El Departamento de Energía (DOE) celebró los logros alcanzados en materia de energía nuclear de la mano del Laboratorio Nacional de Argonne. En un período de 14 años, la potencia americana financió investigaciones para prolongar la vida útil de los reactores, que hallaron fruto en el descubrimiento de los sistemas de seguridad pasiva que asegurarían el funcionamiento por hasta 80 años.
El problema de la durabilidad de las centrales nucleares
La inminente crisis energética por el aumento del consumo de electricidad para operaciones básicas de la vida cotidiana y proyectos de mayor complejidad como los centros de datos, puso el foco en una alternativa ampliamente desarrollada en la historia de EE. UU.: la energía nuclear y sus posibilidades de abastecimiento a un bajo costo ambiental.
Caracterizadas por ofrecer un suministro estable y por reducir considerablemente la liberación de gases contaminantes en su proceso de generación, las plantas nucleares se convirtieron en blanco de iniciativas de modernización y optimización, que abrieron paso a la nueva ola de reactores modulares pequeños (SMR) y al diseño del combustible HALEU.
En este escenario, la Casa Blanca se tomó muy en serio la cuestión de la vida útil de las centrales, dada la creciente necesidad de abastecimiento energético que precisa de infraestructura de larga duración y rendimiento conservado. Poseedora de la mayor flota de reactores del mundo, la nación se comprometió a duplicar la edad promedio de 40 años, para prevenir el cese de funciones comerciales de estas instalaciones.
De la mano del Laboratorio Nacional de Argonne, el DOE abordó la problemática con la implementación de técnicas de seguridad pasiva en los reactores, que permiten prescindir de los antiguos sistemas de enfriamiento que aceleraban el desgaste de sus funciones. Bombas mecánicas y válvulas motorizadas fueron reemplazadas por un sistema que aprovecha las leyes de la física para el proceso de enfriado y apagado automático.
«Años de investigación se traducirán en diseños de reactores avanzados con características de seguridad pasiva mejoradas y ahorros de costes vinculados a pruebas y validación aceleradas», afirmaron desde el DOE.
La seguridad pasiva como clave para la perdurabilidad
Los expertos de Argonne y del DOE dedicaron horas y recursos financieros a diseñar prototipos capaces de concretar procesos básicos de apagado y enfriado «basados en fuerzas naturales». De esta manera, fenómenos como la gravedad y la convección cobraron importancia para aprovechar las condiciones naturales en el funcionamiento eficiente de las plantas.
Las instituciones lograron los primeros avances trabajando en las instalaciones NSTF de Argonne, que cuentan con las herramientas necesarias para poner a prueba los sistemas de enfriamiento pasivo. Se trata de un espacio financiado por la Oficina Nuclear y dotado de sistemas de calentadores y chimeneas con agua «para simular la generación del calor posterior al apagado y su eliminación del núcleo del reactor».
«La próxima generación de reactores nucleares incorporará los sistemas pasivos para proporcionar una refrigeración segura y fiable en caso de emergencia», afirmaron desde el laboratorio. De esta manera, las plantas del futuro podrían conservar márgenes de seguridad altos que cooperen con el objetivo de sostener las operaciones por 80 años.
Asimismo, estos diseños reducen la dependencia de la intervención humana para prevenir un accidente nuclear, dado que se trata de protocolos de activación automática que permiten mantener la seguridad ante fallos o apagones masivos que requieran acciones inmediatas para contener el desastre.
Perspectiva a futuro
El DOE opera como puente para que la tecnología que surge del NSTF se difunda a través de alianzas con el sector industrial privado. «Varios proveedores de reactores que colaboran con científicos del NSTF consideran proyectos futuros para utilizar sus instalaciones, como se da colaboración entre la industria y los laboratorios, con el fin de satisfacer necesidades futuras específicas», adelantó el organismo.
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