Desde la ciencia hasta la ética aplicada

Japón, emergencia nuclear: reflexiones de la academia

Japón, emergencia nuclear: reflexiones de la academia
Profesor titular de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la U. de Chile, Patricio Cordero.
Profesor titular de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la U. de Chile, Patricio Cordero.
Hugo Arellano, académico también de la FCFM, PhD en Física de la University of Georgia (EE.UU.) .
Hugo Arellano, académico también de la FCFM, PhD en Física de la University of Georgia (EE.UU.) .
Profesor Roberto Román, Prof. Asociado de la FCFM.
Profesor Roberto Román, Prof. Asociado de la FCFM.
El Centro de Estudios de Ética Aplicada emitió una Declaración Pública en la materia.
El Centro de Estudios de Ética Aplicada emitió una Declaración Pública en la materia.

El pasado viernes 18 de marzo Chile firmó con Estados Unidos un memorando de entendimiento sobre cooperación en materia nuclear, que implica -según enfatizaron las autoridades de gobierno- promover avances en el conocimiento para desenvolverse en tecnología y ciencia a la altura de las necesidades del presente siglo.

Esta iniciativa ocurría a tan sólo siete días de la tragedia humana acontecida en Japón, producto de la catástrofe natural que, al cierre de esta edición, no sólo ha cobrado más de 21 mil vidas humanas y personas desaparecidas, sumado a la destrucción natural y material, también ha puesto en alerta al planeta por la emergencia nuclear, despertando en Chile el debate en la agenda pública donde la comunidad ha conocido a través de los medios diversas opiniones.

Al respecto, el profesor titular de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la U. de Chile, Patricio Cordero, envió una carta al director que fue publicada por el diario La Tercera el domingo 20 de marzo, dando sus impresiones del caso.

"Es natural que el ciudadano común se atemorice ante la perspectiva de que nuestro país construya una planta nuclear de potencia, pero me parece irresponsable que líderes políticos nacionales emitan opiniones sin informarse suficientemente sobre el tema", expresó.

El académico arguyó que "la ingeniería nacional es de gran calidad" y domina soluciones estructurales "flotantes" que pueden soportar sismos mayores que aquel de la intensidad máxima registrada en la historia de la sismología (Valdivia 1960, magnitud 9,5).

"La crisis nuclear actual no se gatilló porque se haya quebrado la estructura de la planta, sino por una falla inaceptable del diseño: al cortarse la electricidad el sistema de refrigeración -absolutamente necesario-, se detuvo". Y agregó: "Nunca se debiera permitir la construcción de una planta nuclear que no tenga sistemas autónomos (sin electricidad e incluso sin humanos) redundantes que bajen a un nivel mínimo las reacciones nucleares y así impidan un recalentamiento".


Vulnerabilidad de los equipos

En tanto, el profesor Hugo Arellano, académico también de la FCFM, PhD en Física de la University of Georgia (EE.UU.) escribió para el portal de su Facultad su mirada frente a este escenario de emergencia.

"En relación al accidente nuclear, lo que me sorprende notablemente es la vulnerabilidad de los equipos de enfriamiento del reactor una vez que fue apagado. Cuando se ‘apaga' un reactor siguen habiendo reacciones nucleares, pero con liberación de energía a una tasa considerablemente menor, aunque no nula. Es entonces cuando entran en operación dispositivos de enfriamiento, los cuales pueden ser activos o pasivos. Lamentablemente para las plantas de Fukushima, diseñadas en la década de los 60's, éstas eran activas y fueron severamente dañadas con el tsunami. Las consecuencias de esta imprevisión están a la vista".

"Para complicar las cosas, continúa, con los reactores sobrecalentados es muy posible que zirconio en el reactor haya reaccionado químicamente con agua a muy alta temperatura, conllevando a la producción de hidrógeno. Aparentemente fue la liberación de este gas la causa de esas espectaculares explosiones (químicas) que se ven en las noticias. A pesar de esto, no hay indicación de daño en el contenedor del reactor: éste respondió al terremoto, tsunami y explosión".

"Volviendo a nuestro meridiano, el accidente nuclear de Japón renueva la discusión sobre la opción nuclear como una fuente de energía en la matriz de nuestro país. Ello para responder a proyecciones de crecimiento que extrapolamos para diez a veinte años.

