Traducción del Inglés al Castellano del artículo del Prof.COHEN "The Nuclear Power Advantage" por el Ing.R.Solanilla (Argentina)

Las ventajas de la energía nuclear

"La energía nuclear puede prevenir muchas de las consecuencias en el medio ambiente que provienen del uso de los combustibles fósiles ."

El Prof. Bernard L. Cohen presenta en este documento sus puntos de vistas como investigador universitario independiente sobre las ventajas de la energía nuclear respecto o otras opciones energéticas.

Debo advertir a los lectores que este documento ha sido elaborado desde la mirada de un ciudadano de EE.UU.. Todas mis investigaciones han estado basadas usando a EE.UU. como referencia("laboratorio") como así también las estadísticas y prácticas propias de EE.UU.. Sin embargo la mayoría de sus aplicaciones pueden ser aplicables a otros países. El material de este documento está cubierto, como así también las justificaciones técnicas necesarias, en mi libro "The nuclear energy opción" (Plenum Publishing Co., New York; 1990) .-

Evitando los problemas en el medio ambiente de la combustión de los combustibles fósiles.

Una ventaja muy importante de la energía nuclear es que evita un amplio espectro de problemas que aparecen cuando se quema los combustibles fósiles(carbón,petróleo o gas). Esos problemas probablemente exceden los que se originan por otra actividad humana. Uno de ellos y que ha recibido especial atención es el "calentamiento global", el cual es responsable del cambio del clima del planeta ;las llamadas lluvias ácidas, que destruyen bosques y matan a la fauna acuática; la contaminación del aire que matan a decenas de miles de americanos cada año degradando de varias formas nuestra calidad de vida ;el efecto destructivo de la extracción masiva del carbón y el derrame del petróleo la cual daña al sistema ecológico.

"Unos de los problemas mas importantes de la lluvia ácida es de tipo político"

Calentamiento global :La combustión de los combustibles fósiles produce gran cantidad de (CO2) dióxido de carbono, 3.7 toneladas de CO2 se producen por cada tonelada de carbón quemado ,el cual atrapa el calor en la atmósfera incrementando la temperatura de la tierra. La estimación de la tasa del incremento de la temperatura y sus consecuencias varían pero sus efectos son muy importantes. La agricultura es muy sensible al cambio climático y por lo tanto en ciertas regiones afectadas requiere cambios en los periodos de las cosechas para permitir el desarrollo de la agricultura. El ganado es también afectado a través de la reproducción , las enfermedades y el control de las pestes. Los bosques debido al cambio climático tendrán muchas dificultad para desarrollarse por las alteraciones en la población de los insectos ,en la distribución de las enfermedades , en la competición entre diferentes plantas y a otros factores que inciden en la característica de los incendios.- Adicionalmente el decrecimiento de los glaciares incrementará el nivel de los mares produciendo inundaciones de tierras fértiles ,cambiará la frecuencia y severidad de los desastres debido a los huracanes , permitirá la penetración de agua salada en tierra firme afectando fuertemente la vida acuática (p.e.recolección de las ostras )y pudiendo además conducir a la perdida del suministro de agua en las ciudades y contaminación del agua de las napas subterráneas. Los efectos en las variaciones de las trayectorias de las tormentas, en las lluvias y en la carta de los vientos serán también muy importantes

Las consecuencias del calentamiento terrestre ha sido el objeto de varias conferencias internacionales de alto nivel conduciendo a un acuerdo todavía no ratificado de reducción de las emisiones de CO2 cuya implementacion produciría una perdida importante ,evaluada en cientos de miles de millones de dólares anuales, en la economía de EE.UU..

Lluvias ácidas: La combustión de los combustibles fósiles libera gran cantidad de gases de dióxido de azufre y oxido de nitrógeno los cuales se combinan con los diluentes contenidos en el aire y producen las denominadas lluvias ácidas. Los efectos son complicados y las conclusiones son controvertidas , pero hay fuertes evidencias que en algunos casos la lluvia ácida transforma los lagos en inhabitable para los peces y dañan a los bosques.

