¿Qué pasa en Fukushima (Parte 6)? Las toneladas de agua radiactiva


Manuel Fernández Ordóñez

Hace unos días publiqué un artículo en el que analizaba el impacto del tsunami al alcanzar la costa en la zona de la central nuclear de Fukushima Dai-ichi (pueden leerlo en este enlace). A partir de las marcas que dejó el agua en las paredes de los edificios de la central y las cotas de altura de los mismos, fue posible estimar que el tsunami sumergió todo lo que encontró a su paso hasta una altura de 15 metros. Postulamos que la ola inicial tuvo que tener una altura mucho mayor de esos 15 metros. En esta imagen se ve el momento en el que el tsnuami impacta de lleno contra la central nuclear y cómo salta por encima del edificio de turbinas.

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Accidente de Fukushima (Parte 0): El Tsunami


Manuel Fernández Ordóñez

Rebuscando entre los cientos de documentos oficiales sobre el accidente de Fukushima encontré una notificación sobre el tsunami que siguió al terremoto del día 11 de Marzo. Como el tsunami fue el evento iniciador que desencadenó el accidente (al dejar la central sin ningún tipo de corriente alterna) me gustaría hacer una pequeña explicación sobre la magnitud del mismo y su impacto sobre la central nuclear. Tal vez este análisis debería haber sido anterior al artículo previo donde comenzamos con la cronología del accidente, por esa razón lo he titulado como Parte 0.

Como ya sabemos, el terremoto tuvo lugar a las 14:46 del viernes 11 de Marzo. Apenas 50 minutos después, a las 15:41, el tsunami impactó contra la central nuclear de Fukushima Dai-ichi. Existe un vídeo grabado por uno de los trabajadores de la central nuclear en el que se puede ver el momento del impacto del tsunami contra el edificio de turbinas de la central. Lo podéis ver en este enlace. A partir de ese momento, los generadores diésel de emergencia dejaron de funcionar y TEPCO presentó el primer suceso notificable a su organismo regulador. Los hechos que voy a mostrar en este artículo demuestran que el tsunami era un muro de agua con una altura aproximada de 15 metros en la zona de la central. Se ha demostrado que, en otros puntos de Japón, el tsunami alcanzó alturas de hasta 38 metros.

TEPCO hizo pública la siguiente vista esquemática de la central de Fukushima Dai-ichi (hagan click para agrandar). Lo interesante de este esquema son las cotas de las alturas (disculpen por el inglés, no he tenido tiempo para modificarla).

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Accidente de Fukushima (Parte I): Las Primeras Horas


Manuel Fernández Ordóñez

Ahora que la tasa de información proveniente de Fukushima ha disminuido mucho. Ahora que los parámetros de los reactores 1, 2 y 3 llevan muchos días estables y parece que han conseguido frenar el vertido de agua contaminada al mar ha llegado el momento de revisar todos los datos desde el principio y tratar de analizar y explicar la secuencia de hechos que desencadenaron el accidente en la central de Fukushima Dai-ichi. Si bien en mi último artículo prometí escribir algo sobre la piscina de supresión, creo que es mejor comenzar a analizar la secuencia del accidente y comentar lo que haga falta de la piscina cuando lleguemos a ella puesto que no merece la pena dedicarle un artículo completo. A lo largo del análisis del accidente iremos viendo cómo hay muchas preguntas para las que no tengo respuesta aún y que se aclararán cuando se elaboren los informes oficiales, pero para eso quedan aún muchos meses. Así que tenemos que ir tirando con lo que hay.

Sitúense ustedes en el pasado 11 de marzo a primeras horas de la tarde. En ese momento fue cuando empezó todo.

