David MacKay nos ha dejado

Hace mucho que no publico una entrada en este blog, pero hoy me he enterado de la triste noticia de que David MacKay nos ha dejado (Professor Sir David MacKay, physicist – obituary, The Telegraph). Su libro, hasta ahora dinámico, Sustainable Energy - Without the Hot Air es una referencia obligada para quien quiera hablar, pero sobre todo reflexionar, sobre la energía que consume la humanidad y la que tiene disponible para su consumo. Hablar usando números y no adjetivos, como él diría. Hablar dispuesto a dejarse convencer de la opinión contraria a la inicial. Una referencia obligada para quien, volviendo a parafrasearlo, sea pro-energía sostenible y pro-aritmética al mismo tiempo.

La información básica sobre el reactor de torio de fluoruro líquido

El reactor que se basa en el uso de una mezcla de sales fundidas, principalmente fluoruros, de torio y otros metales, como combustible, refrigerante y elemento de seguridad, se conoce con el nombre de reactor de torio de fluoruro líquido. En inglés Liquid Fluoride Thorium Reactor, LFTR, pronunciado "lifter". También se le ha llamado reactor de torio de sales fundidas, Molten Salt Thorium Reactor, MSTR, y de otras maneras. Algo de lo que hace pensar que el torio será la fuente de energía del futuro es su abundancia, unida al hecho de que es su isótopo más abundante el que constituye una fuente de energía, lo que lo convierte en un potencial proveedor de energía para la humanidad por decenas de miles de años. Esto es común a todos los reactores de torio. Pero hay otras razones que, junto con la anterior, hacen confiar en el torio como fuente de energía limpia y segura. Y producible a pequeña escala y transportable a regiones de difícil acceso. Y éstas se basan en las características específicas del diseño del LFTR. Por eso es importante conocer este diseño. La información básica sobre el lifter puede encontrarse ya, en inglés, en Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluoride_thorium_reactor 

Energías renovables: ¿Cuánto terreno habría que dedicar a la producción de biocombustibles?

Defiendo que debemos producir tanta energía por medio de fuentes renovables como nos sea posible. Posible físicamente y posible económicamente. Y me pregunto: si pudiéramos prescindir por un momento de las limitaciones económicas, ¿cuánta energía podríamos llegar a producir por medio de fuentes renovables?

David J. C. MacKay, Profesor de Física de la Universidad de Cambridge, se ha planteado el problema del consumo de energía y de su extracción de todas las fuentes posibles –y por tanto de las renovables- y lo ha hecho  desde un punto de vista de los datos y de las estimaciones razonables y transparentes. Ha publicado sus resultados en el libro  “Sustainable Energy – without the hot air”, disponible gratuitamente en la red (http://www.withouthotair.com/ ). En él, propone ejercicios para hacerse una idea cabal de las dimensiones del problema. Algunos ejercicios sobre las fuentes renovables los ha presentado en una charla de TED (ideas que merece la pena divulgar): http://www.youtube.com/watch?v=-5bVbfWuq-Q

Uno de los ejercicios propuestos por David MacKay versa sobre las dimensiones de las plantaciones dedicadas a biocombustible. Se pregunta lo siguiente. Supongamos que quisiéramos que toda la energía para el transporte por carretera procediera de biocombustibles. En ese caso, podríamos imaginar que la plantación que proporcionara el biocombustible para una carretera dada estuviera justamente al lado de dicha carretera. Cada carretera llevaría al lado su plantación y si la carretera se hace más larga la plantación también, por lo que el único parámetro relevante sería la anchura de la plantación. ¿Cuál sería la anchura de esa plantación hipotética que acompañaría a todas y cada una de las carreteras de España? Las dimensiones del dato serían probablemente extrapolables a muchos otros países. Por supuesto, hay carreteras que soportan más tráfico que otras y, por lo tanto, requerirían una plantación más ancha, pero podemos simplificar el cálculo y pensar en una carretera media.

Imagen tomada de http://www.inference.phy.cam.ac.uk/mackay/presentations/ted/mgp00004.html

Así que repito la cuestión: ¿Cuál sería la anchura de una hipotética plantación de biocombustible que acompañaría a todas y cada una de las carreteras de España si todo el transporte por carretera se realizara con ese biocombustible?

