Érase una vez en México

Como ya mencioné en la parte final de la entrada Verdadero o falso, en México, la reciente Estrategia Nacional de Energía plantea el "uso de fuentes de generación eléctrica limpias" lo cual sugiere como alternativa a la energía nuclear.

 

Según un informe anual del Organismo internacional de Energía Atómica, en México existen 2 reactores nucleares operando actualmente. Para finales del 2009 ambos estaban en funcionamiento y en el 2008 Suministraron electricidad por 9.4 Terawatts, cifra que representó el 2.5% de la electricidad total que se consumió en el país.

Me pareció interesante calcular el dato de cuál sería el consumo total de electricidad, así que apliqué una simple regla de tres:

2.5% - 9.4 Terawatts

100% -  376 Terawatts

La cifra subrayada representa el consumo total de electricidad del país en ese año.

 

De acuerdo al informe, nuestro país tiene una experiencia operacional con reactores nucleares de más de 36 años. Ambos reactores se encuentran en la Central Nuclear de Laguna Verde, propiedad de la Comisión Federal de Electricidad, en el estado de Veracruz.

 

 

 

Laguna Verde cuenta con reactores de fisión que ocupan Uranio 235 enriquecido al 3 o 4%.

Investigadores de la UNAM trabajan en el diseño de un sistema híbrido de fisión y fusión, persiguiendo la finalidad de obtener energía más limpia y segura. Hoy en día nos sustentamos en la reacción de fisión para generar electricidad. Esta reacción conlleva los residuos que son motivo de rechazo hacia la energía nuclear puesto que tienen un alto nivel radioactivo. Pero las reacciones de fusión no generan gases nocivos y producen residuos de muy baja radioactividad.

 

En la UNAM se simulan reacciones fusión-fisión por medio de modelos físico-matemáticos, cuya característica sería conseguir energía "limpia". Además, un reactor de fusión nuclear es intrínsecamente seguro ya que la propia reacción se detiene al cortar el suministro de combustible. No depende de ningún sistema externo de seguridad susceptible de errores. Y es una fuente inagotable de energía ya que el Deuterio existe en abundancia en la naturaleza y el Tritio es generado dentro del propio reactor a partir del Deuterio.

 

"En un sistema híbrido, los deshechos de la fisión de los reactores serían transformados en elementos de menos radioactividad, lo que podría disminuir el volumen de los residuos que deben confinarse definitivamente", destacó el ingeniero nuclear, Juan Luis François Lacouture. "A futuro, el objetivo es validar los resultados obtenidos", finalizó.

 

 

Estado de la cuestión

Pensar en tener que hacer un Estado de la cuestión respecto a mi tema me sirvió para dos cosas. La primera fue para evaluar la información que he estado compartiendo en mi blog sobre mi tema. Aquí detecté cabos sueltos en cuanto a información que me he ahorrado. La segunda, que es consecuente de la primera, fue para intensificar mis investigaciones.
 

A lo largo de mis búsquedas he encontrado desde textos que únicamente sientan las bases del tema, otros en los que se ven planteadas posturas ya definidas, medios visuales y hasta información muy avanzada que da una guía de cómo se trata con el tema en la vida real. Éste último tipo de recursos por el momento no los ocupo puesto que soy muy técnicos y se manejan términos de la industria que a mis ojos de novato están en otro idioma.

 

Trataré de explicar, de un modo muy digerible, el trabajo que se realiza en las centrales nucleares. Para llegar desde la reacción hasta la electricidad. Al final anexo un glosario de términos para apoyarse.

 

FUNCIONAMIENTO

Al llevarse a cabo la reacción de fisión, se libera energía en forma de calor. Esta energía calienta el agua dentro del reactor y ésta se evapore. El vapor fluye a través de tuberías y conductos hasta que llega a las turbinas. Las turbinas se mueven y transfieren el movimiento al generador que se encarga de producir electricidad.