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¿Qué pasa en Fukushima (Parte 5)? La Vasija del Reactor


En el anterior artículo de esta serie hablamos sobre el edificio del reactor, vimos cómo era la estructura del mismo, que en su interior albergaba la vasija del reactor, la contención primaria (la bombilla), la piscina de supresión y la piscina de combustible (entre otras muchas cosas). El edificio en sí mismo constituía, a su vez, una contención adicional que llamamos contención secundaria. En este quinto artículo descriptivo nos centraremos en la propia vasija de presión del reactor que, como vimos en el último artículo, se encuentra en el interior de la bombilla. Recuperamos aquí la figura de dicho artículo por claridad en la explicación (click en la figura para agrandar):


Diagrama esquemático del edificio del reactor de un BWR como los de Fukushima. Fuente: NRC.

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¿Qué pasa en Fukushima (Parte 4); Cómo son los reactores de Fukushima?


En esta cuarta entrega sobre el accidente de Fukushima me gustaría explicarles cómo es la estructura y el diseño de los cuatro reactores con problemas en la central nuclear de Fukushima Dai-ichi. Cuando uno lee la prensa no deja de sorprenderse porque, a pesar de llevar ya 20 días de accidente, existe una gran confusión en la distinción de los elementos más básicos de la central nuclear. A la vista de lo que uno lee, parece ser que algunos periodistas no distinguen la vasija del reactor de la contención primaria, ni el reactor del núcleo, ni el edificio de contención de la contención primaria, ni la piscina de supresión de la piscina de combustible usado. Obviamente, estos detalles técnicos no tienen por qué ser conocidos por los profesionales de la información pero, si me lo permiten, me gustaría darles un pequeño tirón de orejas (no a todos). Porque después de 20 días de evolución y seguimiento del accidente han tenido tiempo más que de sobra para hacer un esfuerzo en buscar esa información. Intentaremos hoy arrojar algo de luz sobre esos conceptos para, en futuras entregas de esta serie de artículos, tener un poco más clara la terminología que vamos a manejar.

Como sabemos, los reactores 1, 2 y 3 de dicha central tienen problemas de refrigeración desde que el tsunami dejó inoperativos los generadores diésel de emergencia y el sistema RCIC dejó de funcionar, tal y como explicamos en una entrega anterior de esta serie de artículos. El reactor número 4 se encontraba parado en el momento del terremoto y el núcleo del reactor se encontraba vacío de combustible puesto que se estaban realizando unos trabajos de revisión en el interior de la vasija. En esta unidad, por tanto, no hay ningún problema con el reactor, los problemas tienen lugar en la piscina de combustible gastado.

Es preciso aclarar que estos 4 reactores no son idénticos. Hay dos tipos de reactores distintos implicados en el accidente, dos tipos de reactores que consisten en evoluciones de la misma tecnología, los reactores de agua en ebullición (cuyas características primordiales explicamos en la primera de las entregas de esta serie). Por claridad a la hora de seguir la discusión, les muestro a continuación una figura esquemática animada del funcionamiento de una central del tipo BWR (disculpen el inglés):

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Sobre el Plutonio encontrado en Fukushima


Manuel Fernández Ordóñez

Los técnicos que están trabajando día y noche en la maltrecha central nuclear de Fukushima hicieron varios análisis de tierra en el interior del perímetro de la propia central. Estos análisis se realizaron los días 21 y 22 de marzo y en algunos de ellos se encontraron trazas de plutonio. Vamos a intentar arrojar algo de luz sobre este tema y, para ello, intentaré separar los hechos indiscutibles de las hipótesis u opiniones personales que yo pueda tener. Se desprende, dados los comentarios a los últimos artículos que he escrito, que muchos lectores no son capaces de distinguir cuando un dato es objetivo y cuando es una opinión del autor (es decir, mía). Alguno ha escrito, incluso, que un comentario personal al final de un artículo invalida toda la discusión del mismo, como si una opinión pudiera convertir en falsos unos datos objetivos. Entiendo que a muchos les gustaría que un servidor no tuviera opiniones, sobre todo cuando son opuestas a las suyas, pero va a ser que no. Así que para esos lectores identificaré claramente cuando hablan los datos y cuando hablo yo. Al resto, los que entienden la diferencia entre un método hipotético-deductivo falsable y el mero marujeo les pido disculpas por adelantado. Al lío.