Aunque David MakKay lo hace de otra forma, nosotros lo estimaremos de la manera siguiente.

1) El parque automovilístico es de algo más de 30.000.000 de vehículos y la red de todas las carreteras españolas es de algo menos de 700.000 km (26.000 km del Estado, 71.000 km de las Comunidades Autónomas, 69.000 km de las Diputaciones, y más de 500.000 de otro tipo de redes. Estos datos pueden comprobarse en http://www.tecniberia.es/jornadas/documentos/f_Criado_Director_Carreteras_Espana.pdf)

En consecuencia, el número de vehículos por km de carretera es de 30.000.000/700.000, o sea 42,8 vehículos por km. Ya que estamos haciendo una estimación y no un cálculo exacto, redondearemos a 43 vehículos por km de carretera existente.

2) Podemos estimar el consumo anual de combustible del vehículo medio suponiendo que recorre 10.000 km al año y que consume 8 litros cada 100 km. En este caso el consumo anual sería de 10.000 x 8 / 100, o sea de 800 litros por año y vehículo.

3) Combinando los dos datos anteriores obtenemos 43 x 800, o sea 34.000 litros de combustible por km de carretera y año.

4) Un valor razonable para la producción anual de biocombustible por hectárea de plantación puede ser  1.200 litros por hectárea y año. Este dato depende de muchos factores y entre ellos del tipo de cultivo, variando desde los 500 de la soja o los 850 del girasol  hasta los 5.500 de la palma.

5) Dado que una hectárea es un hectómetro cuadrado, o sea lo que ocupa un cuadrado de 100 metros de lado o, también, lo que ocupa un rectángulo de 1 km de largo y 10 metros de ancho, una plantación anexa a 1 km de carretera que tuviera 10 metros de ancho produciría 1.200 litros de biocombustible en un año. Por tanto, para producir los 34.000 litros que se consumen durante ese año en ese kilómetro de carretera haría falta que la plantación tuviera una anchura 28 veces mayor (34.000/1.200=29), es decir de 280 m. Redondeando, la plantación debería tener unos 300 m de anchura. (David MakKay hace la estimación de un modo diferente y utilizando otros datos; su resultado es un orden de magnitud superior: 8 km, si bien su cálculo se correspondería con las carreteras estatales, autonómicas y de las diputaciones, que son un orden de magnitud menor que las de la red completa.)

Resumiendo el resultado, si queremos que todo el transporte por carretera se impulse con biocombustible, tendríamos que reservar para su producción el terreno equivalente a acompañar todas las carreteras, grandes o pequeñas, de una plantación de 300 m de anchura. Algo así como si todas las carreteras del país pasaran a tener una anchura de 300 metros. La superficie total de la plantación sería de unos 700.000 km x 0,3 km, o sea 210.000 kilómetros cuadrados. Y hay que tener en cuenta que la superficie total de España es de 505.000 kilómetros cuadrados. Es decir, que sería necesario emplear casi la mitad del territorio para plantaciones productoras de biocombustible.

Esta estimación confirma la conclusión de David MakKay: aunque la estimación se corrija por variaciones razonables de los datos, la cantidad de terreno requerida sería siempre una parte muy sustancial de todo el terreno disponible.

Si esta conclusión se extendiese a las demás energías renovables, habría que concluir que en un horizonte deseable de producción de energía sin emisión de CO2 las energías alternativas aportarían una parte y la otra parte debería aportarla la energía nuclear. Y, ante la necesidad de energía nuclear, ¿no sería lo más razonable elegir la más segura, la que menos residuos genere, la que menos oportunidades de para la producción de armamento, la más duradera, la más barata? No podemos pasar sin el Torio y sin sus reactores de fluoruro líquido.

¿Se avanza en el desarrollo de reactores de Torio de fluoruro líquido?

