domingo, 22 de febrero de 2015

Energía directamente de fábrica

      Desde que nuestro amigo Michael Faraday descubrió ese juguetito que en principio no despertó el interés de nadie pero que hoy es el corazón de la civilización moderna ( Estamos hablando de la electricidad. Ver: http://bombillatapada.blogspot.com.ar/2013/09/samuel-gladstone-el-tipo-mas-equivocado.html) hemos inventado maneras más o menos ingeniosas de que el eje de un generador gire dentro de él para fabricar corriente. A mayor cantidad de corriente requerida, mas grande el generador y más fuerza se requerirá para hacerlo girar. 

      Quemamos combustibles fósiles (carbón, gas, fuel oil) para hacer andar motores que lo hagan. Interrumpimos el curso de los ríos para que su corriente mueva unas turbinas que se encarguen de lo mismo. Sembramos los campos de quijotescos molinos de modo que sus aspas se encarguen de la tarea. Y hacemos algo casi completamente misterioso dentro de las centrales nucleares para que del otro lado de la línea salga electricidad, pero muy poca gente sabe bien en que consiste. Que es peligroso. Que es dañino para el medio ambiente. Que quien sabe que clase de engendro mutante aparecerá en los ríos cercanos a una central. La cuestión es que el común de la gente no tiene ni la menor idea de que es lo que pasa ahí adentro. Por eso hoy, Bombilla Tapada los invita a ponerse el mameluco amarillo, tomar el contador Geiger y el casco y seguirnos dentro de la esfera de contención de una central nuclear a ver si somos capaces de averiguar que pasa ahí dentro. Pero primero, algo de historia...

      Un señor francés de impresentable barba llamado Henry Becquerel jugaba un rato con sales de uranio. De casualidad descubrió que si metía una placa de fotografía dentro de una bolsa y ponía un objeto metálico por fuera, algo desconocido parecía atravesar la bolsa impresionando la placa (y dejando impresionado al mismo Henry). Probó cambiando los materiales de la bolsa, usando la sal de uranio en piedra, molida, en solución, caliente o fría y el resultado fue siempre el mismo. La conclusión fue que el asunto no tenía que ver con la química de la sal sino con la física del átomo, en este caso del uranio. Más tarde, esto ocurrió en 1896, otros investigadores encontraron otros elementos químicos que se comportaban como el uranio de Becquerel. Con el tiempo se impuso la teoría de que, por alguna razón, esos átomos particulares eran inestables. Es decir, las partículas que los conforman (no importan cantidades, ni nombres hoy) no permanecen juntas sino que una o un grupo de ellas se va del átomo...por ahí. Esas partículas sueltas son las responsables de las impresiones en las fotos de Becquerel.

      Como los átomos no están solos (son muchísimos y están bastante juntos) las partículas despedidas no tardan mucho en chocar con otros átomos. Son pequeñas, chiquitas, pequeñísimas, pero viajan a velocidades enormes de varios miles de kilómetros por segundo. Consecuencia, donde pegan hacen daño. Y si golpean otro núcleo de otro átomo inestable lo rompen. Lo interesante del caso es que como consecuencia del choque, se produce la liberación de más partículas y mucha energía libre. 



      Entonces tenemos una situación parecida a esta. Suponga usted que vive en un pueblo y que anoche en un baile se le rompió a usted el pantalón dejando a la vista unos vergonzantes calzoncillos floreados. Para su tranquilidad, solo una persona se percató de su inconveniente. A la mañana esa persona se lo cuenta a otras dos. A los 15 minutos esas dos se la cuentan a otras dos. Quince minutos más tarde, las cuatro personas que se han enterado se lo cuentan a otras dos cada una. Y así cada 15 minutos la noticia de su desgracia avanza un escalón. Al cabo de modestas 2 horas 511 personas estarán al tanto del percance. Del mismo modo ocurre con la rotura de los átomos fisibles (aquellos que se rompen por el golpe de otras partículas) pero con pasmosa velocidad. En cuestión de milisegundos la cantidad de involucrados es increíblemente alta y la cantidad de energía liberada es asombrosa. Esto lo descubrieron cierto grupo de científicos norteamericanos durante la década del 40 y lo sufrió la población de Hiroshima y Nagasaki en el año 1945. 