[MODO INDISCUTIBLE ON] El plutonio es un elemento que no existe en la naturaleza (esto en realidad no es cierto, porque en el pasado hubo reactores nucleares naturales y en ellos hay plutonio, pero para esta discusión lo dejaremos así). Al no existir de forma natural, se deduce que el plutonio que se detecta en el fondo radiactivo en nuestro planeta ha sido originado y “desperdigado” por nosotros, los humanos. ¿Cómo hemos esparcido ese plutonio por la faz de la Tierra? Pues con la bomba de Nagasaki y, sobre todo, con las pruebas atómicas atmosféricas durante un montón de años. Esto hace que si uno va a Japón y recoge un kilogramo tierra y lo analiza, encontrará una pequeñísima parte de plutonio. Esto no es debido al accidente de Fukushima, hubieras encontrado plutonio en cualquier análisis anterior al 11 de Marzo, día del terremoto y tsunami.

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¿Qué pasa en Fukushima (Parte 3)? Más sobre la Extracción de Calor del Núcleo


Manuel Fernández Ordóñez

En el primero de los artículos de esta serie vimos, muy superficialmente, cómo funciona una central nuclear en condiciones normales. En el segundo explicamos cómo, aún apagada la reacción en cadena, el núcleo del reactor sigue generando una gran cantidad de calor residual que debe ser extraído del núcleo. Esto se realiza mediante el Sistema de Estracción del Calor Residual (RHR – del inglés Residual Heat Removal) que tiene dos partes diferenciadas. En el primer artículo describimos la parte de alta presión, mediante la cual el vapor procedente de la vasija del reactor se envía directamente al condensador bajo la turbina gracias al “bypass” de la misma. Una vez condensada el agua, mediante unas bombas, se vuelve a inyectar en la vasija del reactor. Este proceso tiene lugar hasta que la presión llega a un determinado nivel en el cual el sistema de bypass de turbina deja de ser efectivo. En ese momento tenemos que utilizar otro sistema alternativo, la parte de baja presión del RHR, cuyo esquema de funcionamiento es que el podemos observar en la siguiente figura (click en la imagen para agrandar):

Vista esquemática del Sistema RHR. Fuente: Elaboración propia a partir de una figura de la NRC estadounidense.

Existe, dentro de la contención primaria, un sistema de recirculación de agua de la vasija del reactor (cuyo funcionamiento no nos interesa ahora). Lo que hace el sistema RHR es, mediante una bomba, tomar agua de la aspiración (antes) de la bomba de recirculación y llevarla hasta un cambiador de calor. En ese cambiador, el agua caliente que extraemos de la vasija se enfría al contacto con unos tubos por los que pasa agua fría. Una vez enfriada, el agua vuelve a ser inyectada de nuevo en la vasija del reactor por la línea de descarga (después) de la bomba de recirculación, tal y como se ve en la figura.

¿Cuál es el problema tanto de este sistema como del sistema de Bypass de turbina que vimos el otro día? Pues que funcionan gracias a unas bombas que hacen circular el agua. ¿Y cuál es el problema de eso? Pues que las bombas necesitan electricidad para que funcionen. ¿Y cuál es el problema? Pues que en Fukushima se quedaron sin electricidad del exterior en el momento del terremoto. Bueno, pero eso está contemplado en los diseños de las centrales nucleares ¿verdad? Sí, lo está. ¿Y qué se hace en estos casos? Pues se arrancan automáticamente unos generadores diésel de emergencia que se encargan de producir electricidad para que funcionen los sistemas de seguridad de la central. ¿Y esos generadores diésel de emergencia no funcionaron en Fukushima? Sí, funcionaron perfectamente tal y como están diseñados para hacer ¿Y qué pasó entonces? Pues que una hora después del terremoto, un tsunami de 14 metros de altura impactó contra la central de Fukushima y dañó los generadores diésel, dejándolos inoperativos. A día de hoy, al menos yo, aún no tengo muy claro qué fue lo que pasó con los generadores diésel. No está claro si el agua los anegó, si se llevó los tanques del combustible, si arrancó las líneas de conexión entre los diésel y la contención. No está claro. Cabe mencionar que los diésel están diseñados y construidos con categoría sísmica, igual que la contención. De hecho, los diésel no se vieron afectados por el terremoto y funcionaron perfectamente. He leído también que el tsunami no dañó únicamente los generadores diésel, sino las bombas que traen el agua del mar para refrigerar muchos de los elementos de la central. Esas bombas están en “primera línea de playa” y, aunque tienen barreras de seguridad, cuando llegó el tsunami fue lo primero que se encontró. Todo esto son hipótesis de momento, hasta que no se haga un informe oficial no estará claro. Lo que está claro es que, sea como fuere, la central nuclear se quedó sin electricidad.

