas el impacto negativo
sobre la población de aves, que se estrellan contra las aspas de los
generadores y mueren.
Para producir cantidades de energía equivalentes a las centrales
termoeléctricas o nucleares, se necesita una cantidad importante de
aerogeneradores y por lo tanto impactar sobre grandes superficies.
¿Las energías renovables son eficientes?
Una verdad a medias….no es Verdad.
Generalmente se presenta a la energía solar como energía limpia y no contaminante. Pero la generación
eléctrica a traves de las centrales fotovoltaicas distan de serlo. Argumentos a favor:
Ventajas de la energía solar:
• Es una energía limpia que reduce la huella de carbono de manera significativa, pues no genera gases
de efecto invernadero ni contamina durante su uso (tan solo la contaminación creada al producir los
paneles solares).
• Es una fuente de energía renovable y sostenible.
 No requiere extracción constante de materiales para su funcionamiento, por lo que es una energía muy
económica cuya inversión inicial es fácil de recuperar durante los años: un panel solar puede tener una
vida útil de cuarenta años.
 Otra ventaja de la energía solar es que disminuye la necesidad de combustibles fósiles y ayuda a
conservar los recursos naturales.
¿Las energías renovables son eficientes?
Desventajas de la energía solar:
• Tiene una eficiencia relativamente baja en cuanto a la energía eléctrica que puede convertir, alrededor
de un 25%; aunque según avanza su desarrollo se está logrando aumentar su rendimiento.
• A la larga la energía solar puede salir barata, pero el coste inicial de su instalación es elevado y no es
accesible para todo el mundo.
• Es necesaria un área de instalación grande con el objetivo de producir una cantidad de energía eléctrica
adecuada para cubrir las necesidades energéticas.
• La energía solar no es constante, ya que fluctúa a lo largo del día y por la noche no está disponible.
Para evitar esta desventaja hay que recurrir al almacenamiento de energía. Su efectividad es, además,
menor durante los meses invernales.
• Otra desventaja de la energía solar es que el rendimiento de los paneles solares puede disminuir en
determinadas condiciones atmosféricas, como largos periodos de calor y humedad o con nubes y
niebla.
• La contaminación es un problema para la energía solar, por lo que en ciudades con altos grados de
contaminación atmosférica su rendimiento es mucho menor. Altos costos de mantenimiento.
• Durante la producción de los paneles solares se emite gran cantidad de gases de efecto invernadero y
desechos tóxicos. Una desventaja que compensan durante su uso reduciendo la huella de carbono.
¿Las energías renovables son eficientes?
Desventajas de la energía solar:
 No hay procedimientos ni instalaciones para la disposición final de los residuos peligrosos generados
de los componentes de los paneles solares.
 Idem para los residuos de las baterías de almacenamiento de energía eléctrica, independientemente de
la tecnología que sean
 Las grandes extensiones ocupadas por los paneles solares no pueden ser aprovechadas para generar
agricultura sustentable
¿Las energías renovables son eficientes?
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
¿Debemos temer el uso de la energía atómica para la generación de energía
eléctrica?
Según el Organismo Internacional de Energía Atómica de Naciones Unidas hay, actualmente,
en el orden de 450 reactores en el mundo que producen el 12% de la energía eléctrica que se
consume. Hay
tecnología
países
para la
como
Francia que
generación
de
se
juegan absolutamente por
este
tipo de
energía eléctrica, produce más del 73% de la energía
que consumen a través de sus 58 reactores nucleares. La República Argentina cuenta con
una producción de energía eléctrica en base a 61% fósil, 33% hidráulica, 5% nuclear y 1%
otras (Fuente: Ministerio de Hacienda)
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
 Tres años después de que Japón cerró todas sus plantas nucleares luego de la fusión de
Fukushima y de que Alemania puso fin a su generación atómica, los países en vías de
desarrollo lideran el mayor auge de la construcción de centrales en más de dos décadas.
 Casi los dos tercios de los 70 reactores que se encuentran en construcción en el mundo, la
mayor cantidad desde 1989, están ubicados en China, India y el resto de la región AsiaPacífico. Países como Egipto, Bangladesh, Jordania y Vietnam evalúan planes de construcción
de sus primeras centrales nucleares, según Bloomberg New Energy Finances. Los países
desarrollados construyen nueve plantas, un 13% del total.