Uno de los mas importantes problemas causados por la lluvia ácida es de naturaleza política. Las emisiones de la combustión del carbón de la planta de Midwestern U.S. son las causa de las lluvias ácidas en el Este de Canadá y esa ha sido una de las principales preocupaciones políticas en Canadá y se ha transformado en una fuente de conflicto en las relaciones entre los EEUU y Canadá.

La situación es similar en Europa con la combustión del carbón de las Centrales eléctricas convencionales en Gran Bretaña que dañan los bosques de los países Escandinavos y de Alemania


"30000 muertes por año en EE.UU. resulta de la contaminación del aire como resultado de la combustión de los combustibles fósiles de las Centrales eléctricas convencionales"

Contaminación del aire: Mientras que el calentamiento terrestre causa grandes problemas económicos y las lluvias ácidas matan a los peces, la contaminación del aire mata a seres humanos y es responsable de enormes sufrimientos humanos por enfermedades que se contraen en vida. Gran cantidad de investigaciones han sido realizadas para comprender los procesos envueltos y separar los componentes responsables, pero el éxito ha sido escaso. Han sido reconocidos efectos sobre la salud de muchos componentes como el dióxido de azufre, oxido de nitrógeno,monóxido de carbono,partículas pequeñas,hidrocarbonos,ozono,compuestos orgánicos volátiles,metales tóxicos,pero probablemente el efecto final sobre la salud resulta de las combinaciones de muchos de ellos. El problema es complicado por el hecho que los efectos se desarrollan lentamente en periodos de tiempo de muchos años o décadas causando enfermedades o debilitamientos al punto que la muerte ocurre pero no es obviamente ligado a la contaminación. La evidencia epidemiológica sin embargo parece bastante clara indicando que alredor 30000 muertes por año en EE.UU. resulta de la contaminación del aire, debido a la emisión de la combustión de los combustibles fósiles .El pasaje de la energía con combustibles fosiles a la energía nuclear podría evitar esas muertes y si la electricidad es mas usada para el transporte (automóviles eléctricos) el ahorro en muertes humanas seria mucho mayor. Las disconformidades por las enfermedades es el precio que se debe pagar por el uso de los combustible fósiles Las perdidas económicas debido a las ausencias laborales o perdida en el rendimiento por enfermedad es también sustancial.

La contaminación del aire descolora y daña edificios ,vestimentas y ensucia el medio ambiente con un impacto negativo en nuestra calidad de vida.

Extracción del carbón.

El 60% de la extracción del carbón es obtenido por explotación a cielo abierto, la cual remueve alrededor de 200 ft de espesor de suelo.Hay leyes y buenos deseos para los reclamos de las tierras que quedan despues mal marcadas para su posterior uso pero han tenido muy pocos éxitos . El 40% remanente proviene de la explotación de minas subterráneas y ese porcentaje está en aumento. El drenaje ácido desde esas minas contamina los flujos de agua, matando los peces e inutisando el agua para su consumo u otras aplicaciones industriales.- Alrededor de ╝ de los 8 millones de acres de tierra en EE.UU. para la explotación de Carbón se han hundido causando la formación en los edificios de fracturas o aun destruyéndolos y a menudo cambiando la distribución de los drenajes impidiendo la posterior utilización de las tierras para la agricultura. Hay cientos de incendios en las minas de carbón en EEUU que liberan aire contaminado destruyendo la vegetación circundante a menudo durante muchos años. Bancos con residuos proveniente del lavado del carbón afuera de las minas frecuentemente actúan como carga de fuego adicionales conduciendo a una nueva fuente de contaminación del aire.