Además de estos sistemas, que serían los de operación normal, existen también los Sistemas de Refrigeración de Emergencia del Núcleo (ECCS, del ingles Emergency Core Cooling Systems).  El ECCS consite, a su vez, en otros 4 sistemas diferentes que son capaces de enfriar el núcleo del reactor en caso de, como su propio nombre indica, emergencias. Como vemos, en una central nuclear, hay múltiples sistemas de seguridad redundantes destinados a extraer el calor residual del núcleo. Algunos de ellos se operan en condiciones normales, otros se operan en condiciones de accidente. Los primeros no funcionarán si no hay electricidad exterior en la central. Algunos de los segundos no funcionarán si no arrancan los diésel de emergencia.

¿Pero entonces, si la central nuclear se quedó sin electricidad exterior, no hay nada que se pueda hacer? Sí, sí lo hay. En los reactores tipo BWR hay dos sistemas diseñados para funcionar en uno de los casos más desfavorables, en aquel caso en el que te has quedado sin electricidad exterior y, además, los generadores diésel no han funcionado. Este supuesto (altamente improbable) está previsto en las bases de diseño de las centrales nucleares y se conoce como SBO (Station Black-Out, por si lo leen por ahí). Los sistemas que se encargarían de hacer esto serían o bien el RCIC o el HPCI. El primero equivale a las siglas Reactor Core Isolation Cooling (Refrigeración de Aislamiento del Núcleo del Reactor) y el segundo es el acrónimo de High Pressure Coolant Injection (Inyección de Refrigerante a Alta Presión).  Ambos sistemas son realmente parecidos, así que describiremos únicamente uno de ellos, el RCIC que es el que hay en Fukushima.

En la siguiente figura podemos observar una visión esquemática del Sistema RCIC (click en la imagen para agrandar):

Vista esquemática del Sistema RCIC. Fuente: Elaboración propia a partir de una figura de la NRC estadounidense.

La característica fundamental de este sistema es la turbobomba del RCIC que vemos en la figura. Esta bomba no necesita electricidad para funcionar y puede inyectar agua en la vasija del reactor incluso sin electricidad exterior y sin generadores diésel. ¿Cómo funciona entonces esta bomba? Está acoplada directamente a una turbina que se mueve con el vapor que se genera en la propia vasija del reactor. La bomba puede aspirar agua tanto del tanque de condensado como de la piscina de supresión que se sitúa bajo la contención del reactor. Esta agua fría se inyecta en la vasija del reactor, donde refrigera el núcleo y se convierte en vapor (el agua, no el núcleo, obviamente). El vapor se conduce a la turbina del RCIC que hace girar la bomba del RCIC. Una vez que el vapor ha movido la turbina, se deriva hacia la piscina de supresión donde se condensa y se convierte nuevamente en agua.