¿Abandonar la Energía Atómica es el camino correcto?
La energía es necesaria en momentos en que las economías de China e India crecen al doble del ritmo de
los Estados Unidos. La producción de electricidad a partir de reactores fue de 2.461 teravatios-hora el
año pasado, un 11% del total de generación eléctrica del mundo, según datos de la Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económicos y de la Agencia Internacional de Energía. Se trata del menor
nivel desde 1982, indican los datos.
Evolucion tecnológica de los reactores
Los reactores nucleares se clasifican por la evolución tecnológica incorporada en sus diseños, dando lugar
a distintos grupos o generaciones:
• Centrales de generación I: Constituida por los primeros prototipos iniciales, construidos a lo largo de
las décadas de los años 50 y 60 del pasado siglo.
• Centrales de generación II: Constituida por las centrales nucleares construidas en las décadas de
los años 70, 80 y 90 del pasado siglo. Representan la mayor parte de los reactores actualmente en
funcionamiento en el mundo.
• Centrales de generación III y III+: Constituida por las centrales cuyo diseño es el resultado de un
desarrollo de las centrales de generación II y que reúnen “mejoras evolutivas”, basadas en la
experiencia adquirida en las centrales nucleares actuales. Estos adelantos afectan sobre todo a los
sistemas de seguridad, a la fiabilidad, a la operabilidad y a la estandarización de los diseños. Hoy en
día, las centrales nucleares en construcción son de generación III.
• Centrales de generación IV: Constituida por una serie de proyectos, programas e iniciativas para el
desarrollo y prueba de varios sistemas nucleares muy innovadores. Ofrecen ventajas con respecto a las
centrales nucleares actuales en los campos de la sostenibilidad, la economía, la seguridad, la fiabilidad,
la no proliferación y la protección física. Estas centrales se encuentran, en su mayoría, en fase de
diseño y su desarrollo plantea grandes desafíos, especialmente en aspectos de materiales y
combustibles. Se espera puedan estar en operación comercial en los próximos 15 a 25 años.
Evolucion tecnológica de los reactores
Centrales nucleares de generación III y III+
 La generación III y III+ son reactores con una mejora evolutiva de la
generación II. Incluyen sistemas de seguridad pasivos, cuya acción se
debe a fenómenos físicos naturales, tales como la convección natural y
la gravedad, que actúan por sí mismos cuando la central se desvía de
su modo normal de operación, sin que nada los tenga que activar. No
necesitan ningún tipo de energía eléctrica externa.
Evolucion tecnológica de los reactores
Actualmente se construyen reactores de tercera generación, pudiéndose
subdividir en dos grupos distintos:
• Reactores evolutivos de agua en ebullición. Incluyen el ABWR
(Advanced Boiling Water Reactor) de Toshiba y GE, además del BWR
90+ de Westinghouse, el reactor pasivo ESBWR de GE y el reactor
simplificado SWR- 1000 de Areva (actualmente Orano).
• Reactores avanzados de agua a presión. Incluyen el AP-600, y el
AP-1000 de Westinghouse, los evolutivos PWR System 80+ de
Westinghouse, APWR de Mitsubishi y EPR Europeo de Areva
(actualmente Orano).
Centrales nucleares de generación IV
 La generación IV está compuesta por una serie de diseños genéricos,
que se espera puedan estar en operación comercial en los
próximos 30 o 40 años. Suponen un gran avance, ya que pretenden
desarrollar nuevos diseños sin olvidar las lecciones aprendidas de la
experiencia acumulada de los reactores de las anteriores
generaciones. Se parte del establecimiento de los siguientes principios:
• Sostenibilidad: Deben promover la disponibilidad de sistemas a largo
plazo y el aprovechamiento de combustible para la producción de
electricidad en todo el mundo, minimizando el volumen y el periodo de
gestión de los residuos radiactivos.
• Economía: Deben ofrecer más ventajas económicas que otras fuentes
de energía durante el ciclo de vida operativa y equiparar su nivel de
riesgo financiero con el de otros proyectos energéticos.