"Aquí me detengo en dos consideraciones. Por una parte, teniendo en cuenta lo que conocemos de Chile con su loca geografía, ¿hasta qué punto somos capaces de predecir el comportamiento de las estructuras en megaproyectos y su impacto en el entorno? o ¿en qué medida estamos dispuestos a asumir gastos a corto plazo para no tener que pagarlos multiplicados ante catástrofes? La ingeniería ha sido capaz de responder con creces a muchos desafíos puestos por la naturaleza, sin embargo, es la economía mal entendida la que nos acarrea problemas.

"El otro elemento, ya más de fondo, es esta supuesta correlación entre crecimiento y energía. China crece y crece, para lo cual requiere de mucha energía. Todas las naciones hacen lo mismo. Así, ¿podremos conciliar bienestar sin autodestrucción?", se pregunta el académico Hugo Arellano.

¿Energía Nuclear para Chile? ¡¡No, por favor!!

Una mirada más enfática tiene el profesor Roberto Román, Prof. Asociado de la FCFM.

"Las malas noticias se han mantenido toda la semana sobre la crisis nuclear en Japón. La central Fukushima tiene 6 reactores, todos están con problemas. En tres de ellos ya han ocurrido explosiones y el cuarto reactor está también inhabilitado. De los 54 reactores en operación en Japón, 14 están fuera de combate por efecto del terremoto y tsunami.

"Lo más increíble es que en la mitad de una crisis aún en pleno desarrollo, que claramente es más grave que "Three Mile Island" y minuto a minuto se está acercando (y quizá sobrepase) lo que ocurrió en Chernobyl, en nuestro país aún hay personas que ven en la energía nuclear una opción viable.

"Al final de la nota me referiré al tema de la seguridad. La misma es el último clavo en el ataúd que debería enterrar a la energía nuclear como opción energética para Chile. Pero primero aclaremos algunos mitos:

• La energía nuclear es barata: esto es totalmente falso. A pesar de los enormes subsidios que ha recibido la industria nuclear en el mundo, el costo real de la energía es mayor que otras opciones. Claramente mayor que la geotermia y energía eólica. Solo levemente más barata que las nuevas plantas solares. Mucho más cara que el carbón o las centrales a gas de ciclo combinado. Si fuera cierto que la energía nuclear es barata, la cantidad de plantas que existen en el mundo sería mucho mayor que las que en verdad hay (solo hay 442 reactores en operación en todo el planeta). Más aún, la razón por la cual se trata de extender la vida útil de reactores antiguos más allá de su período de licenciamiento es por el altísimo costo de los reemplazos. No existe país en donde la industria nuclear se haya desarrollado solo por iniciativa de mercado. Aquellos países en que es un recurso importante (Francia, Japón), la decisión ha sido estratégica. Estudios del MIT del 2009 (que otros expertos consideran demasiado optimistas) fijan el "overnight cost" de una central nuclear en sobre los US$3500/kW

• Las plantas nucleares son confiables: el lobby nuclear siempre dice que el factor de planta de las centrales es muy alto, típicamente sobre el 85 a 90%. Bueno, la realidad es bastante más pobre. Invito a los lectores a visitar el sitio Web de la Agencia Atómica Internacional (www.iaea.org) y allí acceder a la base de datos de las centrales. Hay estadísticas país por país y central por central. Las mejores centrales efectivamente tienen factores de planta entre 80 y 90%, pero demasiadas tienen valores mucho más bajos. Las canadienses son mediocres, las japonesas, en especial las con tecnología de agua hirviendo en el reactor (como Fukushima) tienen factores de planta en torno al 60%, y los reactores Phénix y Súper Phénix (de tecnología breeder) han sido estruendosos fracasos con 40% y 7,7% respectivamente. A nivel mundial el factor de planta es de 77%.