Este sistema estuvo funcionando durante varias hora en Fukushima, pero su operación tiene una duración limitada. ¿Por qué? Por dos motivos bien distintos. El primero es que el sistema necesita corriente continua para operar varias de las válvulas que lo componen. Para ello, la central nuclear dispone de un gran número de baterías que proporcionan corriente al sistema. Pero las baterías se terminan agotando pasadas unas cuantas horas. El segundo motivo es que el vapor de la turbina se deriva, como hemos visto, a la piscina de supresión para que se condense.Pero si la temperatura de esa piscina se eleva por encima de un determinado nivel, llega un momento en que el vapor deja de condensarse, dejando el sistema inoperativo. Se tarda unas cuantas horas en que esto suceda, pero eventualmente sucede si no se consigue recuperar la electricidad exterior.

Es fácil entender que el accidente de Fukushima fue originado por causas naturales, pero no sólo por el impacto sobre la central del tsunami que sucedió al terrible terremoto. La verdadera causa, el origen real del accidente, es que el tsunami arrasó todo en kilómetros a la redonda de la central nuclear, incluyendo todas las líneas de alta tensión que dejaron la central sin energía. Porque, aún fallando los generadores diésel, si hubieran conseguido recuperar la electricidad exterior en unas horas, no hubiera sucedido absolutamente nada. El problema es que pasaron casi 15 días hasta que consiguieron llevar un cable con electricidad hasta la central nuclear. Y eso, admitirán ustedes, no es culpa de la energía nuclear. Es porque esa parte del país está destruida. La raíz del accidente de Fukushima está, en su totalidad, en el tsunami. De hecho, el tsunami lleva 28.000 muertos y el accidente de Fukushima, 16 días después de haber comenzado, ninguno.

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¿Qué pasa en Fukushima (Parte 2)? Extracción de Calor del Núcleo.


Manuel Fernández Ordóñez

En la primera parte de esta serie de artículos explicamos cómo se genera electricidad en una central nuclear del tipo BWR y cuál es su modo de operación en condiciones normales. Nos centraremos hoy en describir qué mecanismos entran en funcionamiento cuando se detiene la reacción en cadena en el núcleo del reactor y queremos llevarlo a parada fría (dejar el núcleo con una temperatura cercana a la ambiental).

Cuando el reactor nuclear está en operación normal, en su interior tiene lugar una reacción en cadena estable y autosostenida. ¿Qué quiere decir esto? Cada vez que un núcleo de Uranio-235 se fisiona se rompe en dos núcleos más pequeños, emitiendo además unos pocos neutrones y generando una cantidad elevada de energía. La clave está en esos neutrones que se emiten. Uno, sólo uno, exclusivamente uno de esos neutrones genera una nueva fisión en otro núcleo de Uranio-235. El resto de neutrones deambulan por el reactor hasta que se pierden o son capturados por otros núcleos sin inducir una fisión. Es decir, cada núcleo de Uranio-235 que se fisiona va a provocar, a su vez, una nueva fisión en otro núcleo de Uranio-235. Pero solo una, exclusivamente una, ahí está la clave de una reacción en cadena autosostenida.

Un reactor nuclear es una máquina increíble donde, cada segundo, se crean 100 trillones de neutrones y desaparecen EXACTAMENTE 1oo trillones de neutrones. Ni uno más, ni uno menos.

Ahora que sabemos que la clave de una reacción en cadena está en los neutrones que se emiten en cada fisión nos resultará muy sencillo entender cómo se “para” un reactor nuclear, cómo se detiene la reacción en cadena. Simplemente hay que evitar que los neutrones emitidos por el Uranio-235 cuando éste se fisiona alcancen otros núcleos de uranio y los fisionen. Para ello se introducen en el reactor unos materiales que se “comen” los neutrones, haciéndolos desaparecer del reactor. Las barras de control del reactor están construidas, precisamente, con este tipo de materiales. Cuando las barras de control se introducen en el reactor, la reacción en cadena se detiene automáticamente.