Derrame de petróleo.
El bien conocido derrame de petróleo de 40000 tn en las costas de Alaska en 1989-.aun después de 10 años de limpieza de las mismas- que ha costado por otro lado varios miles de millones de dólares, ha dejado un sustancial daño ecológico a largo plazo en la región. Hay muchos mas derrames mas grandes que el de Alaska, como los 305000 tn derramados en la costas de Tobago en 1979 , o los 237000 tn en las costas francesas en 1978 que han dañado miles de playas francesas. Los transportadores Estadounidenses de petróleo derraman varios cientos de miles de ton de petrolero por año en promedio.. Al mismo tiempo 100 millones de ton de petróleo son transportadas por barcos , por lo que los accidentes son altamente probables. Accidentes terrestres pueden ser también muy importante. .Un pozo de petróleo mexicano que no ha sido posible obturarlo derrama 700000 ton de petróleo en el golfo de México en el año 1979 dañando severamente a la vida acuática.

" Hay caminos mas rápidos ,fáciles y baratos para una nación deseosa de desarrollar armas nucleares que los que ofrece un programa de generación núcleo-eléctrico"

Aprovisamiento Del combustible

Una ventaja adicional de la energía nuclear es la naturaleza del combustible consumido. Petróeo y gas son las fuentes principales para la calefacción y el transporte y será difícil su reemplazo para esas aplicaciones. El suministro mundial de esos combustible esta limitado y probablemente se puede asegurar 100 años de consumo proyectado con costos qie experimentaran un rápido incremento bien antes de que estos combustibles estén exhaustos. Carbón puede ser utilizado también para producir gas y petróleo pero nuevamente su aprovisionamiento es limitado. Por otro lado el carbón, gas y petróleo pueden ser usado como materias primas para producir plásticos y químicos orgánicos sin los cuales nuestra sociedad tecnológica estaria fuertemente arruinada. Hay entonces muchas razones para mantener nuestras reservas en combustibles fósiles. Uranio es un combustible nuclear, que por otro lado no tiene otras utilidades que la del aprovechamiento como fuente de generación energética. Las reservas de Uranio disponibles conjuntamente con el usos de los reactores reproductores permitirían abastecer a la humanidad por miles de millones de años en el suministro energético sin alterar el costo de la generación de energía producida que en cantidades del orden de 1% debido a variaciones del costo de uranio.

Problemática de la disposición de los Residuos Nucleares

Hemos sido bombardeados con una propaganda alrededor del peligro potencial de los residuos radiactivos de larga vida de los reactores nucleares. Pero estos residuos tienen una importante ventaja al ser de poco volumen y ser fácilmente contenidos de manera que pueden ser enterrados bajo tierra y a grandes profundidades. El resultado de un análisis mostrado en la figura 1, indica que los residuos del carbón quemado incluyendo aquellos que están en el suelo son ,de lejos, mas peligrosos . Estos incluyen elementos químicos cancerígenos como el berilio, cadmumio, arsénico, nikel y cromo los cuales a diferencia de los residuos nucleares duran para siempre. También entre estos residuos se incluye el uranio que es una impureza del carbón y está en las superficie de la tierra y es una fuente de emisión del radón ; Por otro lado la energía nuclear consume el uranio de esa forma previene de futuros muertes a partir de la exposición del gas radón como se muestra en la tabla 1.-

Tabla 1: Muertes eventuales causados por los residuos de una planta generadora de 1000 MW ľaño de energía eléctrica.

Nuclear

Residuos de alta actividad ..............0.018

Emisión de Radón...................... -420*

Emisión de rutinas (Xe,C-14,Cr,H-3) .....0.3

Residuos de baja actividad ..............0.0004

Carbón

Contaminación del aire ..................75

Emisión de Radón........................ 30

Cancerígenos químicos....................70

Solar(fotovoltaico)

Carbón para materiales

(acero,vidrio,aluminio).................. 3

Sulfúrico de Cadmio(si es usado) ........80

* El numero negativo significa cantidad de muertes evitadas y no causadas

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BOMBAS NUCLEARES

Mucho se ha hablado de la conección entre la energía nuclear y la bomba atómica a pesar que la relación es debil. Hay caminos mas fáciles,rápidos y baratos para aquellas naciones deseosas de equiparse de un artefacto nuclear que el derivado de un programa de generación nucleo-eléctrica. Todos los Estados que tiene esas armas lo han hecho independientemente de sus facilidades para generar energía eléctrica y cualquier nación deseosa de obtener armas nucleares puede y seguramente lo hace en la misma forma.

