La energía nuclear, ayer y hoy

En la década de 1930 ya se conocía con bastante exactitud la estructura del átomo: un núcleo central integrado fundamentalmente por partículas de gran densidad (protones, con carga eléctrica positiva, y neutrones, sin carga) rodeados por partículas muy pequeñas (electrones, con carga eléctrica negativa). Se sabía que, en el centro de las estrellas, a presiones y temperaturas elevadísimas, tenía lugar la integración entre sí de elementos ligeros, empezando con el hidrógeno, en otros progresivamente más pesados, con gran desprendimiento de energía: la fusión nuclear, en que una pequeña proporción de la masa (m) se había convertido en energía (E) de conformidad con la ecuación de equivalencia de Einstein E=mc², en la que c es la velocidad de la luz. También se conocía el fenómeno inverso: si se conseguía partir el núcleo de un elemento muy pesado (por ejemplo, el uranio) mediante el impacto de neutrones a elevada velocidad, también una pequeña parte de la masa se convertía en energía: la fisión nuclear.

Hacia finales de los años 30, el ambiente internacional conflictivo llevó a que las investigaciones en este campo se orientaran hacia el desarrollo de armas para la guerra, primero en Alemania y después en EEUU. Solo al terminar la contienda, en 1945, se abordaron otras aplicaciones: en los EEUU para la propulsión naval militar, primero; y, de ahí, para la generación comercial eléctrica. La primera central nuclear en ese país, Shippingport (Pennsylvania), de 60 MWe, en operación a partir de 1958, era una adaptación del reactor previsto para un portaviones. En 1953, el Presidente Eisenhower, en su declaración ante la asamblea general de la ONU bajo el lema Átomos para la Paz, anunció una apertura de información en este campo para que otros países, bajo ciertas condiciones, pudieran beneficiarse de las aplicaciones pacíficas de la tecnología nuclear.

En España, en 1954 se creaba la Junta de Energía Nuclear (JEN); y a principios de los años 60, el Sector Eléctrico, con el apoyo de la Administración Pública, ya planeaba la ejecución de centrales, empezando por las de Zorita, Garoña y Vandellós I, contratadas "llave en mano" sucesivamente a partir de 1964. En base al éxito de esa primera fase del programa, entre finales de 1971 y mediados de 1972, se contrataron las 6 primeras grandes unidades de 930 MW, abandonando el sistema "llave en mano" en favor de otro "por componentes". Ahora se adjudicaban al Suministrador Principal solo los equipos y sistemas principales (20% de la inversión total), asumiendo la empresa eléctrica Propietaria el resto de la central (80%), que iría contratando con otras empresas, preferentemente españolas. El nuevo sistema, bajo la tutela de la Administración Pública, potenció la transferencia de tecnología y la participación nacional de manera espectacular. El mundo empresarial español respondió con entusiasmo, tratando de aprovechar una oportunidad que en aquellos momentos parecía extenderse a largo plazo. Por su parte, la Administración Pública promovió la creación de instituciones y empresas muy especializadas propias del campo nuclear: El Organismo Regulador (Consejo de Seguridad Nuclear), ENSA (fabricante del equipo principal), ENUSA (combustible nuclear) y ENRESA (residuos nucleares).

Al inicio de la década de los 70, se construían numerosas centrales nucleares en los EE.UU. y también en otros países, mientras los Organismos Reguladores, bajo el liderazgo de la Nuclear Regulatory Commission (EE.UU.), revisaba y ampliaba de manera permanente los requisitos aplicables. De este modo, la industria nuclear se vio impulsada a participar como punta de lanza en desarrollos tales como: códigos y normas industriales más estrictos, sistemas de cumplimiento con la calidad (Garantía de Calidad), herramientas avanzadas de cálculo para el estudio y prevención de accidentes severos, programas de diseño gráfico de 2 y 3 dimensiones, y potentes bases de datos. Estos desarrollos se fueron asumiendo por otras áreas industriales como, Aeronáutica, Espacio, Defensa, Automóvil, entre otras, que también contribuyeron al cambio. La existencia en España de un programa nuclear importante en aquella época, trajo consigo que nuestra industria se uniera a ese proceso: en el plazo de unos 10 años se había completado la transferencia de tecnología, consiguiendo una participación nacional del 85% en las últimas centrales. El caso de España fue un ejemplo que recabó el interés de muchos países: en 1985 se celebró en Madrid el Tercer Congreso Internacional de Transferencia de Tecnología Nuclear.