Las barras de control pueden entrar en el reactor de manera automática por diversos motivos. Uno de ellos es que tenga lugar un terremoto de una intensidad determinada. En caso de que esto suceda, los reactores están diseñados para que las barras de control detengan la reacción en cadena y el reactor se pare. Esto fue exactamente lo que sucedió el 11 de Marzo de 2011 a las 14:46 en Japón, que todos los reactores afectados por el terremoto de grado 9.0 en la escala de Richter detuvieron sus reacciones en cadena porque las barras de control hicieron exactamente lo que se esperaba que hicieran, entrar automáticamente en el interior del reactor. Las centrales respondieron como debían, hicieron lo que debían hacer, no fallaron.

Ahora bien, imaginen un barco que navega por el océano con los motores a plena potencia. Imaginen que paramos los motores del barco, éste no detiene su movimiento de manera inmediata ¿verdad?. O imagine que va usted por la autovía a 120 km/h (perdón, 110) y levanta el pie del acelerador, el coche no se detiene inmediatamente, se iría frenando poco a poco, pero recorrería muchos metros antes de detenerse. Algo similar sucede con un reactor nuclear, cuando las barras de control detienen la reacción en cadena el núcleo no se enfría inmediatamente. El reactor número 1 de Fukushima estaba generando 1380 Megawatios de potencia en el momento del terremoto pero, al meter las barras de control, la potencia no se desvanece sin más. Descendió en un instante hasta 100 MW, aproximadamente, y a partir de ahí esa potencia decae lentamente a medida que pasa el tiempo.

Para hacernos una idea, un reactor nuclear como el de Fukushima 1 recién parado tiene la potencia que demandan 10.000 familias medias españolas. ¡Cuando está parado¡ Esa potencia, en forma de calor, hay que extraerla del interior del reactor, enfriando el mismo y consiguiendo llevarlo a parada fría. Si no se consigue extraer ese calor residual del interior del núcleo, los elementos combustibles (que son la fuente de calor) comenzarían a incrementar su temperatura, pudiendo llegar a sufrir daños estructurales (hablaremos de esto largo y tendido).

¿Cómo se consigue extraer ese calor? ¿Cómo se enfría el núcleo del reactor? La idea es realmente sencilla, haciendo circular agua “fresquita” por su interior de manera que se vaya enfriando paulatinamente. En una parada normal, sin situaciones excepcionales, en una primera fase la extracción del calor se efectúa mediante el bypass de la turbina, que podemos observar en la siguiente figura:

Esquema del Bypass de turbina en caso de parada del reactor. Fuente: Elaboración propia a partir de una figura de la NRC. Click para agrandar.

El vapor generado en el interior de la vasija del reactor se conduce por la línea de vapor principal que lleva hacia la turbina. Sin embargo, se cierra la válvula situada justo antes de la entrada a turbina y se abre un camino adicional que esquiva la turbina, la “bypasea” llegando directamente al condensador principal. De este modo, el vapor que sale del reactor se conduce de forma directa al condensador, donde se enfría y se convierte de nuevo en líquido (se condensa). Una vez hecho líquido, con la ayuda de una bomba se vuelve a inyectar en la vasija del reactor y el proceso comienza de nuevo. El condensador está formado por muchos “tubitos” por los que circula agua fría. Al contacto con esos tubos el vapor se convierte en agua, pero ambos circuitos son independientes y no se mezclan. El condensador se alimenta con agua que, en última instancia, proviene del foco frío de la central que puede ser el mar (en el caso de Fukushima) o un pantano o un río en el caso de otras centrales nucleares.

Un matiz importante (muy importante, clave de hecho) es que para que este sistema funcione, las bombas que hacen circular el agua tienen que estar operativas. Es decir, tienen que tener electricidad, si no la tienen no funcionarán y el sistema estará inoperativo, resultando inútil…seguro que ya intuyen dónde quiero llegar.

Este sistema es capaz de realizar su trabajo y enfriar el núcleo del reactor hasta que la presión baja de un determinado nivel. Por debajo de esa presión, este sistema deja de ser efectivo y debe dar paso a otro sistema diferente. Pero eso lo dejamos para el siguiente artículo.

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¿Qué pasa en Fukushima (Parte 1)? Así funciona un reactor BWR.