 

El vapor de salida de las turbinas se descarga en el condensador, condensándose por efecto de la refrigeración del mismo utilizando agua de mar. Una vez que ya el agua se encuentra de nuevo en fase líquida en el condensador, el agua se recircula al reactor para volver a iniciarse el proceso.

 

Uno de los sistemas de seguridad del reactor son unas barras de control que controlan la reacción dentro de éste. Éstas se encargan de controlar la reacción en cadena. Si las barras no se llegaran a introducir a tiempo el reactor cuenta con un sistema encargado de apagarlo de manera automática.

Esto previene lo que podría ser un accidente catastrófico.

 

 

En Octubre de 2007 existían 439 centrales nucleares en todo el mundo, que generaron 2.7 millones de MW/hr en 2006.

 

La tecnología nuclear es aplicada también en áreas como:

• Medicina - rayos X, radioterapia.
• Agricultura - combatir plagas que ocasionaban pérdidas en las cosechas. Modificación genética.
• Alimentación - conservación de alimentos.

 

 

GLOSARIO:
Fisión nuclear: Ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños.

Fusión nuclear: Proceso por el cual varios núcleos atómicos de carga similar se unen y forman un núcleo más pesado.

Reactor: dispositivo donde se produce, mantiene y controla la reacción nuclear.

Turbinas: máquinas que manejan fluidos en fase gas para convertir la energía de esas corrientes en energía mecánica.

Generador: dispositivo que transforma energía mecánica en eléctrica.

Condensador: intercambiador de calor entre fluidos. Mientras uno de los fluidos se enfría, cambiando de fase gas a fase líquida , el otro se calienta.

 



Wikipedia

Una de las entradas que nos fue encargadas hacer trataba sobre buscar nuestro tema de investigación en Wikipedia y examinar la información que ahí encontraríamos.

Si no me equivoco, a partir del momento que comencé a usar la computadora con fines académicos, a hacer investigaciones que me eran asignadas como tarea, y hasta el día de hoy que curso el primer semestre de la carrera. Wikipedia ha formado siempre parte de mis referencias bibliográficas en investigaciones de cualquier índole.

Por alguna razón es siempre la primer página que aparece después de buscar el tema en Google.

He tenido profesores que refieren a este buscador de manera despectiva, sugieren evitarlo o lo califican de manera reprobable. La verdad es que en un principio no les hice caso, y ahora que ya no soy un principiante buscando en internet (por supuesto sigo sin ser un experto) me atrevo a decir que se equivocan.

Si bien no vas a basar tu investigación en él, es una buena herramienta para comenzar. Adquieres información preliminar y partiendo de esta base estás listo para tomar en serio las cosas y buscar algo más específico.

 

Yo lo recomiendo ampliamente. No es el único recurso que existe, pero ya expliqué de qué manera me ha servido a mí.

 

Con respecto a mi tema, Wikipedia realmente me aportó información útil. Es una investigación extensa. No muy técnica ni profunda. Se inclina más bien hacia informar acontecimientos históricamente importantes relacionados con la energía nuclear. Así como las aplicaciones que tiene actualmente. Digamos que es una buena introducción. El punto de vista que expresa es muy neutral, informativo más que nada y permite que así el lector decida si estar a favor o en contra.

 

La información se presenta como suelen estar estructurados los artículos en Wikipedia, éste no es la excepción. Empieza por una breve descripción, que en este caso no es tan breve. Recurre a la Historia como primer recurso para adentrar en el tema. También presenta algunos fundamentos físicos, que son explicaciones más científicas para las cuales se necesitan conocimientos en química y física. Posteriormente habla sobre descubrimientos tecnológicos fundamentados en el uso de la energía nuclear, principalmente armamento y electricidad. Clasifica los residuos nucleares y habla sobre el tratamiento que se les da a estos. Después menciona los organismos que regulan este recurso, a nivel internacional o por países. En la sección de Situación por países únicamente menciona a España, aquí valdría la pena mencionar a países como Japón, que actualmente sufre una crisis nuclear. Finalmente aborda la controversia sobre energía nuclear, me agrada porque no plantea ni sugiere una postura por la cual instruir. Es muy objetivo. Mucha de la información que he reportado en mis entradas anteriores proviene de haber leído Wikipedia antes y darle una interpretación propia.