Centrales nucleares de generación IV
• Seguridad y fiabilidad: Los diseños deben reducir al mínimo la
probabilidad y magnitud de daños en el núcleo del reactor y eliminar la
necesidad de adoptar medidas de emergencia fuera del
emplazamiento.
• Resistencia a la proliferación y protección física: Deben constituir la
vía menos deseable y atractiva para la utilización de los materiales
para usos no pacíficos de la energía nuclear.
 Una de las novedades de la generación IV es que los diseños
pueden no estar exclusivamente orientados a la producción de
energía eléctrica, sino que algunos tendrían otras aplicaciones
como la generación de hidrógeno, grandes sistemas de transporte
o, simplemente, generación de calor.
Centrales nucleares de generación IV
Existen dos iniciativas internacionales para desarrollar estos diseños avanzados que
podrían funcionar hacia el año 2030 y que cumplirían con los principios establecidos:
• GIF (Generation IV International Forum). Participan Estados Unidos y Francia, además
de otros países occidentales y de Extremo Oriente, y que coordina la Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE).
• INPRO
(International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel
Cycles). Promovida por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y en el que
participan la Unión Europea, Rusia y otros países.
Centrales nucleares de generación IV
Los principales diseños de reactores de generación IV que se están desarrollando son los
siguientes:
• Reactor rápido refrigerado por gas (GFR).
• Reactor de muy alta temperatura (VHTR).
• Reactor supercrítico refrigerado por agua (SCWR).
• Reactor rápido refrigerado por sodio (SFR).
• Reactor rápido refrigerado por aleación de plomo (LFR).
• Reactor de sales fundidas (MSR).
Reactores modulares pequeños (SMR)
Como uno de los desarrollos del programa INPRO del OIEA en el año 2009, y paralelamente en 2011
como iniciativa del Departamento de Energía del Gobierno de Estados Unidos, se ha puesto en marcha
el desarrollo de una nueva familia de reactores nucleares denominados Reactores Modulares
Pequeños (Small Modular Reactors, en su denominación inglesa) con potencias eléctricas de
alrededor de 300 MWe, que se espera puedan entrar en operación en 2025-2030.
Estas son algunas de sus ventajas más destacadas:
 Modularidad: Los grandes componentes del sistema se pueden desarrollar en fábricas y trasladarlos al
emplazamiento de la instalación reduciendo así los tiempos de construcción con la ventaja de que
pueden añadirse nuevos módulos a medida que exista un incremento en la demanda.
 Menor necesidad de capital en la inversión inicial.
 Reducción de los costes de construcción.
 Flexibilidad en la elección del emplazamiento. Son especialmente apropiados para mercados eléctricos
pequeños, zonas aisladas, emplazamientos con superficie o refrigeración limitada, o para aplicaciones
industriales singulares.
 Aumento de eficiencia al poder acoplarse con otras fuentes de energía incluyendo renovables y
térmicas fósiles.
Fusión nuclear vs fisión nuclear
La fusión es una tecnología nuclear que puede producir niveles muy elevados de
energía sin generar grandes cantidades de residuos nucleares, y los científicos llevan
décadas intentando perfeccionarla. En la actualidad, la energía nuclear se obtiene
mediante fisión, el proceso contrario a la fusión (la energía se produce al dividir el núcleo de
un átomo pesado en dos o más núcleos de átomos más ligeros). La fisión es más fácil de
conseguir, pero genera residuos.
HL-2M, el “sol artificial”
Recientemente, China realizó una prueba exitosa de su “sol artificial”, un reactor de
fusión nuclear que podría generar energía durante muchos años si se consigue
hacer más sostenible. La fusión es un proceso muy caro, pero las pruebas que está
realizando China pueden ayudar a los investigadores a buscar maneras de reducir los gastos.
El “sol artificial” de China se conoce como HL-2M, un reactor de fusión de
tipo tokamak ubicado en el Southwestern Institute of Physics (SWIP) en Chengdu, China. El
reactor genera energía aplicando potentes campos magnéticos al hidrógeno hasta comprimirlo
lo suficiente para formar plasma, que puede alcanzar temperaturas de más de 150
millones de grados Celsius, 10 veces más que el núcleo del Sol, y generar enormes
cantidades de energía al fusionarse los átomos. El plasma se contiene mediante imanes y
tecnología de súper enfriamiento.