Manuel Fernández Ordóñez

La semana pasada se puso de manifiesto (nosotros ya lo sabíamos, pero ahora queda demostrado de forma patente) la falta de conocimientos que la sociedad en general y la prensa en particular tienen acerca de cualquier cosa relacionada con la energía nuclear. Confirmando la hipótesis que establece que cuanto más lo desconoces más lo temes, los titulares de la prensa internacional (la española entre ellas) desataron sus más bajos instintos. Decidieron que si Japón no había tenido bastante había que exagerarlo aún más, que los más de 20.000 muertos eran pocos, que con eso no vendían los suficientes periódicos, que la alarma nuclear apelaba perfectamente a aquello que se apela cuando no se tienen argumentos, a lo sentimientos, al miedo, al pathos. No habéis inventado nada, hace ya muchos siglos que lo hacían los griegos.

No es el momento de ajustar cuentas, no estamos aquí para eso. Estamos aquí para informar, para divulgar, para explicar. Durante la pasada semana hubo gente que decidió leer lo que aquí se publicaba, hubo gente que decidió seguir lo que algunos decíamos a través de twitter (@fdezordonez). Hubo muchos otros (millones) que decidieron leer la prensa y ver los telediarios. Los primeros vivieron la realidad de los datos objetivos, obtuvieron datos, números, presiones, temperaturas, tasas de dosis, informes oficiales…Los segundos vivieron en una nebulosa de terror inducido por aquellos que tampoco sabían de lo que hablaban. Cada uno elige lo que lee, cada uno elige a quién escucha. Vivimos en la sociedad de la información, ya no hace falta que informen siempre los mismos. Tienen ustedes elección. Elijan.

El accidente de Fukushima Dai-ichi aún no ha terminado. La situación está estabilizada, pero no terminada. No hay que adornarlo, no hay que quitarle hierro, la situación es delicada, grave. Pero tampoco hay que exagerarla. Las cosa pueden dar un vuelco e ir a peor, pero lo normal sería que un vez recuperada la potencia externa los reactores comenzaran a refrigerarse de manera estable y se llevaran a parada fría. Eso sería todo, el final, el “apocalipsis” se verá aplazado para la próxima, el “fin del mundo” llegará otro día y en otro lugar y, sobre todo, “Chernobyl” únicamente hubo uno. Fukushima, probablemente, no se lleve ninguna vida humana, pero ha costado muchas cosas. Conviene tener en cuenta que el accidente de Fukushima no ha tenido lugar por un fallo humano, por un error en el diseño o por un mal funcionamiento de la central. Este accidente tuvo lugar porque la naturaleza, desatada y devastadora, sobrepasó todos los límites para los cuales están diseñadas las centrales nucleares. No culpemos a la energía nuclear también de esto, el resto de industrias (de cualquier tipo) aguantaron muchísimo menos. Lo único que aguantó en pie, de hecho, fueron las centrales nucleares.

Para entender los eventos que desencadenaron el accidente nuclear de Fukushima Dai-ichi hay que comprender, en primer lugar, cómo funciona una central nuclear. Durante una serie de artículos trataremos de explicar este funcionamiento. Nos centraremos especialmente en la tecnología de reactores BWR como los de Fukushima y trataremos de explicar qué fue lo que falló, por qué lo hizo y qué consecuencias trajo. En este primer artículo trataremos de describir, de manera muy superficial, el funcionamiento en operación normal de una central nuclear.

En la siguiente figura se muestra una visión esquemática de los componentes principales en la generación nuclear de electricidad. Podemos ver la vasija del reactor, que contiene el núcleo y otros componentes (como el secador y el separador de humedad). Vemos también en la figura una turbina, un alternador, un condensador y varias bombas. Describiremos a continuación qué función realiza cada uno de esos dispositivos.

Visión esquemática de una central de tecnología BWR. Fuente: Traducción al castellano a partir de una figura de la NRC. Click para agrandar.