     El hongo atómico es muy bonito y no se ha inventado una forma más efectiva de matar gente en tan corto tiempo. Pero no sirve para mucho más que para hacer rendir japoneses. Quizá exista un método para hacer que el asunto no se nos vaya de las manos. Volviendo al tema de la noticia del pantalón roto. Si yo fuera capaz de hacer callar a todos, la noticia no se propagaría. Mi honor estaría a salvo pero como analogía de la liberación de energía, mi central se apagaría. Debo lograr que el rumor se mantenga  vivo sin que se me desmadre. Y eso lo podría conseguir si pudiera hacer que cada vez que dos personas se enteraran de lo floreado de mis calzoncillos, una no lo contara. De ese modo, el rumor se mantendría sin crecer ni decrecer.  

     Hay materiales que son particularmente efectivos para comerse esas partículas libres. La parafina, por ejemplo. El grafito de la mina de los lápices es otro material apto para esa tarea. No menos común pero tan efectivo es el agua pesada (es agua común y corriente que en lugar de hidrógeno común y corriente tiene una variedad de este elemento llamada deuterio que tiene una partícula de más. En realidad el agua pesada no se fabrica sino que se apartan las moléculas diferentes que ya están presentes en el agua común. Su mate, mi café y la botella de agua mineral de ella tienen agua pesada de forma natural. Cada 6.500 moléculas de agua común, una es de agua pesada. ¡Salud!)


      ¿Usted dice que si yo logro que la reacción nuclear no se me escape ni se me apague, tengo algo así como un reactor nuclear? Si, le diré yo. Es un poco más complejo que eso pero en esencia funciona así. Dispongo de mineral de uranio puesto de algún modo en particular (Cierta concentración, fabricado de cierto modo, acomodado dentro de tubos de cierto material, dispuestos estos tubos con cierta precisa geometría) y le meto en el medio algún material que se coma las partículas sobrantes de modo que la liberación de energía sea controlada, tengo esencialmente un reactor nuclear. ¿Y con eso que? - me preguntará usted - ¿Que logro con eso? ¿Para que quiero semejante cantidad de energía? ¡Usted me prometió corriente!¡ Devuélvame mi dinero!

      Tranquilo amigo. Si yo pongo eso a funcionar y no me agencio de algún buen método para refrigerarlo, estoy frito. Porque esa liberación de energía se manifiesta principalmente como calor, mucho calor, muchísimo calor. De modo que, si hago circular agua al rededor y entre medio de los combustibles (aún sin tocarlos) podré calentar mucho ese agua.

      ¿Usted me quiere decir que semejante ingenio mecánico, científico y técnico es solo una pava gigante? Si amigo, lamento decepcionarlo. El agua que refrigera el reactor se calienta tanto que se convierte en vapor y como tal mueve la turbina que hace girar el generador del primer párrafo de esta nota. Eso es todo. Pero lo hace con una eficiencia y unas ventajas que ningún otro método puede emparejar.




     En principio no libera dióxido de carbono al ambiente (como si lo hace la quema de cualquier otro combustible, madera, carbón, gas, nafta) este gas es el responsable del efecto invernadero y el calentamiento global. El combustible dentro del reactor dura aproximadamente 3 años entregando energía. La cantidad de combustible fósil necesaria para equiparar a una central nuclear es aproximadamente la siguiente: un camión cargado con combustible nuclear equivale energéticamente hablando a un tren cargado con carbón.

      Claro que no todas son ventajas. Los accidentes en las centrales nucleares suelen ser extremadamente peligrosos (Chernobyl, Fukushima, el olvidado incidente Three Mile Island en Estados Unidos en 1979) y aún no se ha ideado un sistema del todo seguro para deshacerse de los combustibles agotados, dado que una vez que dejan de ser útiles para la generación de energía los mismos siguen emanando radiactividad durante miles de años más.

      Esto que contamos a vuelo de pájaro y en unos pocos párrafos involucra el trabajo y el estudio de cientos de ingenieros, físicos y demás disciplinas asociadas. Por eso más allá de cualquier otra consideración política me pone muy contento que se haya montado, puesto a funcionar y llevado a potencia máxima la Central Nuclear de Atucha II hace unos pocos días

Con tres reactores de producción nucleoeléctrica Argentina equipara a la mayoría de los países europeos y supera a toda américa latina, y eso es como para festejar

Que anden bien