• La tecnología nuclear está mejorando: la tecnología nuclear que hoy existe y es relativamente confiable es solo la de reactores de agua a presión (PWR). Es la misma que hace 50 años, con mejoras de diseño pero sin mayores cambios. La diferencia es que, debido a los mayores niveles de seguridad que se exigen, los costos por kW instalados superan largamente los US$5000 a 7000. Incluso los nuevos European Power Reactor (llamados de "tercera generación") que están en construcción en Finlandia y Francia ya han superado los US$10.000/kW y aún no están terminados. A modo de comparación, la energía geotérmica tiene costos entre US$3000 y 4000/kW, con factores de planta de 90% y cero gasto de combustible y las nuevas plantas solares están con valores en torno a US$5000/kW con factores de planta de sobre 60%. Lo increíble es que el "corazón" de esta tecnología no ha variado en más de 50 años. Las centrales de "cuarta generación" que se asegura serán económicas, confiables, baratas y menos contaminantes, aún son un espejismo que tiene al menos 20 a 30 años de desarrollo por delante.

• La tecnología nuclear no produce gases efecto invernadero: esto es relativamente cierto solo en la fase de operación de las centrales. Pero no lo es en la extracción, concentración y fabricación de combustible y claramente tampoco en la etapa de manejo de desechos de las plantas. Los estudios más recientes muestran valores comparables a plantas de gas de ciclo combinado y más altos que geotermia, solar y eólica. La tecnología nuclear es una de las muy pocas tecnologías que al momento de desmantelar las plantas requieren grandes inversiones y precauciones. Con otras tecnologías, lo típico es que uno puede al menos recuperar el valor de chatarra de los componentes.

"En el caso de Chile, tenemos abundantes recursos renovables. En Geotermia hay más de 3000 MW identificados y el potencial sobrepasa los 16.000. Es decir podríamos duplicar nuestra capacidad solo por geotermia. En cuanto a energía solar, somos claramente el país del mundo con mejor recurso solar. Con una superficie de 20 por 20 km podríamos generar la misma energía que hoy produce el SIC. Una planta solar que hoy opera en España produciría 30 a 40% más energía en Chile.

"Todas las soluciones renovables son modulares y en escalas más razonables (las plantas de geotermia están entorno a los 20 a 40 MW y un campo llega hasta los 200 a 300 MW. Las solares están de 20 a 50 MW en cada unidad y pueden ponerse muchas en paralelo). En cambio las plantas nucleares tienen potencias en torno a los 1000 MW (el Sistema Interconectado Central tiene hoy una potencia en torno a 10.000 MW), así que una falla en una central es un evento que haría colapsar la red.

"Todas las razones anteriores son más que suficientes para descartar el uso de energía nuclear en Chile: tenemos mejores opciones, más económicas y más sustentables. Y esto es algo con lo cual muy pocos países cuentan.

"Pero ahora veamos el tema de seguridad.

"Los reactores de Japón fallaron pues con el sismo y maremoto, los sistemas de refrigeración fallaron. Un reactor nuclear, a diferencia de una planta generadora común, sigue generando calor aún cuando la planta está detenida. Según la información disponible un 6% de lo que genera a plena carga. Una planta de 1000 MW eléctricos debe generar como 3000 MW de calor para producir esa electricidad. Así que cuando está "detenida" aún hay que disipar 180 MW de calor. Esto es una cantidad enorme.

"Cualquier falla de las bombas de enfriamiento o el sistema de refrigeración hace que el núcleo comience a fallar y las cápsulas de combustible a caer al fondo del recipiente a presión. En un caso extremo se puede producir un "meltdown" que es la fusión total o parcial del núcleo. En tres reactores de Fukushima esto ya ha ocurrido a nivel parcial. Si no se logra refrigerar y finalmente detener la reacción, entonces se puede fundir el recipiente a presión y el material radiactivo salir al medioambiente. Aquí hay una mezcla muy terrible de materiales a alta temperatura, agua e hidrógeno. Es muy probable una explosión que esparza el material en una gran nube radiactiva. Es lo que ocurrió en Chernobyl. Es lo que claramente puede ocurra en Japón.

"Además cada uno de los reactores tiene en su edificio grandes piscinas (de más de 15 metros de profundidad) donde se almacena el combustible "usado". El mismo sigue generando calor y radiactividad. Estas piscinas deben también ser enfriadas. La masa de combustible nuclear que está en esas piscinas es mucho mayor que la que está dentro de los reactores. Varias de las explosiones se han debido a desprendimiento de hidrógeno y oxígeno en esas piscinas.