 

Yo en su momento editaré el artículo con la idea de enriquecerlo en los puntos que considero quedan debiendo mucha valiosa información.

 

 

https://es.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclear

Ese es el link del artículo en Wikipedia. Vale la pena echarle un vistazo.

Mi nombre de usuario es: JMontesinos09

Sin pena ni gloria

Por todos lados donde se es buscado mi tema de investigación existe controversia. Hay una polémica social en la que está envuelto. La veo de la siguiente forma, hemos descubierto y desarrollado la energía nuclear. Bien por nosotros. Pero descubrimos que puede ser contraproducente. Es cierto, se corre peligro al tratar con energía nuclear por las materias primas con las que se trabaja y las altas condiciones de operación necesarias, medidas de seguridad y control mucho más estrictas requieren de un alto costo.

Me he dado cuenta que he desaprovechado mi tema por todo este tiempo. Justo ahora me pregunto, ¿qué hacía yo investigando exclusivamente sobre reactores nucleares? Ojalá alguien me lo hubiera hecho ver antes, después de una introspección, se que se debe a que no tomaba en serio esta investigación. Aún  desconozco la razón por la cuál comencé a darle importancia. Pero ahora se que hice bien, declaro este mi punto de partida, un simple parte aguas.

 

Eché un vistazo a artículos sobre energía nuclear, así fue el comienzo. No es que haya cambiado de tema, es sólo que lo estaba abordando por el lado equivocado. Ahora se que mi tema se llama ENERGÍA NUCLEAR. Una metáfora válida y que involucra a otra de mis pasiones, y que seguro es compartida por muchos de mis semejantes, el deporte. Bueno no al deporte en general, al fútbol. Ahí les va. Estaba enfocándome en el balón de juego, sin tomar en cuenta a los jugadores y espectadores, somos de quien depende esto. Sin tomar en cuenta siquiera el juego.

Es una idiotez, pero hablando en serio, lo que yo estaba haciendo era una grosería. Entonces disculpen por las entradas pasadas. Prometo dedicar tiempo y esfuerzo a futuros escritos. Ya que me he dejado de sentir culpable. A lo que vine...

 

Había quedado debiendo una explicación apropiada de cómo se genera electricidad por medio de la energía nuclear. Pues lo prometido es deuda.

 

Empezaré por el concepto base: Energía Nuclear. Por definición, ésta es la energía que se libera en las reacciones nucleares. Las dos formas básicas de utilizar la EN, desprendida por reacciones en cadena descontroladas de forma explosiva, son: fisión y fusión nuclear. Para la reacción se ocupa Uranio 235. No es el único elemento químico utilizado pero si el que más se ocupa

en la industria (también podemos encontrar esta reacción en la naturaleza en el interior de las estrellas).

 

Algunas de las principales características resaltables de este tipo de energía es la alta calidad que puede producirse, así como la poca eficiencia del proceso. En la segunda estamos hablando que se desaprovecha entre el 86 y 92% de la energía que se libera en la reacción. En el aprovechamiento de dicha energía es donde entra la energía eléctrica. No hay que perder de vista que su aplicación, depende de la utilización que el ser humano le de.