¿Se avanza en el desarrollo de reactores de Torio de fluoruro líquido (LFTR)? Sí, se avanza. Ya comenté las ventajas de este tipo de reactor de Torio con respecto a los reactores nucleares convencionales de Uranio en los terrenos de la seguridad -más vivo hoy que nunca-, proliferación -de armas nucleares-, residuos y disponibilidad de combustible. Ventajas que permiten pensar que el Torio será la principal fuente de producción de energía más tarde o más temprano, de manera inevitable. Pero los intereses de la industria nuclear de hoy son opuestos al desarrollo de tecnologías como la LFTR que harían abandonar en poco tiempo toda la tecnología nuclear actual. Y esto, sumando a la mala prensa de los adjetivos nuclear y atómico, hace que los avances sean lentos. ¿Qué avances hay? Quiero dedicarle algo más de atención a este asunto, pero hoy propondré la lectura del enlace siguiente, en el que se habla de ello: http://analysis.nuclearenergyinsider.com/industry-insight/liquid-fluoride-thorium-reactor-key-safer-and-less-expensive-nuclear-technology . India, China y Japón van por delante. En Europa se está financiando un estudio de un asunto lateral pero crucial relacionado con el LFTR: conseguir un material de larga resistencia a la corrosión por Fluor para hacer los contenedores del combustible. En USA se ha formado alguna empresa dedicada al desarrollo del LFTR, Flibe Energy (http://www.facebook.com/FlibeEnergy).

Desastre nuclear, muertos y desaparecidos, memoria y periodismo

En Japón ha habido un gran terremoto seguido de un gran tsunami y una cadena de terremotos posteriores, que causaron una enorme lista de muertos y desaparecidos, una gran devastación y un fallo terrible e inadmisible de los sistemas de seguridad del complejo nuclear de Fukushima que ha puesto a Japón en jaque por la amenaza de contaminación radiactiva letal.


En los últimos días estoy observando que muchas de las informaciones que las cadenas de televisión y de radio españolas están dando puntualmente sobre la situación en Japón siguen un patrón común: 1) hay un desastre nuclear y les informamos sobre su status presente, 2) hay una enorme lista de muertos y desaparecidos y les informamos de su estado actual. En muchas de estas informaciones observo que ni siquiera se menciona una sola vez la palabra terremoto o la palabra tsunami. 


No puedo -ni quiero- poner en duda la buena voluntad de los informadores ni la de sus empresas periodísticas, pero me pregunto si estaremos asistiendo a un proceso semi-inconsciente de creación de una memoria colectiva sobre este terrible acontecimiento en la que el resumen -lo que quedará en nosotros cuando todo esto se haya acabado- será que al final del invierno de 2011 hubo en Japón un terrible desastre causado por la energía nuclear. Las hemerotecas, los análisis racionales, los estudios, etc. dirán que no, que lo que hubo fue lo que ahora hay, pero ¿qué quedará en nuestra memoria?


Cuando todo esto se acabe habrá que mantener un debate sereno sobre la energía nuclear -sobre la energía en general- y otro sobre la protección ante desastres naturales de dimensiones históricamente imprevisibles, pero quizá habría que abrir otro sobre el periodismo moderno. 

Estado de la cuestión: "Cada uno que piense lo que quiera, mi respuesta está muy clara: ¿Nuclear? No, gracias."

En el foro de El País dedicado a "La hora del Planeta" he venido incluyendo, desde hace unas semanas, algunos comentarios sobre el uso del torio como la fuente de energía por excelencia de la humanidad en un futuro más bien próximo. El día 12 de marzo hubo una intervención de un participante, de alias Marantz, que me pareció particularmente interesante. Su intervención tenía lugar tras 26 entradas y era extraordinariamente simple, pues se limitaba a decir "Cada uno que piense lo que quiera, mi respuesta está muy clara" y añadía el archiconocido gráfico de la campaña antinuclear que dice ¿Nuclear? No, gracias. La entrada de Marantz puede verse aquí:
http://foros.elpais.com/index.php?showtopic=25853&st=20&gopid=437251&#entry437251


A pesar de lo excesivamente simple, decidí responderle porque pensé que, en realidad, su intervención reflejaba de la forma más perfecta el estado actual del debate sobre las fuentes nucleares de energía. A continuación copio mi respuesta.


