La Energía Nuclear y su Importancia en las Redes Eléctricas

En la actualidad, la energía nuclear es la segunda fuente principal de energía baja en carbono, siendo la energía hidroeléctrica la número uno. Ambas fuentes de energía son consideradas como las más robustas para cumplir el objetivo de descarbonización sin desestabilizar el sistema eléctrico por fluctuaciones como lo hacen la energía eólica y la solar.

Según la IEA (International Energy Agency) las plantas de energía nuclear que se han instalado desde hace más de 50 años han reducido las emisiones de dióxido de carbono en más de 60 gigatoneladas, lo que equivale a casi dos años de emisiones relacionadas con la generación de energía a escala mundial.

¿Qué ofrece la Energía Nuclear en comparación con la Energía Eólica y Solar?

Las fuentes de energía renovables variables, como la energía solar y la eólica, necesitan energía de reserva durante las intermitencias de la producción, como cuando se oculta el sol o el viento deja de soplar. De lo contrario, estas plantas de generación proveerán fluctuaciones a la red eléctrica en el punto de interconexión, pudiendo ocasionar baja calidad de energía a los consumidores, así como caídas de tensión y variaciones de frecuencia que desestabilizan la red.

En cambio, las plantas de generación de energía nuclear pueden funcionar a plena capacidad ofreciendo un suministro continuo y fiable. Además, tienen la capacidad de responder ante fluctuaciones en la demanda de energía y mantener la inercia de la red eléctrica incluso si hay otras fuentes de energía variables interconectadas a la misma red, como la eólica y la solar.

Energía Nuclear 2. Leiry Chinchilla
Imagen Referencial: Planta de Generación de Energía Nuclear. Fuente: Pixabay

Debido a los fallos históricos que han ocurrido en algunas plantas de generación de energía nuclear en diferentes países del mundo, se han realizado constantes avances en las tecnologías de los reactores nucleares para hacerlos más eficientes, asequibles, y seguros. Como resultado, hoy en día existen nuevos modelos de reactores más pequeños, flexibles, y transportables, especialmente para regiones remotas de difícil acceso.

¿Cómo Funciona la Energía Nuclear?

La energía nuclear es una forma de energía que se libera desde el núcleo de los átomos mediante un proceso llamado “fisión”, en el que los núcleos de los átomos se dividen en varias partes. Sin embargo, existe otro método llamado “fusión” que consiste en fusionar los núcleos de los átomos, pero actualmente este proceso se encuentra bajo investigación y desarrollo, y todavía no es utilizado en las plantas de generación de energía nuclear.

Fisión Nuclear

La fisión nuclear es un proceso de liberación de energía que consiste en la reacción que divide el núcleo de un átomo en dos o más núcleos más pequeños. Por lo general, el material más utilizado para este proceso es el Uranio 235, por ser un metal pesado débilmente radiactivo que se encuentra de forma natural en la corteza terrestre.

En este sentido, cuando un neutrón golpea el núcleo de un átomo de Uranio 235, este se divide en dos núcleos más pequeños, y se liberan dos o tres neutrones que a su vez golpearán otros átomos de Uranio 235 colindantes, que también se dividirán y generarán más neutrones en un efecto multiplicador, desatando una reacción en cadena en una fracción de segundo.

Esta reacción libera energía en forma de calor y radiación. Por lo que, las plantas de energía nuclear utilizan ese calor de forma similar en que se utilizan los combustibles fósiles para generar electricidad.

Fision Nuclear. Leiry Chinchilla
Fisión Nuclear. Fuente: A. Vargas – OIEA/IAEA.

Central Nuclear

Las centrales nucleares están conformadas por reactores nucleares y dispositivos que contienen y controlan las reacciones en cadena con el objetivo de producir calor mediante el proceso de fisión. El calor aumenta la temperatura del refrigerante del reactor, que suele ser agua, para producir el vapor que hace girar las turbinas que activan el generador eléctrico con el que se produce electricidad con bajas emisiones de carbono.

Reactor de Agua a Presión. Energía Nuclear. Leiry Chinchilla
Reactor de Agua a Presión. Fuente: A. Vargas – OIEA/IAEA.

¿De dónde proviene el Uranio 235?

El Uranio es un metal que se encuentra en rocas de todo el mundo. Tiene varios isótopos de origen natural, siendo los más importantes el Uranio 235, que representa menos del 1% del Uranio mundial, y sirve para producir energía de fisión; y el Uranio 238, que se encuentra en mayor cantidad en el mundo, pero no puede producir una reacción de fisión en cadena.

Por lo anterior, es necesario incrementar la cantidad de Uranio 235 en una determinada muestra mediante un proceso denominado “enriquecimiento de Uranio” para poder utilizarlo eficazmente como combustible nuclear en una central durante un período de entre 3 y 5 años.

Desechos Radiactivos: La Desventaja de la Energía Nuclear

Una vez culminado el período de uso de 3 a 5 años, el Uranio seguirá siendo radiactivo, por lo que su disposición final debe realizarse bajo directrices estrictas para proteger a las personas y el medio ambiente.

En términos generales, las centrales nucleares producen desechos de diverso grado de radiactividad, y deben gestionarse de manera diferente dependiendo de su nivel de radiactividad y su propósito. Por esta razón, se están desarrollando reactores avanzados que generen menos desechos nucleares que los reactores actuales.

Conclusión

Las plantas de generación de energía nuclear son una fuente de energía de bajas emisiones de carbono. Por lo tanto, muchas entidades internacionales recomiendan la implementación de centrales de energía nuclear para lograr los objetivos mundiales de descarbonización y reducir el impacto del cambio climático. Sin embargo, la importancia clave de la energía nuclear es que puede implementarse en países con pocos recursos hídricos para crear centrales hidroeléctricas que puedan tener fuerza de inercia para mantener la estabilidad de la red, cosa que no pueden hacer las fuentes de energías renovables variables como la eólica y la solar.

→ Artículo Recomendado: La Energía Eólica y su impacto en las Redes Eléctricas.

🔹 Comparte este artículo si te ha gustado. Y no olvides chequear nuestro portafolio de cursos, dedicado a Ingenieros de Diseño, así como Ingenieros de Ventas, Planificación, Presupuesto y Compras que estén involucrados con las Subestaciones de Interconexión de las Centrales de Generación de Energía.

Fuentes

GE Grid Solutions Whitepaper: GEA34994 Nuclear Steam Whitepaper R12 – FINAL.

IAEA: What is Nuclear Energy? The Science of Nuclear Power

IAEA: What is the Clean Energy Transition and How Does Nuclear Power Fit In? | IAEA

Usted no puede copiar el contenido de esta página.

You cannot copy content of this page.

Esta web utiliza cookies propias y de terceros para su correcto funcionamiento y para fines analíticos y para fines de afiliación y para mostrarte publicidad relacionada con sus preferencias en base a un perfil elaborado a partir de tus hábitos de navegación. Contiene enlaces a sitios web de terceros con políticas de privacidad ajenas que podrás aceptar o no cuando accedas a ellos. Al hacer clic en el botón Aceptar, acepta el uso de estas tecnologías y el procesamiento de tus datos para estos propósitos. Más información
Privacidad