Una central nuclear produce electricidad basándose en un ciclo térmico de agua. ¿Qué quiere esto decir? Pues que al igual que otras centrales térmicas (como las de carbón) se hace hervir agua, el vapor de agua hace girar una turbina y ésta mueve un alternador que produce electricidad. La diferencia fundamental entre una central nuclear y una central de carbón es la forma en la que se hace hervir el agua. En la central de carbón se quema el mineral en una caldera y en ella se calienta el agua. En una central nuclear serán las reacciones de fisión del uranio-235 las que van a calentar el agua.

En una central nuclear del tipo BWR el agua se lleva a ebullición en el interior de la propia vasija. De ahí su nombre Boiling Water Reactor (Reactor de Agua en Ebullición). El modo de funcionamiento de una central de estas características es conceptualmente sencillo: el agua fría entra en la vasija del reactor (línea verde) y se la obliga a ir hacia abajo. Una vez llegada al fondo de la vasija gira 180º y se dirige hacia arriba, atravesando el núcleo del reactor, donde se encuentra el combustible nuclear que genera una gran cantidad de calor. Al atravesar el núcleo y ponerse en contacto con las barras de combustible de uranio, el agua alcanza el punto de ebullición y se convierte en vapor de agua. Este vapor hay que separarlo de cualquier humedad que contenga, por lo que se le hace atravesar un secador y un separador de humedad (si este vapor no se secara, cualquier pequeña gotita de agua que llegara a la turbina agujerearía los álabes de ésta como si fueran mantequilla). La turbina gira a gran velocidad, haciendo que un alternador produzca electricidad y la vierta a la red eléctrica. Una vez que el vapor de agua se ha utilizado en la turbina se lleva a un condensador, donde el vapor se enfría y se vuelve a convertir en agua líquida. Para condensar el vapor se utiliza agua fría, que provenía del mar en el caso de Fukushima. Una vez el vapor se ha condensado se vuelve a meter en la vasija del reactor y el proceso comienza de nuevo.

Como vemos, el concepto es extremadamente sencillo. Se mete agua en la vasija, que al atravesar el núcleo se convierte en vapor. El vapor se lleva a una turbina y una vez utilizado se enfría en un condensador donde vuelve de nuevo al estado líquido. Una vez en este estado se vuelve a inyectar a la vasija del reactor y se comienza de nuevo. Y así se pasa el agua, años y años, dando vueltas por el interior del reactor.

Dejaremos este artículo aquí, no sin antes llamar la atención sobre las bombas que vemos dibujadas en verde en la figura. Centraremos nuestra atención en la bomba que lleva el agua desde el mar al condensador y en la bomba que inyecta el agua del condensador nuevamente en el interior de la vasija del reactor. No diremos más, pero estas bombas han sido de especial importancia en el accidente de Fukushima.

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Fukushima Daiichi: Sábado 19 de Marzo


Esta semana no he tenido tiempo de escribir casi nada. Seguro que se hacen cargo. Entre estar todo el día pendiente de las 6 unidades de Fukushima Dai-ichi, las 4 de Fukushima Dai-ini, las 3 de Onagawa y la de Tokai no he tenido tiempo a nada. Me gustaría esbozar de manera breve cómo están las cosas ahora mismo.

Central Nuclear de Onagawa

Los tres reactores en parada fría.

Central Nuclear de Tokai

El reactor 2 (que tuvo problemas de alimentación exterior) está en parada fría.

Central Nuclear de Fukushima Dai-ini

Los 4 reactores BWR-5 de 1100 MW de esta central están en parada fría. El reactor 3 no tuvo ningún problema tras el terremoto y el tsunami. Los reactores 1, 2 y 4, sin embargo, tuvieron problemas de refrigeración a mitad de la semana, pero la cosa se quedó ahí. Sin embargo, cada uno de estos 3 reactores ha supuesto un Incidente de NIVEL 3 en la escala INES por haber perdido las funciones de refrigeración durante un tiempo. Seguir leyendo »

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