Muchas gracias Marantz, porque esta intervención es el reflejo más fiel de cuál es el estado de la cuestión en materia de la posición social respecto a todas las formas de energía nuclear. No importa que quepa la posibilidad de que haya una forma de energía nuclear que sea limpia, que sea segura, que no dé problema en el tema de la proliferación, que sea comparativamente barata, que sea virtualmente ilimitada, y que, sobre todo, no emita gases de efecto invernadero. No importa en absoluto. No importa que el clima esté cambiando y que haya el peligro de que nos vaya a llevar por delante el estilo de vida que conocemos, la seguridad y el bienestar, o el estado de bienestar mismo. Ni que los combustibles fósiles, carbón en su mayoría y después petroleo y gas natural se estén usando en un 80% para producir la energía que consumimos, ni que las energías renovables sólo estén aportando menos del 10% de la energía y las nucleares otro tanto. Ni que las renovables se sepan incapaces de aspirar a aportar el 100% por pura incapacidad física. No importa nada. No hace falta dar argumentos, basta con decir NO. Y no se trata de decir que no a las energías fósiles, no, porque no ha habido una campaña todavía ni la décima parte de exitosa como la de nucleares no. La cuestión es decir que no a las energías nucleares, que son las únicas que pueden acompañar a las renovables para intentar siquiera resolver el problema más grave al que se ha enfrentado la humanidad como tal en su historia. No y ya está. No hacen falta argumentos. No. No. Simplemente no. Esto es todo. No.
Ese es el estado del tema. Gracias Marantz.

Pero yo confío en la humanidad, así que doy por hecho que a esto de decir que no y no hacen falta más comentarios ya le queda poco y el sentido común acabará imponiéndose. Siempre se le dijo que no a todo avance crucial, porque siempre ha ocurrido que las ventajas que aportaba venían acompañadas de peligros. No al fuego, no al bronce, no al hierro, no al carbono, no al torio.


A mí me parece que el cambio climático y la escasez de petróleo nos van a llevar inevitablemente, a pesar del no, no y no, a la edad del torio. 

Interesante artículo sobre residuos nucleares y Torio

Reese Palley ha escrito un interesante artículo sobre residuos nucleares, milenios, cantidades y Torio en el Philadelphia Inquirer: http://www.philly.com/inquirer/opinion/20100305_Inherit_the_waste__The_nuclear-disposal_dilemma.html


En él, Palley señala lo irreal de pretender planificar sobre residuos nucleares con una perspectiva de milenios y lo mucho más realista que es planificar a, digamos, doscientos años vista, sabiendo que la tecnología de nuestros nietos será distinta de la nuestra.


También señala que la dimensión del llamado "problema" de los residuos nucleares es muchísimo menor de lo que a menudo se transmite: los residuos nucleares representan menos del 1% de los residuos tóxicos industriales; en toda la era nuclear -de 70 años- sólo se han generado 56.000 toneladas de residuos radiactivos, que, por poner en perspectiva, es una cantidad mucho menor que los residuos producidos por la ciudad de Nueva York en una semana; las tecnologías modernas de reprocesamiento son capaces de recapturar las todavía grandes cantidades de combustible nuclear presente en los residuos y dejar como nuevo residuo cantidades mucho más pequeñas de residuos radiactivos de baja actividad -de hecho, si se reprocesasen todos los residuos nucleares mundiales se acabaría con una cantidad total de 500 toneladas de residuos peligrosos que no pondrían ningún problema a su almacenamiento-; y finalmente existen tecnologías nucleares ya conocidas hace 40-50 años, basadas no en Uranio sino en Torio, -que han quedado marginadas no por su potencialidad, sino porque no permitían producir armas nucleares- que permiten producir muchos menos residuos que las tecnologías nucleares mayoritarias actualmente y cuyos residuos radiactivos son de baja actividad.


Acaba concluyendo que los verdaderos problemas que hay que resolver en relación con la energía nuclear no son tecnológicos sino financieros. Yo añadiría que más que financieros son problemas de voluntad de financiación y, finalmente, psicológicos.