HL-2M, el “sol artificial”
China forma parte del proyecto del Reactor Experimental Termonuclear Internacional
(ITER). HL-2M aportará apoyo técnico clave para este proyecto -que construye su propio
reactor tokamak– en áreas de investigación como la inestabilidad del flujo y los fenómenos de
plasma magnético de temperaturas ultra elevadas.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
El CAREM es el primer reactor nuclear de potencia
íntegramente diseñado y construido en la Argentina, que
reafirma con este nuevo hito su capacidad para el
desarrollo y puesta en marcha de centrales nucleares,
perfilándose a su vez como uno de los líderes mundiales
en el segmento de reactores modulares de baja y media
potencia (SMR, por sus siglas en inglés).
El CAREM (por Central Argentina de Elementos Modulares)
es un reactor experimental de baja potencia que, como su
nombre lo indica, se puede utilizar de manera modular.
Actualmente, es la única central nuclear de potencia (el
prototipo en construcción será de 32 MW) que está en
construcción en la Argentina, tras la paralización de
Atucha III. Se está construyendo desde el año 2014 en el
complejo atómico Atucha, en la localidad bonaerense de
Lima, y podría ponerse en funcionamiento entre los años
2021 y 2022
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Esta pequeña central nuclear para la producción de energía eléctrica es de diseño argentino
y prevé la integración local del 70% de los insumos, componentes y servicios que
demanden. El interés del Gobierno por esta central parte de que el CAREM es considerado
por la CNEA un desarrollo con potencial de exportación.
Sus características lo hacen ideal para el abastecimiento eléctrico en zonas alejadas de los
grandes centros urbanos —donde las condiciones geográficas o el clima dificultan el
transporte de combustible y el tendido de redes eléctricas— o polos fabriles con alto
consumo de energía, además de ofrecer otras prestaciones como desalinización y provisión
de vapor para diversos usos industriales.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Diseño propio
El CAREM ofrece una serie de ventajas con respecto a los
grandes reactores nucleares de agua a presión (PWR, por
sus siglas en inglés) desde el punto de vista de la seguridad,
el financiamiento y los plazos de construcción. “Este
prototipo es el comienzo para consolidar a la Argentina como
un diseñador de centrales de potencia”, afirmó Luciano
Turina, de la Gerencia de Área CAREM de la CNEA, durante
una presentación que se hizo sobre este reactor en el Centro
Atómico Ezeiza y en la que estuvo presente TSS.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Diseño propio
La seguridad de esta planta está diseñada para que, ante una emergencia,
se disparen sistemas automáticos de control que no necesitan de la acción
humana y que pueden mantener la infraestructura de forma segura por
hasta 36 horas antes de requerir una intervención.
Usualmente, un reactor PWR funciona con un recipiente de presión en el
que se aloja el núcleo radioactivo y se hace circular agua que se calienta al
ponerse en contacto con él. Esto es conocido como circuito primario. Este
líquido debe ser bombeado hacia los recipientes generadores de vapor, por
los que circula agua que se convierte en vapor para mover las turbinas que
generan energía eléctrica, lo que se conoce como circuito secundario.
Posteriormente, el agua que está en contacto con el núcleo (circuito
primario) debe ser presurizada para volver a entrar en el reactor y reiniciar
su ciclo.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
El CAREM incluye todos estos sistemas adentro de su recipiente de presión y los generadores de vapor
también están adentro, por lo cual no es necesario bombear el agua del circuito primario por fuera del
mismo, con lo que se eliminan las tuberías de gran tamaño que tienen los reactores PWR y los riesgos de
pérdida de agua contaminada y de fallas de la bomba de circulación.
Este reactor, en cambio, funciona por circulación natural, ya que el núcleo del reactor se encuentra en la
parte baja del recipiente de presión mientras que los generadores de vapor están arriba de él. Así, el agua
asciende cuando se calienta y se pone en contacto con los generadores de vapor, unas serpentinas dentro
de las cuales circula el agua del circuito secundario que será llevada a las turbinas. Al entrar en contacto
con los generadores de vapor, el agua se enfría y vuelve a bajar para calentarse nuevamente en el núcleo.