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A partir de la segunda mitad de los 70, la construcción de centrales nucleares experimentó problemas de fuertes retrasos e incrementos de costos, derivados fundamentalmente de la complejidad creciente de los proyectos y de los continuos cambios exigidos por los organismos reguladores. Adicionalmente, los movimientos ecologistas se mostraron progresivamente más combativos en contra de la energía nuclear. El resultado de todo ello fue la paralización de los programas en diversos países, incluyendo, a veces, proyectos en avanzado estado de ejecución. En España se decretó la Moratoria Nuclear en 1983, cancelando 4 unidades casi terminadas y otras en estados iniciales: en total unos 30.000 millones de euros a costos actuales, que se han venido repercutiendo durante años en el "recibo de la luz".

La situación actual

En los 40 años transcurridos desde mediados de los 80, en que se paralizaron los programas nucleares en diversos países, y la actualidad, se han producido una serie de hechos, que han llevado a reconsiderar la opción nuclear:

• Un mejor conocimiento del mecanismo del "cambio climático" lleva a la necesidad de ir prescindiendo de los combustibles fósiles con rapidez (las nucleares no emiten CO₂).
• Se han desarrollado a gran escala fuentes de energía alternativa (eólica y fotovoltaica, fundamentalmente), que resuelven una parte importante de la demanda eléctrica; pero no son gestionables: solo funcionan cuando hay viento o luce el sol.
• Están surgiendo industrias que demandan energía eléctrica en grandes cantidades, de manera permanente y sin interrupciones. Un ejemplo, entre otros, son los Centros de Datos, impulsados especialmente por el desarrollo de la Inteligencia Artificial (IA).
• La electricidad representa solo el 20% del consumo energético global, por lo que para reducir el uso de combustibles fósiles es necesario electrificar procesos industriales, de transporte y domésticos. También se requiere disponer de fuentes de calor que no emitan CO₂: el hidrógeno verde y la energía nuclear son soluciones potencialmente viables.
• La guerra de Ucrania ha puesto de manifiesto los peligros de una dependencia excesiva de suministros energéticos externos: el gas de Rusia.

Las centrales nucleares en el mundo (450 unidades en la actualidad) han funcionado con elevados niveles de seguridad durante décadas. Se han venido actualizando de manera permanente, lo que ha permitido que se proceda en muchos países a extender sus licencias de operación a largo plazo, más allá de los 40 años inicialmente previstos. En los EE.UU. la mayor parte del parque tiene ya licencia para operar 60 años, y 9 de ellas la han obtenido para 80, entre las que se encuentra North Anna, la que fue Referencia de las cuatro unidades de Almaraz y Ascó. Es cierto que en este periodo tuvieron lugar tres accidentes, pero en dos de ellos los sistemas de seguridad funcionaron evitando emisiones incontroladas peligrosas. No así en Chernobil, en la Antigua Unión Soviética, donde circunstancias muy particulares del país y del régimen hicieron posible el accidente: todas las unidades de esa tecnología fueron cerradas y el diseño abandonado. Está, por otro lado, el tema de los residuos. A este respecto, la industria nuclear es la única que controla y confina todos sus residuos. Los de alta actividad están constituidos, fundamentalmente, por el combustible gastado: existen ya técnicas probadas, absolutamente seguras, para su almacenamiento, primero temporal, y después, definitivo. Adicionalmente, el combustible gastado es en realidad un recurso recuperable para multitud de aplicaciones en el futuro.