Proyecto de ley en el Senado norteamericano sobre el uso de Torio como combustible nuclear

El día 3 de marzo de 2010, dos senadores norteamericanos, el republicano Orrin G. Hatch y el demócrata Harry Reid, introdujeron en el senado un proyecto de ley (Thorium Energy Security Act of 2010) dirigido a acelerar el uso de combustibles nucleares basado en Torio en reactores norteamericanos actuales y futuros. 
http://hatch.senate.gov/public/index.cfm?FuseAction=PressReleases.Detail&PressRelease_id=25d9273f-1b78-be3e-e03d-75506902df40&Month=3&Year=2010


Su objetivo es asegurar la independencia energética de los Estados Unidos. Por su aspecto, esta propuesta parece impulsar el uso de combustibles sólidos de Torio, lo que no permitiría obtener todos los beneficios del uso de este elemento, algo que parece que sólo es posible en reactores de combustible líquido (de sal fundida). De todos modos, quizá esto signifique un paso muy significativo hacia la edad del Torio.

¿Se podría generar toda la energía que consumimos utilizando energías renovables?

David J. C. MacKay, Profesor del Departamento de Física de la Universidad de Cambridge, que fue nombrado Jefe del Consejo Científico del Ministerio de Energía y Cambio Climático del Reino Unido en octubre de 2009, escribió un libro muy aconsejable titulado “Sustainable Energy – without the hot air” basado en “el uso de números y no de adjetivos”. En él, David MacKay calcula con todo lujo de detalles el consumo actual de energía en el Reino Unido, que resulta ser de 125 kWh por día por persona (p.104). También calcula la energía que podría llegar a producir el Reino Unido a partir de fuentes renovables: eólica, hidroeléctrica, de olas, de marea, solar fotovoltaica y solar térmica en tejados. El resultado es de 31 kWh por día por persona (p.233). Faltan 84 kWh/día/persona. Incluso imagina que se usara el 5% del terreno para granjas fotovoltaicas, lo que aportaría 54 kWh/día/persona, aunque a un precio disparatado. La más optimista estimación del aporte de las bioenergías nunca alcanzaría los 12 kWh/día/persona. La conclusión es que el Reino Unido nunca podrá vivir sólo de sus propias fuentes renovables. Y Europa tampoco. Y los EE.UU. tampoco (250 kWh/día/persona consumidos y 62 kWh/día/persona producibles). Y el mundo tampoco (36 kWh/día/persona producibles y un objetivo razonable de consumo de 80 kWh/día/persona).

El mencionado libro, aunque está a la venta, también está disponible en internet gratuitamente por gentileza del propio autor, en formato pdf (http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/book/tex/cft.pdf ) o en formato html (http://www.withouthotair.com/ ).

¿La energía eólica tiene límites?

La energía eólica es deseable. Se han observado y discutido efectos medioambientales indeseables pero, bien tratados, la conclusión general es que la energía eólica es deseable, tanta como se pueda. ¿Y cuánta se puede? Pues la que permitan los límites de la economía (subvenciones) y las condiciones físicas (electromagnetismo, clima, terreno).  Hay cálculos detallados, aparentemente fiables, hechos por David MacKay (Sustainable Energy  -without the hot air) que demuestran que no toda la que necesitamos. Pero, además, la energía eólica se transmite por la red eléctrica, y ésta tiene un requerimiento de que la potencia total creada (la energía creada en un minuto, digamos) sea muy parecida a la potencia total demandada (la energía demandada en ese mismo minuto).  O sea, que si se demanda energía en un minuto dado en el que no hay viento, hay que aportar esa energía de otra manera, quemando gas natural en una central de apoyo. Bien. ¿Podemos hacernos una idea de qué significa esto en términos prácticos? ¿Cuándo puede ocurrir que todos o la mayoría de los molinos estén parados? ¿Cómo de grave es el problema? ¿Datos concretos?


The Telegraph informó el 11 de enero de 2010 (http://www.telegraph.co.uk/finance/newsbysector/energy/6957501/Wind-farms-produced-practically-no-electricity-during-Britains-cold-snap.html) de que no se produjo prácticamente electricidad por vía eólica en Gran Bretaña durante la reciente ola de frío que duró unos cuántos días. Esto es un problema serio en un momento en el que la máxima aportación posible eólica a la potencia eléctrica total es del 5%. ¿Cómo sería el problema si la aportación fuese del 50%?