Al incluir todos estos sistemas adentro del recipiente de presión, no es necesario volver a presurizar el
agua que está en contacto con el núcleo, ya que el sistema es autopresurizado por un domo superior en el
que se acumula vapor, con lo que se elimina otro riesgo de falla. Que todos los sistemas estén adentro del
recipiente de presión también obliga a tener uno más grande con relación al núcleo, por lo que también la
cantidad de agua contenida en él es mayor, lo que brinda más estabilidad al sistema y más tiempo frente
a una pérdida.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Modularidad
Además de compartir los servicios comunes a todos los reactores, lo que disminuye los costos, la
modularidad del CAREM permite que pueda construirse un reactor y empezar a vender energía eléctrica
que genere la financiación de la construcción de los demás, lo cual es una ventaja comparativa frente a
los grandes reactores PWR, en los que se debe completar la construcción antes de poder empezar a
operar. En su versión comercial, el CAREM podría llegar hasta una potencia de 120 MW, con lo que se
podrían sumar cuatro módulos para obtener una potencia total de 480 MW. El límite de 120 MW está
relacionado con el límite físico después del cual es difícil que se pueda contar con la circulación natural
óptima.
El diseño modular también es una ventaja para que las paradas de planta se puedan programar de a un
reactor a la vez y seguir trabajando con una potencia del 75%, con lo que se evitaría tener que utilizar
centrales térmicas o recurrir a otro tipo de fuentes para reemplazar esa energía.
Se estima que una central CAREM de 480 Mw podría costar unos 2000 millones de dólares, ya que se
busca no superar el costo por MW de una central tradicional. El prototipo de 32 MW que se está
construyendo costará unos 300 millones de dólares, aunque al no ser modular hay muchos costos que se
duplican y por ser la primera de la serie también hay costos de aprendizaje que posteriormente se
reducirán.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Seguridad
El CAREM utilizará agua liviana para refrigerar un núcleo de 61 elementos combustibles de 1,40 metros de
altura, de uranio enriquecido entre 1,1% y 3,1 % y con un peso de 3.812 kilos, que deberá ser cambiado
cada 18 a 20 meses.
Los generadores de vapor tienen unos caños de 35 metros de largo que deben ser realizados en una sola
pieza y son fabricados por CONUAR. Cada uno de los 12 generadores de vapor contiene 52 de estos
tubos, de forma helicoidal y agrupados en seis camisas concéntricas. Para realizar estos tubos fue
necesario fabricar un horno de 35 metros, ya que no existen versiones comerciales de semejante tamaño.
Para regular la reacción, en un reactor tradicional PWR se utilizan barras de control accionada por
mecanismos eléctricos desde afuera del recipiente de presión, que absorben los neutrones libres y
detienen la reacción en cadena. En el caso del CAREM, hay dos sistemas de control, y están adentro del
recipiente de presión y accionados por mecanismos hidráulicos.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Seguridad
El primero es el Sistema de Ajuste y Control, que son un conjunto de barras que son
mantenidas en su posición por la presión de agua inyectada desde afuera del recipiente de
presión. Se trata de barras con una superficie dentada para que puedan subirse o bajarse de a
un diente por vez para ajustar la potencia del reactor.
El segundo sistema es el de Extinción Rápida, que son barras lisas que ante la pérdida de
presión de agua inyectada caen por la fuerza de gravedad en dos segundos y son utilizadas
para hacer paradas de emergencia. En ambos sistemas, las barras son mantenidas en su
posición por la presión del agua, por lo que ante una falla de las bombas o de falta de energía
caen de manera automática para apagar el reactor sin necesidad de acción por parte de
operadores.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Seguridad
En caso de que las barras estén trabadas y no caigan por efecto de la gravedad, la seguridad
está reforzada con otros sistemas de extinción que también trabajan por principios físicos y no
necesitan de acciones por parte de operadores. En caso de que no pudiera extraerse el calor
por los generadores de vapor se producirá un recambio del agua que está adentro del reactor
con agua de unas piletas que se encuentran dentro del edificio de contención y por encima del
reactor. Esta circulación también trabaja por diferencia de altura y haría que el vapor ingrese a
estas piletas mientras que el agua de refrigeración caería dentro del reactor bajando su
temperatura.
