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Salomón Llanes, Jesús

Doctor en Ciencias Técnicas y Msc en Instalaciones Energética y Nucleares. Graduado de ingeniería Eléctrica. Profesor Titular del Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas (InSTEC) con más de 25 años de experiencia en sector industrial y más de 20 años en docencia. Fue Tecnólogo Principal de Proyecto para la Central nuclear de Juraguá y Especialista Principal de Seguridad Nuclear en la dirección de Inversiones del Ministerio de la Industria Básica.

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Ha impartido más 65 cursos en actividades de pregrado y postgrado, de estos más de 20 en actividades de postgrado y cursos de extensión en exterior (Venezuela, Brasil y México) en temas relacionados con la confiabilidad, Riesgo y Seguridad de la Industria. Fue coordinador de una maestría en Cuba y una especialidad en Venezuela. Actualmente continúa sus investigaciones en el desarrollo software relacionados con los análisis de seguridad para diferentes sectores de la economía en la línea de investigación de los Monitores de Riesgo. Ha sido tutor de más de 120 tesis de trabajos en los diplomados de Seguridad de la industria en la Escuela de Cuadros del Ministerio de la Industria Básica, tutor de más de 19 tesis de maestría y 12 tesis de doctorados. Actualmente coordina un Postdoctorado en el tema de Riesgo ante el derrame de hidrocarburo como presidente de ese claustro de profesores.

Participó en la ejecución de la primera evaluación de riesgo preoperacional de la CEN de Juraguá. Tiene 6 registros de autor de software vinculado con los análisis de Riesgo Industrial, más de 143 publicaciones científicas y ha participado con ponencias en 76 eventos científicos. Es autor y coautor de tres libros publicados en Venezuela. Ha recibido diferentes reconocimientos al nivel de organismo tanto en el sector de la Educación como de la Industria. Recibió en Venezuela la orden de Primera Clase entregada por la Universidad de la UGMA. Ha recibido otros reconocimientos como profesor por su Universidad y otras organizaciones nacionales. Es fundador y presidente de la Cátedra de Seguridad y Riesgo de Cuba y es el presidente de la sección de seguridad ante derrames hidrocarburos del Instituto Panamericano de Ingeniero Navales Capitulo CUBA . A partir de 2013 es profesor principal y Profesor consultante 2014.

Libros publicados como autor o coautor:

-Análisis de Riesgo industrial.

-Confiabilidad y Disponibilidad de Sistemas industriales.



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Electronucleares, fuente ilimitada de energía

Por Jesús Salomón*

 

Polémica aún, la energía nuclear despierta  hoy creciente interés, lo cual se aprecia, en estos momentos, en el funcionamiento en el mundo de 442 electronucleares y 66 de ellas en fase construcción, especialmente en países en desarrollo. Sobre la importancia de este tipo de fuente, baste señalar que Japón aseguró -en fecha reciente- que no puede prescindir de este tipo de energía.

Desde hace miles de años se ha soñado con la obtención y utilización de una fuente ilimitada de energía, una necesidad -y preocupación- que no siempre ha revestido en el pasado, presente y futuro, la misma intensidad y dependencia para la vida y  desarrollo de la existencia del hombre.

La aparición de cada nueva fuente de energía no implicó necesariamente la reducción drástica o desaparición de las anteriores, aunque siempre estuvo presente un límite superior bien definido en las reservas potenciales existentes.

 

La conciencia colectiva sobre la energía despertó de la forma más simple su obtención y uso, basados inicialmente en la  recolección de las brasas restantes tras los incendios naturales, provocados por los rayos y otros eventos, como parte de un proceso lento, lógico y  natural de desarrollo, iniciado hace unos 400 mil años: la conservación y traslado del fuego  hasta las cavernas o el territorio donde habitaban nuestros antepasados.

El fin era obtener calor para protegerse del frío nocturno en las cruentas temporadas de invierno, la cocción de los alimentos, y el aprovechamiento de la luz de la llama para alumbrase,  alejar a los animales salvajes, así como perfeccionar los aperos  útiles para la caza. 

Hace poco más de 10 mil  años se inicia una espiral en ascenso: la independencia del hombre de los fenómenos naturales como el rayo, las erupciones volcánicas y otros sucesos, para lograr la obtención y uso de la energía con una mayor abundancia y autonomía. La historia es fiel testimonio de esta etapa de desarrollo hasta nuestros días, que abarcó desde formas más simples y únicas, hasta las más complejas y diversas  formas actuales de producción.

En ese largo recorrido ha existido una amplia gama de obtención y empleo de la energía, en sus diferentes escalones de desarrollo, a partir las fuentes  más simples de calor y energía mecánica.