El director del grupo de usuarios intensivos de energía, Jeremy Nicholson, avisó de que esto se puede convertir en una crisis cuando la potencia eléctrica del Reino Unido dependa en un 25% de las 6.400 turbinas que está previsto instalar en los próximos 10 años. "Si hubiéramos tenido 30 Gigawatios de potencia eólica, no habrían contribuido de manera significativa durante este invierno", dijo, y añadió que "la presente ola de frío es un aviso de que nuestra generación de potencia eléctrica y las reservas de gas están ahora bajo tensión y se va a poner peor.

¿Qué problema tiene Arizona para explotar a gran escala la energía solar?

El problema que tiene Arizona para explotar a gran escala la producción de energía solar es que demanda grandes cantidades de agua y Arizona es un estado muy soleado pero muy seco. Esto es así porque la forma económica de utilizar la energía solar es la llamada térmica, basada en una turbina de vapor de agua que se calienta con los rayos de sol concentrados. La forma que no requiere agua, la fotovoltaica, es excesivamente cara. Esto se cuenta en el número del 17 de enero de 2001 de The Arizona Republic http://bit.ly/5v1O6I

Por un único debate energético entre anti-CO2 y pro-CO2

¿Está teniendo lugar un debate equivocado sobre los sistemas de producción de energía? ¿Cuál debe ser el debate sobre la energía?

En el panorama actual del debate sobre energía es muy frecuente encontrarse con un debate entre la energía renovable y la energía nuclear. Este es un debate equivocado y dañino. Es equivocado porque no afecta al núcleo del problema, que es un problema gravísimo, y es dañino porque desvía la atención del mismo. Son normales en todos los foros las discusiones entre los pro-renovables y pro-nucleares, llamados así unas veces y otras anti-nucleares y anti-renovables. Es necesario que, de una vez, unos y otros se den cuenta de que están en el mismo bando, el anti-CO2 o pro-clima.

Veámoslo. Pro-renovables y pro-nucleares estarán de acuerdo en lo siguiente:

1) El clima terrestre está cambiando hacia un calentamiento global. Esto es un hecho probado. Baste como dato ilustrativo la desaparición del hielo ártico, pero puede encontrarse una colección de datos irrefutables que no ofrecen lugar a duda en el resumen para los líderes políticos elaborado por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) http://www1.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-spm.pdf

2) De no revertirse, los efectos de ese cambio climático pueden ser devastadores para la humanidad. Remito al documento anterior.

3) La razón de ese cambio climático es la actividad humana y, en particular, la emisión de gases de efecto invernadero, especialmente CO2 y CH4. Esto no es un hecho completamente probado, pero son abrumadores los indicios de su veracidad, que se enumeran en el documento del enlace anterior.

4) El grueso del CO2 emitido a la atmósfera por la actividad humana procede de la producción y consumo de energía.

5) Las únicas energías primarias que emiten CO2 son las fósiles (carbón, petróleo y gas natural). Las energías renovables (hidráulica, eólica, solar y otras) y las energías nucleares (de uranio y de torio) no emiten CO2.

Hasta aquí los puntos de acuerdo. Pero, además, unos y otros podrán llegar a coincidir en que el problema del cambio climático y sus consecuencias es el más grave al que se enfrenta la humanidad en estos momentos, y que, por lo tanto, es absolutamente necesario dejar de emitir CO2 de un modo inmediato, sustituyendo la energía producida por carbón, petróleo y gas natural, por energías no emisoras de CO2.

¿En qué medida hay que hacer esta sustitución? ¿Cómo de grave es esto? ¿De la energía que consumimos, cuál es la proporción entre energías emisoras de CO2 y no emisoras de CO2? Las respuestas de pro-renovables y pro-nucleares bien podría ser: ¡en gran medida! y ¡muy grave!, porque España consumió en 2008 un 81% de energías emisoras de CO2 y un 19% de energías no emisoras de CO2 (un 11% de nuclear y un 8% de renovable), según aclara el siguiente gráfico del libro de la Energía en España en 2008, del Ministerio de Industria (http://www.mityc.es/energia/balances/Balances/LibrosEnergia/ENERGIA_2008.pdf , p.38).

