I. FUENTES DE ENERGÍA
El hombre requiere una gran cantidad de energía para cubrir sus necesidades de calefacción, transporte, producción industrial, etc. y esta cantidad de energía se va incrementando año tras año conforme se aumenta el nivel de vida.
Estimaciones de la ONU indican que la población mundial alcanzará los 9400 millones de habitantes a mediados del siglo XXI. Este aumento de la población conllevará necesariamente un importante aumento de la demanda de energía. En los países desarrollados se están imponiendo criterios de ahorro energético y es previsible que la demanda de energía eléctrica no crecerá a los ritmos de los últimos años. Pero el consumo per cápita de los países en vías de desarrollo es diez veces inferior que el de los países occidentales, esto hará que a medida que estos países eleven su nivel de vida, su demanda energética aumentará a un ritmo muy elevado. Según que escenarios se considere para la evolución de la demanda energética, el consumo de energía podría duplicarse o triplicarse a mediados del siglo XXI.
El incremento de la demanda energética debe ser satisfecho por fuentes con unos costes económicos razonables, con unos recursos abundantes y con limitados efectos medioambientales. A continuación se relacionan las ventajas e inconvenientes de las fuentes de energía que se prevé que existirán en un futuro no muy lejano.
Los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas) son actualmente las principales fuentes de energía por su reducido coste. Sin embargo sus recursos han sido masivamente utilizados y las reservas existentes, principalmente de petróleo y gas, no garantizan su utilización más allá de 50 años. Por otro lado, la gran cantidad de residuos lanzados a la atmósfera durante su combustión tiene un impacto negativo en el medio ambiente, en especial los gases de efecto invernadero (tabla 1) y en particular el CO2 tiene un importante efecto con unas emisiones mundiales de 22400 millones de toneladas. En la reciente cumbre de la ONU en Kioto se estableció la necesidad de reducir sus emisiones a niveles inferiores a los valores de 1990.
Carbón |
Petróleo |
Gas natural |
|
CO2 |
7.8 MTn |
4.7 MTn |
3.2 MTn |
SO2 |
39800 Tn |
91000 Tn |
2540 Tn |
NO2 |
9450 Tn |
6400 Tn |
21000 Tn |
Tabla 1.
Gases liberados a la atmosfera por diversos tipos de centrales térmicas con una potencia de 1000 MWe con un factor de carga del 75% (6600 horas/año). Fuente: Le Concours Medical (obtenido del Foro de la Inductria Nuclear Española)Las energías renovables (hidráulica, solar, eólica, geotérmica, etc) son por definición fuentes inagotables y con un limitado impacto ambiental. Actualmente se encuentran en un estado inicial de desarrollo y aunque su cuota de producción irá creciendo, los expertos coinciden en asegurar que éstas no podrán ser suficientes para satisfacer una demanda masiva. En muchos casos, centrales a gran escala también dañan seriamente el medio ambiente.
La energía nuclear de fisión tiene importante ventajas como las grandes reservas de combustible físil, baja contaminación química y ausencia de gases de efecto invernadero. Sin embargo la manipulación de los residuos de alta actividad generados representa un complejo problema de ingeniería. Además existe el riesgo de daño radiológico en caso de accidente de una central nuclear.
La fusión nuclear aparece como una de las principales alternativas a la demanda energética del próximo siglo por su limitado impacto ambiental, su mayor seguridad y la abundancia de los combustibles. En contra tiene su gran complejidad y el importante desarrollo tecnológico que se requiere antes de obtener energía a escala comercial.
La fusión nuclear, al igual de la energía de fisión, se basa en la producción de energía originada por la transformación de núcleos. La diferencia fundamental es que mientras en la fisión un núcleo pesado se rompe en núcleos más pequeños la fusión consiste en la unión de dos núcleos ligeros formándose uno de más pesado.
Son múltiples las ventajas que hacen muy atractiva la fusión nuclear:
El aumento de seguridad, ya que no es posible que una pérdida de control de la reacción genere un aumento violento de la producción de potencia y por lo tanto no existe peligro de explosión. Este es precisamente uno de los principales inconvenientes de la fusión ya que una pequeña desviación de las condiciones del plasma produce su enfriamiento o la pérdida del confinamiento y la reacción cesa rápidamente. Además la cantidad de materia existente en el reactor es tan pequeña que, interrumpiendo la inyección de combustible, la reacción se mantiene sólamente durante unas decenas de segundos.
La baja producción de residuos. El producto de la reacción de fusión es helio, un gas inerte y no radioactivo, por lo que no presenta ningún peligro. Los únicos residuos radioactivos que se producirán son los originados por la activación de la pared del reactor como consecuencia de las reacciones con los neutrones generados en la fusión. El tiempo de decaimiento a niveles de radioactividad natural es de sólo unos 100 años y con el desarrollo de nuevos materiales de baja activación es previsible que estos tiempos se puedan reducir.
El deuterio y litio, los elementos utilizados como combustibles, son muy abundantes y baratos. El deuterio no es más que un isótopo natural del hidrogeno, un litro de agua contiene 30 mg de deuterio capaz de producir tanta energía como 300 litros de petróleo. El litio es muy abundante en la corteza terrestre (con una concentración de 30 ppm) y además está uniformemente distribuido.
 II. Introducción. Ventajas de la fusión |
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