La leña, la tracción animal, el viento, la hidráulica, la geotérmica, el carbón, el petróleo, las olas, las mareas, las corrientes marinas, el gradiente térmico de los mares, la energía solar, la fotovoltaica y, por último la  nuclear, son las fuentes descubiertas en las distintas etapas históricas, que abrieron un nuevo camino hacia el desarrollo sostenido, en la espiral de la evolución de la humanidad.

Para el hombre, la aparición de cada nueva fuente de energía no implicó necesariamente la reducción drástica o desaparición de las anteriores. Empero, siempre estuvo presente un límite superior bien definido en las reservas potenciales existentes de cada una las formas convencionales, que no se cumple en el caso específico de la nuclear.

El carbón, el petróleo y el gas son actualmente las fuentes fundamentales de energía que aún sostienen la producción mundial, pero en un futuro no lejano asistiremos al agotamiento paulatino y creciente de sus reservas, lo cual exigirá impostergablemente un cambio de la matriz energética mundial y tomar muy en cuenta las ventajas y potencialidades que ofrece la energía nuclear y todas sus presentes y futuras formas de utilización.

Para comparar el desarrollo de esta fuente, entre las restantes que la preceden, es importante distinguir, estudiar y conocer los atributos o propiedades que la caracterizan por encima de las demás y la convierten en un camino sin fin hacia un desarrollo verdaderamente sostenible, próspero y seguro.

¿Qué atributos o aspectos fundamentales deben tomarse en cuenta para un análisis exhaustivo sobre el beneficio de la utilización priorizada de esta fuente de energía?

En primer orden, en relación con la magnitud y naturaleza de su impacto desde el punto vista ambiental, constituye una fuente de energía que no libera gases de efecto invernadero y tampoco contribuye a la creación de lluvias ácidas, lo cual se fundamenta  en el tipo del proceso de producción de energía obtenido a partir de las reacciones nucleares de fisión y fusión.

Descritas de forma muy breve, se puede decir que la fisión nuclear es aquella reacción que ocurre cuando un núcleo atómico es divido en dos o varios núcleos ligeros y otros subproductos de esta reacción,  por la acción de una partícula elemental sobre este (ejemplo el neutrón). La fusión nuclear, en tanto,  ocurre cuando varios núcleos se unen para formar uno más pesado.

Un tercio de la energía eléctrica utilizada en Europa se obtiene gracias a la energía nuclear. Hoy día se encuentran en operación unos 442 reactores nucleares en el mundo y se espera que en 2020 esa energía ocupe el cuarto lugar en el aporte de electricidad.

En ambas, la gran energía que se busca obtener radica en la pequeña diferencia de masas de los núcleos que participan. En el caso de la fusión, la diferencia de masa obtenida es mucho mayor que en la fisión.

Se puede afirmar, con respecto al medio ambiente, que la nuclear es una fuente que no contribuye al calentamiento global ni al cambio climático, tomando en cuenta la reducción grande de energía que provoca el consumo de combustibles fósiles en su ciclo de producción.

Este no es completo en su totalidad, al no poderse eliminar ese consumo en el proceso de extracción y transportación de uranio durante la ejecución del ciclo de extracción y procesamiento del combustible, que de una forma u otra están presentes también en todos los ciclos de producción de las otras fuentes de energía.

No obstante, las emanaciones de carbón producidas por el consumo imprescindible para garantizar este ciclo son prácticamente despreciables si se comparan con la magnitud total de energía nuclear obtenida, con respecto a las restantes fuentes de energía.

Actualmente un tercio de la energía eléctrica utilizada en Europa se obtiene gracias a la energía nuclear. Hoy día se encuentran en operación unos 442 reactores nucleares en el mundo y se espera que en el 2020 la energía nuclear ocupe el cuarto lugar en el aporte de electricidad, y una responsabilidad de cubrir el 17 por ciento de la producción global. Para el 2025 se espera tener en funcionamiento el primer reactor de fusión de potencia.

Desde el punto de vista de la economía de escala, se puede confirmar que los costos de la energía se han mantenido en un descenso discreto a lo largo del tiempo, caracterizado fundamentalmente por el aumento constante de la potencia unitaria de las instalaciones, pese a la complejidad de sus procesos productivos, que la encarece con fines de producción de calor y de energía eléctrica. No ha sido esta reducción de los costos más significativa, pues ha estado acompañada también de un incrementorelativo de la componente del costo por el aumento de sus niveles de seguridad.

No obstante, su costo de producción en centavo dólar por KWh es el más barato con respecto al carbón, el gas natural y el petróleo. Sin embargo, el costo de construcción de nuevas unidades rondaría entre los cuatro mil millones de dólares y su desmantelamiento en unos 500 millones, por lo que se necesitan grandes capitales de inversión.