Acordado todo esto, unos y otros podrían acordar, a su vez, que, si las renovables pudiesen aportar toda la energía necesaria, no habría razón para producir también energías nucleares. De modo que la pregunta relevante sería: ¿puede producirse toda la energía necesaria a partir de fuentes renovables solamente y hacerlo ya? Hoy por hoy, honestamente, hay que responder que no, y esta respuesta también podría ser aceptada por pro-renovables y pro-nucleares. No, porque que para ello tendría que multiplicar por 15 la producción (un 1500 por 100%), algo que parece irrealizable física y económicamente, y porque la inherente inestabilidad de la potencia aportada por las fuentes renovables obliga a tener siempre otras fuentes de apoyo rápido, o sea centrales de gas natural productoras de CO2.

Así pues, parece lógico pensar que las energías renovables y las nucleares están obligadas a convivir en un futuro de producción energética no emisora de CO2, en el que las renovables aporten toda la energía que sean capaces de aportar y las nucleares –con tecnología renovada que elimine el peligro de proliferación, el riesgo de accidente y la producción de residuos radiactivos de alta actividad- aporten la diferencia hasta un altísimo porcentaje, manteniéndose como únicas energías emisoras de CO2 las de gas natural necesarias para el apoyo de estabilidad de la red eléctrica.

Pro-renovables y pro-nucleares pueden y deben unirse en pro-clima, o anti-CO2, urgentemente.

¿Cuál es la diferencia fundamental entre el Torio y el Uranio?

Las energías nucleares basadas en uranio y en torio tienen en común que no producen gases de efecto invernadero. Sin embargo, la basada en uranio  presenta problemas –en cierto grado discutibles- de proliferación de armas nucleares, de producción de residuos radiactivos de larga duración y de peligro de accidente nuclear, mientras que la basada en torio no. ¿Cuál es la razón fundamental de esta diferencia tan importante?

El uranio aparece en la naturaleza básicamente como una mezcla de dos isótopos, el U-238 en una proporción del 99,3%, y el U-235, en una del 0,7%. El torio se presenta básicamente como un único isótopo Th-232, en un 100%. Otros isótopos de U y de Th aparecen en la naturaleza, pero en proporciones despreciables.

Los isótopos U-235, U-238 y Th-232 son las tres únicas opciones prácticas de producción de energía nuclear mediante fisión. De ellos el U-235 es el único combustible nuclear, o material fisible, es decir, que puede romperse en dos átomos más pequeños si se bombardea con neutrones, desprendiendo mucha energía y más neutrones. El U-238 y el Th-232 no son combustibles, pero sí son fértiles, lo que quiere decir que se pueden convertir en combustibles si se bombardean con neutrones. Veamos lo básico de las tres opciones.

La opción del U-235 como combustible: Ésta es la opción elegida en las centrales nucleares actualmente en funcionamiento. Como el U-235 es muy escaso en el uranio natural, hay que producir previamente uranio enriquecido, en el que el U-235 está en una proporción del 20% y el U-238 en una del 80%. Por esto, al bombardear con neutrones el uranio enriquecido no sólo se bombardea el U-235 que se fisiona y da energía, sino que también se bombardea el U-238, el cual  produce un isótopo de plutonio, el Pu-239. Con este Pu-239 es posible hacer armas nucleares -aunque el Pu-239 producido en centrales nucleares de uranio es poco práctico como explosivo nuclear y éste se produce en instalaciones ad hoc- y de aquí el problema de la proliferación. El Pu-239 también es fisible y puede usarse para producir energía. Pero además,  da lugar a americio (Am), curio (Cm) y otros isótopos transuránidos radiactivos de larga duración, que generan el conocido problema de los residuos. Finalmente, la fisión de U-235 tras su bombardeo con neutrones genera más neutrones y da lugar a una reacción en cadena que hay que controlar. La eventual pérdida del control de esta reacción daría lugar al temido accidente nuclear.