 

 

En sus inicios, la EN fue utilizada persiguiendo fines bélicos. Es decir, forma parte de la guerra. Basta con recordar cómo finalizó la Segunda Guerra Mundial. Bueno, esa era una bomba atómica en la ocurría una reacción de fisión. Pero las bombas de fusión tienen un alcance miles de veces más potente. Por fortuna, este tipo de bombas no se ha utilizado nunca contra un objetivo real. Me parece interesante que existen naciones que contaron primeramente con armas nucleares y después comenzaron a generar energía nuclear. Entonces la primera no es consecuente de la segunda.

Mencionaré algunos puntos

Pros:

• No se utilizan combustibles fósiles. Por lo tanto, no se emiten gases de efecto invernadero.
• Las reservas de combustible nuclear existen en una cantidad capaz para abastecer a todo el planeta durante más de cien años.

Contras:

• Se producen residuos nucleares.

Pareciera estar en desventaja el lado que se opone. Pareciera que plantee argumentos a razón 2 contra 1. Pero no, aún falta profundizar en los puntos negativos:

• Tienen que ser albergados en depósitos aislados y se debe llevar un control sobre ellos.
• Si estos fueran liberados a la atmósfera, tendrían una gran repercusión en el medio ambiente y en los seres vivos.
• Tardan muchísimos años en descomponerse.

Formen su propio criterio.

Verdadero o falso

Para abordar un tema tan polémico se necesita hacer una investigación profunda como primer paso. Posteriormente, tomar en cuenta los puntos de vista de expertos, aquí es donde te encuentras todo tipo de opiniones, tanto un lado positivo como un negativo. En algunos casos ambos tienen un pedazo de razón, sin embargo el ejercicio trata de formar un criterio propio. Hay que ser objetivos y tolerantes, no hay nada peor que alguien intransigente. Si se está lo suficientemente informado, si crees estar listo para formar parte de uno de los dos bandos, entonces demuéstralo exponiendo tus argumentos. Hacer esto es dar un gran paso porque implica riego, el riesgo de que llegue alguien que sabe más o al menos lo aparenta y te presente un aspecto que quizás a ti se te había escapado, invalidando tus argumentos y dejándote en ridículo prácticamente. Corres el riesgo incluso de renunciar a tus ideales. Se es muy susceptible en esta situación.

Ya que quedó descrita la ambientación, esta noche fui en busca de algo así. Encontré un debate que resultó muy útil a mi investigación. Titulado "¿Necesita el mundo energía nuclear?" Este comenzó haciendo un sondeo en la audiencia, que reflejó que el 75% de los oyentes estaba a favor, y el 25% restante en contra. Como exponentes se encontraban Stewart Brand, a favor, y Mark Jacobson, en contra. Ambos graduados de la Universidad de Stanford.
Si hay algo de lo que no podemos prescindir ninguno de los que esté leyendo esto y el resto de los habitantes en las ciudades es: la electricidad.

Las electricidad para las ciudades es lo que llamamos electricidad de carga base porque ahí se encuentra todo el tiempo. Hasta el momento sólo hay tres fuentes principales. La energía hidroeléctrica ya en muchos lugares ha llegado a su límite. No se toman en cuenta otro tipo de energías en el gráfico porque no son constantes.La nuclear lo es y lo ha sido por 40 años.

Baseload electricity



US            WORLD

1. Fossil fuels (coal and gas)                                                                       71.4%             66.1%

2. Hydro                                                                                                        6.5%            16.1%

3. Nuclear                                                                                                    19.3%            15.7%

En las plantas que generan electricidad por combustión de carbón se generan 19,000 toneladas de dióxido de carbono (CO2) al día para producir 1GW (giga watt) de electricidad.





Todos estos residuos del carbón se van a la atmósfera formando los gases invernadero.






Otra fuente de energía es el viento, parece ser buena idea puesto que es natural y renovable. Pero hay que tomar en cuenta el siguiente dato: para obtener 1GW de electricidad normalmente se necesitan 250m2 en una central eólica.



Algo parecido pasa con los centrales solares, para proyectos de 80 de estos necesitan demoler 1000m2 del desierto del sur de California. Para producir 1GW se ocupan 50m2 de un desierto demolido.