Un segundo sistema de seguridad consiste en una solución borada que se encuentra en tanques
a diez metros de altura sobre el reactor y que, en caso de un accidente mayor, será empujada
por el vapor y también caerá dentro del reactor sin necesidad de acción humana. Esta se
considera una medida extrema ya que una vez que esa solución está adentro del reactor no
puede volver a encenderse hasta no ser desarmado y realizada una limpieza completa.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Seguridad
En el caso de una pérdida del agua del circuito primario, hay un tanque externo con una
cantidad de agua similar a la del reactor, que por una diferencia de presión rompería un
conducto sellado con ese objetivo que insertaría toda el agua adentro del recipiente de presión.
En caso de que esta reserva líquida también se pierda, se podría inyectar dentro del reactor
agua desmineralizada disponible en depósitos dentro del predio o bien recurrir a agua de río,
como último recurso.
En caso de que el núcleo se pudiera haber fundido, lo que se busca es que no rompa el
recipiente de presión, por lo que la construcción contará con aspersores que lo rociarán para
bajar su temperatura y que no haya escapes del núcleo.
Reactor Nuclear Argentino CAREM
En la construcción del CAREM participan, además de la CNEA y CONUAR, Techint (obra civil, con un
contrato de 1148 millones de pesos), la rionegrina INVAP (responsable del diseño del reactor), Siemens
(turbina generadora), Tecna (ingeniería y desarrollo de equipos) e IMPSA (vasija y generador de vapor).
Se estima que la vida útil de este tipo de centrales sería de 30 años, como sucede con otras como
Embalse y Atucha, período tras el cual podría hacerse una extensión de vida mediante el cambio de
algunos componentes.
Una posible falta de continuidad en los proyectos genera la pérdida de recursos humanos altamente
especializados que resultan muy difíciles de volver a conseguir. “Cuando se relanzó el proyecto CAREM, en
2008, hubo que salir a contratar venerables ancianos experimentados por que no había mucha gente con
experiencia”, se escuchó durante una presentación y se comentó el caso de Eduardo Díaz, jefe de Puesta
en Marcha de Atucha I y de Embalse, que con más de 80 años viajaba cada dos semanas desde Córdoba
a Buenos Aires para capacitar a los gerentes más jóvenes.
ES FUNDAMENTAL DEFINIR POLITICAS DE ESTADO COHERENTES Y QUE NO ESTEN
SOMETIDAS A LOS VAIVENES DE LOS CAMBIOS POLITICOS
¿Cómo estamos en Argentina?
 CAREM-25 (3D) – YouTube
 “el reactor argentino de investigación Carem tiene refrigeración por convección natural: una innovación
de seguridad muy importante dado que no necesita electricidad para ese fin. En algunos de los nuevos
diseños de reactores de potencia se intenta implementar la misma estrategia”. Guillermo Mattei, revista
Exactamente
Reactor Nuclear Argentino CAREM
Estado de avance de las obras de construcción del Reactor CAREM en Lima Pcia. de Buenos Aires
(Estimado en un 60% a Agosto 2020)
Bibliografía
 ¿Hay que temerle a las centrales energéticas atómicas? Autor: Mariana Gonzalez, especialista en
Computación Científica, Fac. Ciencias Exactas UBA. MBA, ITBA.
 Auge de las Centrales Atómicas en el mundo emergente. Los Andes, sup. Económico 5/10/14.
 El síndrome de Santa Clara del Mar, Autor: Guillermo Mattei, 8/2/12, revista Exactamente, Fac. de
Ciencias Exactas U.B.A.
 ¿Cuáles son los nuevos reactores del futuro? Foro de la industria nuclear española.
 CAREM, el reactor modular. Noticias Nucleares, C.N.E.A.
 Centrales de Energías Renovables. Editorial Pearson - Prentice Hall.
 Ventajas y desventajas de la energía solar – Aquae Fundación.
 Energía solar: una estafa renovable - YouTube