La opción del U-238 como material fértil: El fundamento de esta opción es que el bombardeo del U-238 con neutrones produce Pu-239, que es un combustible. Por lo tanto los problemas de proliferación, radiactividad de larga duración y peligro de accidente son los mismos que en la opción del U-235, desde el punto de vista cualitativo, y posiblemente aún mayores en cantidad.

La opción del Th-232 como material fértil: El fundamento de esta opción es que el bombardeo de torio 232 con neutrones da protactinio 233, Pa-233, que se convierte espontáneamente en U-233 al cabo de unos días, el cual es un combustible nuclear que, bombardeado con neutrones, se fisiona desprendiendo mucha energía y neutrones. Estos neutrones se utilizan para bombardear más Th-232 y generar más U-233, y el proceso sigue hasta que se agota todo el torio. En este proceso no se produce plutonio Pu-239 y, por lo tanto, se elimina el problema de la proliferación y el de los residuos radiactivos de larga duración. Por otra parte, el Pa-232 generado inicialmente absorbe muchos neutrones, por lo que de quedarse en el reactor pararía completamente la reacción nuclear. Esto, que parece un inconveniente técnico, puesto que obliga a retirarlo del reactor según se va formando, esperar a que se convierta en U-233 y reintroducirlo, es en realidad una gran ventaja de seguridad, que asegura la imposibilidad de un accidente nuclear en el hipotético caso de una pérdida total de control del reactor.

Resumiendo, las diferencias básicas entre las energías nucleares basadas en uranio y en torio son dos:

1) La energía nuclear basada en uranio pasa inevitablemente por la producción de plutonio y la basada en torio no. Esto establece diferencias fundamentales en los problemas de proliferación de armas nucleares y de producción de residuos radiactivos de larga duración.

2) La energía nuclear basada en uranio se fundamenta en un proceso inherentemente peligroso ante una eventual –aunque improbable- pérdida de control y la basada en torio se fundamenta en un proceso autoregulador, que se pararía si se dejara descontrolado.

¿Cuánto combustible consume la humanidad en un año?

Una buena fuente con datos al respecto es la wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/World_energy_resources_and_consumption , pero es interesante hacerse una imagen del volumen de leña que supondría, si toda la energía se produjera quemando leña, o de carbón, o de petróleo, o de uranio, o de torio. Justamente esto es lo que han hecho en el blog Global Artwork, comparando todos estos volúmenes con el edificio de la Ópera de Sidney:

How much fuel do we use in a year?

Introducción

Este blog está dedicado a explorar la hipótesis de que la fuente fundamental de energía de la humanidad en un futuro cercano será el Torio.

Esta hipótesis es razonable a fecha de hoy y no tardaremos mucho en comprobar si es falsa o cierta. De ser cierta, la humanidad entraría en una nueva era en la que la energía podría ser básicamente ilimitada en la escala de milenios y su extracción sería limpia, sin graves problemas asociados como la generación de residuos radiactivos de larga duración o de componentes básicos de armas nucleares, ni la emisión de gases de efecto invernadero.

La utilización del Torio como fuente de energía en el ciclo Th-U-233 fue propuesta por Eugene Wigner en los años 40. En esos tiempos de guerra, esta opción fue marginada frente a la del ciclo Uranio-Plutonio (U-Pu), que es la base de la tecnología nuclear actual, porque esta última permitía producir armas nucleares. A pesar de esa marginación, la propuesta de Wigner se materializó en reactores nucleares de fluroruo líquido (LFTR), o de sal fundida, bajo el impulso de Alvin Weingber en los años 60 en Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Estos reactores experimentales no presentaron problemas básicos, pero sí de ingeniería, resolubles con inversión y empeño. Sin embargo, la prevalencia política de ciertos personajes e intereses acabó con la dimisión de Weinberg como director del ORNL y la paralización de las líneas de trabajo sobre el ciclo Th-U-233. Sólo recientemente se ha recuperado esta línea de investigación y desarrollo, la cual, siendo cara, debe ser mucho más barata que la del ciclo U-Pu. Kirk Sorensen ha ejercido en los últimos años y ejerce ahora una inmensa labor de difusión de la idea de Eugene Wigner. Este blog tiene una dedicatoria especial a Eugene Wigner, a Alvin Weinbert y a Kirk Sorensen.