Algunas de las desventajas que se tienen sobre la energía nuclear son: 

• Levantar una central nuclear toma entre 10 y 19 años desde la planificación hasta el funcionamiento.
• Proliferación de armas nucleares.
• Se derretirán los polos. 

En cuanto a las armas nucleares, se pueden aprovechar las ojivas nucleares transformándolas en electricidad. El 10% de la electricidad en Estados Unidos proviene de ojivas rusas desmanteladas.
Al finalizar el debate se hizo el recuento en la audiencia resultando 65% a favor. Lo cual significa que un diez porciento cambió de parecer, considerando innecesaria esta fuente de energía.

Cabe resaltar que yo me inclino hacia el uso de esta fuente de energía. En México, la reciente Estrategia Nacional de Energía plantea el "uso de fuentes de generación eléctrica limpias" lo cual sugiere la alternativa de energía nuclear.
Los riesgos del recalentamiento del planeta superan al riesgo de un incidente nuclear, lo cual es ciertamente posible y un problema muy real.
Si queremos mantener las luces encendidas, la energía nuclear es la solución.

Regresamos entonces al cuestionamiento inicial, título del debate. La respuesta, en mi opinión, es: Verdadero.

Calentando motores

No se si soy yo. Que no me acostumbro al ritmo de vida universitario, o es normal y no soy el único que lo siente así. Por el momento me atrevo a decir, después de este mes y un día de clases que han pasado, mi carrera me está "rompiendo la madre". Una expresión un poco drástica como primera intención. Pero es muy común en mi lenguaje así que consideren que esta aclaración es como para reducir el impacto de la frase.

Había pospuesto ya por varios días la investigación en EBSCO, el cual cabe resaltar que el profesor de español considera un Ferrari dentro de las fuentes de investigación científica. No podía pasar desapercibida una etiqueta así de atrevida. Lo tenía que probar.

Tomando en cuenta lo poco que hasta el momento conozco de mi carrera y lo extenso que es su campo de estudio y aplicación. Supongo que es válido el comenzar la búsqueda con un tema que atrapó más al niño que hay dentro de mi que al universitario. Más a mi curiosidad que a mis ganas de realmente profundizar en el estudio de este contenido. Sucumbí ante la inquietud. No significa que estén peleados estos hemisferios ya que siempre debe de haber un poco de estas características en un científico. Para no darle más vueltas de las que ya le di al asunto. El tema es reactores nucleares.

Quizás lo primero que se viene a la mente es: peligro, radiación, Chernóbil... Estoy divagando.
Resulta ser que es un tema complicadísimo, en EBSCO encontré artículos muy técnicos que para un principiante en la materia son en primera instancia inservibles. Por supuesto no iba a quedar ahí mi experiencia. Me apoyé en buscadores más convencionales, información más digerible para mí y posteriormente regresé al Ferrari.
En las centrales nucleares se encuentran todos los equipos que hacen posible la reacción nuclear.
De estos se obtiene energía, producen calor para generar energía eléctrica. Pero también pueden obtenerse materiales utilizados en armamento nuclear.
Resultan ser un arma de doble filo, por lo tanto existe un dilema.
Los accidentes que en estas plantas nucleares se presentan por errores humanos. Por ejemplo: por construcciones con deficientes medidas de seguridad. Las consecuencias son extremadamente dañinas para la civilización, por motivos de la radiación. Y los residuos nucleares son muy peligrosos y difíciles de eliminar.

 

En este blog encontré información muy interesante sobre reactores nucleares: http://ciencianahuac.blogspot.mx/2013/04/la-nuclear-nathalia-karyme-davalos_23.html

 

 

 



Conociendo a un Ingeniero Químico

El día de hoy entrevisté al M. C. Luis Gabriel Ríos Casas, profesor titular en el departamento de Ingeniería Química, Ambiental y de Alimentos en la Universidad de las Américas Puebla.