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En la actualidad se trabaja intensamente en el desarrollo de la tecnología de fusión nuclear y en diversas alternativas de fisión. En fusión, hay varios proyectos en marcha, el más importante de los cuales es el ITER, de carácter multinacional, en construcción en Francia. Se trata de un gran proyecto, con un presupuesto que supera ya ampliamente los 30.000 millones de euros, orientado a demostrar la posibilidad de mantener y controlar el proceso de fusión, que es el problema por resolver. En ese proyecto participan diversas empresas españolas, en muchos casos en temas relevantes. Es una excelente solución, sin problemas de combustible ni riesgo de accidentes severos y con escasa producción de residuos radiactivos, pero su viabilidad técnica y comercial es todavía incierta, y ello a medio o largo plazo. Conviene mantener el desarrollo de la fisión, donde hay un abanico de soluciones potenciales interesantes en las áreas desarrolladas hasta el momento y también con nuevos ciclos, incluyendo reactores reproductores (que extienden considerablemente la utilización del combustible), uso del torio como combustible (hay tres veces más recursos de torio que de uranio), de alta temperatura refrigerados por gas, así como otros por sales o metales pesados (plomo) fundidos. Existen líneas de desarrollo orientadas a generación eléctrica, pero también a la producción de calor en rangos de baja, media y alta temperatura, idóneos para actividades, desde la calefacción urbana, hasta los altos hornos de acero; incluyendo, entre otras muchas aplicaciones, la producción de hidrógeno verde.

Se mantienen en el mercado los grandes reactores del pasado, entre 1.000 y 1.600 MWe, pero se ha puesto en marcha un nuevo tipo de reactores modulares de pequeño tamaño (entre 10 y 350 MWe) denominados genéricamente SMR (Small Modular Reactors), de los diversos tipos y aplicaciones señalados, así como los Micro-SMR (entre 1,5 y 5 MWe). Uno de los objetivos es tratar de resolver los problemas de incumplimiento de presupuestos y plazos de ejecución del pasado: se trata de poder construirlos en serie, con diseños estables certificados, totalmente (para los más pequeños) en fábrica, y parcialmente (en módulos) para el resto. En la actualidad existen unos 70 tipos distintos de SMR en distintas fases de desarrollo para diversas aplicaciones. Los hay que pueden funcionar sin recarga de combustible durante 20 años. Evidentemente, está por ver el éxito de la opción SMR: cuántos de ellos y cuales salen adelante. El nuevo interés por la fisión ha traído también consigo fondos para el estudio de actividades relacionadas con la radiactividad, entre las que se encuentran pequeñas baterías de larga duración, 50 años y más (hay ya algún prototipo en China), y nuevos radioisótopos para aplicaciones médicas.

El cierre de las nucleares en España

En España disponemos de un parque nuclear constituido por 7 grandes unidades de unos 1.000 MWe, que vienen aportando alrededor del 20% de la demanda y algo más de 7 GWe de potencia. Todas ellas están plenamente actualizadas y según el World Association of Nuclear Operators, se encuentran entre las que han operado con mayor eficiencia del mundo. Aportan estabilidad a la Red, cuya necesidad quedó de manifiesto con motivo del Apagón del pasado 28 de abril. Sus homólogas en los EE.UU. tienen ya licencia para operar 80 años. Su sustitución por eólica y fotovoltaica, tal como está previsto, implica la construcción de 33 GWe de esas renovables, además de un volumen importante de redes inteligentes y sistemas de almacenamiento (centrales reversibles de bombeo y baterías), todo ello con una inversión, innecesaria, de más de 60.000 millones de euros, que se repercutirán ineludiblemente, de nuevo, en el "recibo de la luz".

El abandono de la energía nuclear en España, tendrá un gran impacto en nuestra economía en general y sobre nuestra industria y su futuro en este campo, precisamente en un momento en que se reactiva con fuerza en todo el mundo. No parece razonable ser el único país en el mundo que en estos momentos cierra sus centrales nucleares, y abandona un campo tan prometedor en un sector tan importante para el desarrollo económico como es la energía.