"Y todos los reactores de Japón tienen esas piscinas con material radiactivo al lado del reactor principal.
Y todos los reactores del mundo también tienen esas piscinas a su lado.

"Las agencias ya reportan altos niveles de radiación entre Fukushima y Tokyo.

"La mezcla explosiva se originó por un sismo de magnitud 9, más plantas nucleares ubicadas muy cerca del mar, una falla masiva de la red eléctrica del país y un maremoto.
Salvo las plantas nucleares, este escenario es típico de Chile. Es un evento que ocurre al menos un par de veces por siglo.

"Con todos estos antecedentes, ¿optaría usted por energía nuclear para Chile?"

El tema nuclear es un aprendizaje

El profesor Rubén Boroschek, académico del Departamento de Ingeniería Civil de la FCFM, vivió el terremoto en Japón pues había sido invitado por la Agencia de Ciencia y Tecnología y la Agencia de Intercambio de Japón para dictar una charla en la U. de Chiba sobre la experiencia chilena en el terremoto del 27/F.

Dentro de la experiencia y reflexiones compartidas al portal de la Facultad de la FCFM, el académico también se refirió a la crisis nuclear.

"La emergencia nuclear en la planta de Fukushima, declarada tras el terremoto del pasado viernes, es una alerta que debieran considerar los países como Chile que están analizando la posibilidad de incorporar esta fuente energética, señala el Dr. Rubén Boroschek: "El tema nuclear es un aprendizaje. Japón ha tenido una serie de inconvenientes, a pesar de su cultura de prevención y orden. Entonces qué quedaría para países como el nuestro, en el que tendríamos una central que ante un gran terremoto pudiese quedar inhabilitada, dejando un gran vacío energético", concluye.

El Centro de Estudios de Ética Aplicada también se pronunció

Pero no todas las reflexiones en torno a este emergencia nuclear nacen desde las disciplinas de las ciencias exactas. Desde la Facultad de Filosofía y Humanidades de la Universidad de Chile, los académicos expresaron su postura a través de una Declaración Pública ante el acuerdo de cooperación en materia de energía nuclear.

"En relación con la inminente posibilidad de suscripción de un acuerdo de cooperación internacional en materias de energía nuclear por parte de nuestro país, el Centro de Estudios de Ética Aplicada de la Facultad de Filosofía y Humanidades de la Universidad de Chile expresa su decidido rechazo respecto de cualquier iniciativa que tienda a fortalecer la implementación y el desarrollo de actividades que pongan en riesgo la calidad y la continuidad de las diversas formas de vida.

Los recientes acontecimientos suscitados con ocasión del devastador terremoto que asoló al territorio japonés, han demostrado que el recurso al empleo de energía nuclear para la generación eléctrica implica riesgos de muy difícil administración, cuyas consecuencias -sobre todo en caso de desastres como los ocurridos hace unos días- son ciertamente imprevisibles, y que no hay fundamento alguno que pueda asegurar su completa inocuidad.

Afirmamos que el deber del Estado es propender al desarrollo del país impulsando sólo aquellos proyectos que situándose más allá de los intereses individuales, particulares o sectoriales -sean estos económicos o políticos-, contemplen la seguridad y el bienestar general de la población, previniendo con sensatez cualquier posibilidad de que las medidas y decisiones adoptadas se reviertan lesivamente en contra de los intereses superiores de la nación, en un marco de absoluto reconocimiento de derechos y respeto por las personas.

Estimamos que la implementación de estrategias de desarrollo basadas en el empleo de energía nuclear es incompatible con la búsqueda de preservación de una vida humana digna sobre la Tierra, porque arriesga indefectiblemente la existencia de la población mundial actual y compromete las condiciones de subsistencia de las generaciones futuras, que podrían recibir un medio ambiente destruido de modo irreversible.

Esperamos que las autoridades de nuestro país asuman a cabalidad su tarea histórica y dirijan todo su esfuerzo político y moral a fomentar el desarrollo de otros tipos de energías, verdaderamente limpias y enteramente sustentables, que no pongan en riesgo ni a los chilenos de hoy ni a los que ocuparán nuestro territorio el día de mañana".