Empezamos platicando acerca del por qué estudió ingeniería química pero lo que nos pareció importante de analizar es (en general) ¿en qué momento se decide que eso quieres estudiar? Los conocimientos que se tienen, al salir de la preparatoria, sobre la carrera a estudiar son muy limitados. Quizás los elementos que consideras importantes para esa toma de decisión se resumen a dos simples cuestionamientos: ¿eres bueno para las matemáticas? ¿tienes facilidad y te gustan las ciencias básicas tales como la física y la química? Si la respuesta a ambas es "si" entonces la conclusión a la que te orillas es que pues si, ingeniería química es lo que quieres. Pero en realidad necesitas algo más, otro grupo de conocimientos como lo son las ciencias fundamentales de la actividad del ingeniero químico; y estoy hablando de la termodinámica y fenómenos de transporte. ¡Pero de estos no tienes ni idea! Esto lo empiezas a aprender en los primeros semestres de la carrera, y es hasta ese punto en el que corroboras si elegiste bien.

El entrevistado lleva casi 40 años ejerciendo esta profesión. Durante sus primeros ocho años trabajó para una compañía de ingeniería en el Instituto Mexicano del Petróleo alrededor de los años 70's. Y 32 años de experiencia docente en la universidad. El maestro Ríos dice haber tenido esa suerte de haber ejercido la profesión en el IMP, ya que era una de las compañías de ingeniería más grandes en esa época en el país.

Con la intención de identificar dónde radica la mayor diferencia entre un ingeniero químico y un químico, explicamos que en el antes y el después de hacer reaccionar las materias primas y convertirlas en productos finales. Un químico exclusivamente entiende al reactor en una pequeña escala, ignorando los miles de equipos que hay antes del reactor y los miles de equipos que hay después de éste, el antes y el después. Pero no sabe qué hacer con los productos del reactor ¿qué sigue? Bueno, un ingeniero químico si sabe que a las materias primas se les tiene que preparar para llevarlas al reactor y lo que pasa después del reactor con los productos: se separan, se purifican y se recirculan.

¿Cuál diría que es el futuro de la ingeniería química? "Pues en realidad no es que haya futuro, ni pasado, ni presente. Si no hubiera ingeniería química y no hubieran unidades de producción a partir de la revolución industrial simplemente no viviríamos como vivimos. La ingeniería química ha estado presente en cada momento del cambio de estilo de vida de la gente. Yo no hablo de futuro, simplemente digo - si desaparece la ingeniería química desaparecen los productos de los cuales ahora disponemos." Eso significa que no va a desaparecer nunca puesto que cada vez las exigencias en el mercado son mayores y más sofisticadas. "Tú crees que hay futuro? Pues no, siempre ha sido el presente."

¿A quién considera su científico favorito y por qué? "Mira, siempre a mis alumnos les digo, ¿quieres pasar a la posteridad? Pues invéntate una Ley, que te recuerden de por vida. Yo súper reconozco la gran imaginación de toda la gente que trabajó en el desarrollo de las leyes de la termodinámica porque esa es mi pasión. Sin termodinámica no hay ingeniería química ni ingeniería de procesos y si no hay ingeniería de procesos pues dedícate a psicólogo. Carnot, el padre de la termodinámica, fue una gente brillante, trascendente. Solo nace uno por siglo."

¿Podría dar una breve explicación acerca del bosón de Higgs, coloquialmente conocida como la partícula de Dios"? "mi opinión es que si el universo es infinito, no se quién es Dios, pero si existiera, debe haber pensado en una forma inimaginable para crear el infinito. Si eso es la partícula de Dios, debe ser algo fuera de nuestras mente. Sin principio ni fin."

Para finalizar, pedí que comentara alguna anécdota o experiencia que le parezca interesante mencionar para enriquecer la entrevista.