El problema entonces no es el de evitar el desarrollo de esos artefactos ,que seria una causa perdida de antemano, sino evitar su uso. Uno de los mas probables escenarios de uso de armas nucleares es en la lucha para asegurarse el aprovisionamiento mundial del petróleo en el siglo XXI. Las fuentes de petróleo son limitadas y localizadas en zonas políticamente inestables del Medio Oriente, convirtiendo a la competición muy intensa u localizada. La guerra del golfo de Persia en 1991 puede transformarse así en el primer frente de futuras confrontaciones mucho mas serias. Pero la electricidad puede reemplazar el petróleo usado para el calentamiento y producir hidrogeno como un substituto del petróleo en el transporte. La energía nuclear por otro lado tiene la ventaja de debilitar la necesidad del petróleo como materia prima para la producción de energía, evitando de esa orrma uno de las razones potenciales primeras de uso de las bombas nucleares.


Riesgo de accidentes El publico ha sido bombardeado también con temores sobre los accidentes en reactores nucleares focalizandolos en las consecuencias del peor accidente postulado en algunos estudios y sin considerar la probabilidad que esto ocurra. En efecto, a menudo se ha dicho que la probabilidad no importa ,la única cosa importante es el peor accidente posible. Para enfrentar seriamente el riesgo de los accidentes es necesario reconocer que es absolutamente esencial considerar probabilidades de ocurrencia de hipotéticos escenarios porque no hay situación peor que cualquier hipotético accidente de baja probabilidad pero mal manejado. Por ejemplo cualquier camión de los tantos que transportan gasolina y que se mueven en nuestras rutas podrían sufrir una colisión desparramando el combustible lo que conducirían a incendios que pueden llegar a destruir una ciudad y matar a millones de personas. Ese escenario requiere de un conjunto de circunstancias improbables y combinadas como por ejemplo que las líneas de agua de la ciudad estén congeladas e impidan el combate del fuego ,un congestamiento del trafico y accesos al lugar del fuego que hagan imposible atacar rápidamente el incendio ,conductos de gas en el camión mal construidos que posibiliten con el calor la perdida del combustible, una alta frecuencia del viento que disperse el fuego en todas las direcciones, una alta inversión de la temperatura atmosférica que haga que los gases de la combustión permanezcan en el suelo en toda la ciudad, túneles y puentes cerrados que impidan la salida ,errores en las comunicaciones con el público, etc.,etc. Cada una de esas situaciones son improbables,la combinación de ellas y que se den en una dada secuencia es mas improbable aun,. pero por cierto no son imposible. Si pensamos que el peor accidente es el que va a ocurrir deberíamos considerar además que el fuego se puede propagar a otras ciudades que estarían desprotegidas pues la mayoría o la totalidad de los bomberos estarían combatiendo el fuego en la ciudad que inicialmente se desató el incendio , etc.......

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Y un ejemplo de una situación incontrolable que no es imposible su ocurrencia atribuible al competidor afamado de la energía nuclear (el resultante de la combustión del Carbón) es la aparición de un virus mutable y poderoso de origen químico que podría arrasar con los seres vivientes , un virus tan mortal como el HIV que podría propagarse tan fácilmente como el virus de la gripe ! No habría una situación tan devastadora como esa, pero es necesario considerar la probabilidad que eso ocurra.


La energía nuclear tiene una ventaja adicional muy importante: las probabilidades de ocurrencia de accidentes han sido determinadas y son muy pequeñas. La mejor forma de visualizar las ventajas es comparando los riesgos de la energía nuclear respecto a otros riesgos que tiene la actividad humana. Esa comparación está mostrada en la tabla 2 en término de pérdida de días de vida(LLE: loss of life expectancy) que pueden ocasionar algunas actividades o situaciones.