Por otra parte, la histórica polémica alrededor de este tipo de energía ha estado siempre presentea anter la existencia de un temor engendrado en el público y la sociedad en general, a partir del síndrome de Hiroshima y Nagasaki y la enorme injusticia del lanzamiento de las bombas nucleares al final de la II Guerra Mundial, los posteriores años de guerra fría y la carrera armamentista, que empañó durante mucho tiempo la imagen del empleo de la energía nuclear con fines pacíficos.

A pesar de las múltiples barreras físicas de seguridad y de alta selección de personal que labora dentro de estas instalaciones, yace aun en el subconsciente -por intereses propios de grupos específicos de la sociedad-, un cierto rechazo a su empleo, vinculado con hipotéticas acciones directas de terroristas o hechos internos de sabotajes.

Si bien, atendiendo al nivel de protección y medios modernos de vigilancia permanente que poseen estas instalaciones -desde su concepción del diseño hasta la etapa de su cierre definitivo-, los expertos las califican como acciones muy poco probables, incluso considerando aquellas cuya consecuencia sería poco significativa, No obstante, el tema permanece aún en la mesa de debates.

La reserva del combustible nuclear, a partir del uranio que se encuentra en subsuelo económicamente explotable en el planeta, garantiza la producción de combustible de uranio natural, o de uranio enriquecido ,por un número importante de años, que son limitados.

Pero este proceso de producción de energía en los reactores de fisión, tiene la singularidad de que se obtiene plutonio durante la quema del combustible nuclear, un elemento transuránico, que puede ser reutilizado también (después de ser procesado) en las plantas de reprocesamiento del combustible “quemado”.Esta forma garantiza la ampliación de un combustible total empleado.

Es muy importante señalar que se han diseñado reactores reproductores que logran obtener más combustible fisionable del que hoy se utiliza, a partir de uranio no fisionable como elemento fértil, así como el torio, que se transforma en uranio fisionable. Las reservas estimadas de torio superan en cuatro veces las de uranio natural.

El torio tiene la gran ventaja ,como elemento fértil, de que puede ser utilizado íntegramente, mientras que en el caso del uranio no fisionable o fértil, solo una fracción de este es usable. Ambas opciones de reproducción del combustible, alargan su ciclo general por mucho más años y con ello la disponibilidad de energía nuclear, en base solo a la reacción de fisión nuclear.

En cuanto a los desechos radiactivos de estos reactores y de las fábricas de reprocesamiento hoy se avanza en su reducción -de elemento de muy alta radioactividad y larga vida- a elementos radiactivos de baja o media actividad y corta vida.

Es decir la reacción de trasmutación de los elementos permite potencialmente convertir el ciclo, en proceso limpio para la producción de energía y el diseño de este tipo de instalación aporta energía de acuerdo con el tamaño de reactor. Ese proceso es muy seguro, pues la reacción se establece a partir de una fuente externa cuya acción puede ser interrumpida de manera muy simple y segura.

Otra forma exitosa de empleo de la energía nuclear la constituye su uso en el trasporte marítimo, con grandes perspectivas para la navegación. Existen hoy plantas flotantes que pueden suministrar, desde el mar, energía eléctrica a ciudades costeras, islas artificiales con diversos propósitos, así como también abastecer plataformas marinas.

Las variantes de las pilas atómicas (ciclo combinado de uranio ytorio) con período de duración de más de 12 años sin reabastecerse, han sido únicasy muy provechosas, pues pueden instalase en zonas muy apartadas, de difícil acceso para la navegación, en determinado periodo del año, como son los zonas árticas.

En la medida también en que la producción petrolera costa afuera se aleje más de tierra, las variantes de plantas flotantes se tornan más competitivas, si se toma en cuenta el riesgo del trasiego de buques petroleros, el nivel de contaminación marina y atmosféricas que provoca en el mar, donde esta última, por aumento de la luminosidad en esas zonas, afecta sensiblemente los ecosistemas marinos.

De todo esto, se desprende que la utilización de la fusión nuclear resulta la variante de energía limpia, carente de límite en su magnitud, dada la cantidad de litio, tritio y deuterio existente en la tierra.

Es conocido hoy que la cantidad de deuterio existente solo en un vaso de agua o recipiente, si se consume en su totalidad, es suficiente para alumbrar durante horas poblados o ciudades enteras, por lo que es imaginable calcular la energía a partir tan solo del deuterio contenido en una fuente como el mar.

No se concibe la travesía de las naves interplanetaria a lo profundo de nuestro sistema planetario, sin el empleo de energía nuclear como fuente de calor y electricidad. Puede afirmarse que falta todavía mucho por descubrir e investigar las posibilidades que esta brinda a la humanidad.

Queda aún la reacción de aniquilación, que si bien no se analiza en este artículo, es muy atractiva para jóvenes investigadores. De las estrellas venimos y hacia las estrellas vamos. Tan solo hemos dado el primer paso.

 

ag/js

 

*Doctor en Ciencias y presidente de la Cátedra de Seguridad y Riesgo, de Cuba