 

Tabla 2 :Perdida esperada de días de vida (LLE)debido a varios riesgos en EE.UU.

Actividad o Riesgo...................LLE(días)

Pobreza .........................................3500

Consumo de cigarrillos(1 paquete/diario)........ 2300

*Enfermedad del corazón......................... 2100

Soltería........................................ 2000

Trabajo en una mina de carbón................... 1100

*Cáncer.......................................... 980

Sobrepeso en 30 pounds........................... 900

*Accidentes en vehículos motorizados............. 150

*Suicidios........................................ 95

*Homicidios....................................... 90

*Contaminación del aire........................... 80

Pequeños automóviles frente a los mediano......... 60

*Limite de velocidad de 65 vs 55 miles hora....... 40

*Caídas........................................... 39

*Venenos+asfixia+sofocación....................... 37

*Macadam en las casas............................. 35

*Incendios y quemaduras........................... 27

*Fallas de diques.................................. 1

Vivienda muy cerca de una Planta Nuclear.......... 0.4

*Toda la electricidad de origen nuclear en EEUU... 0.04

*Igual pero considerando solo los accidentes...... 0.012

*Con el asterisco se indica un promedio sobre le total de la población en EEUU,en los otros casos el promerdio es sobre los expuestos.

 

Observemos que una substancial fracción de la contaminación del aire es debida a las Centrales que queman combustible fósil y que las fallas de los diques están asociadas al uso de la generación hidroeléctrica. El petróleo y el gas contribuyen en los incendios mientras que este ultimo tiene además una importante contribución en la sofocación y asfixia. Una contribución muy importante en el peligro del uso de la energía es la conservación de la energía que conduce al empleo de automóviles pequeños con el peligro mostrado en la tabla 2 y a la hermeticidad de nuestras casas-habitación el cual incrementa la contaminación interior que es superior a la exterior. Un ejemplo de esto es el incremento del gas radón en los interiores de los casas que es en mas de varios cientos de veces mas peligroso que la radiación debida a las Centrales Nucleares. La tabla 2 indica claramente que los accidentes nucleares no son un real problema y la muy baja probabilidad de ocurrencia de los mismos es una de las principales ventajas de la generación núcleo-eléctrica.

Esta ventaja puede ser expresada contundentemente diciendo que el riesgo en un fumador regular americano promedio debido a un extendido programa de instalación de Centrales Nucleares es equivalente al de fumar un cigarrillo extra cada 15 años , o al riesgo de un sobrepeso de 0.012 ounce o al peligro por sobrepasar el limite de velocidad en una autopista americana de 55 a 55,006 miles por hora.

 

Resumen

La energía nuclear tiene ventajas en muchas áreas incluyendo aquellas que han sido tradicionalmente vistas como problemáticas, previniendo la contaminación y la degradación del medio ambiente debido al uso de los combustibles fósiles ; garantizando la provisión de materia prima para la producción de energía y sin afectar los limitados recursos de combustibles fósiles para otras aplicaciones; solucionando el difícil problema del manejo de los residuos ;contribuyendo a evitar un conflicto nuclear y además disminuyemdo los riesgos debidos a posibles accidentes.-

 

Dr. Bernard L. Cohen es profesor emérito de Física y Astronomía y del Medio Ambiente y Salud ocupacional de la Universidad de Pitsbourgh. Autor de 6 libros, 300 documentos en revistas científicas y alrededor de 75 artículos en revistas no técnicas. Ha sido conferencista invitado en 47 ciudades de EE.UU., 6 en Canadá,7 en Japón 6 en Australia y en 24 países en Europa ,Asia y Sudamérica. Sus honores incluyen " the American Physical Society Bonner Prize" y " the Health Physics Society Distinguished Scientific Achievement Award". Fue nominado jefe de la división de Física Nuclear de la American Physical Society y Jefe de la división de las Ciencias del Medio Ambiente de la American Nuclear Society .

Es aficionado de los deportes al aire libre , juega golf y es un devoto de su familia y de sus 8 nietos