¿Cómo funciona la energía nuclear?
Desde la segunda mitad del siglo XVII, cuando comenzó la Revolución Industrial, la demanda de energía ha aumentado considerablemente cada año. En la actualidad, una gran parte de esta demanda se cubre a través de los combustibles fósiles.
Sin embargo, debido a los efectos negativos que estos combustibles generan en el medio ambiente y al incremento de los costos de producción, los expertos buscan constantemente nuevas formas de producir energía.
Aunque la energía solar, la eólica y la hidroeléctrica son fuentes renovables y viables, su producción aún es insuficiente para satisfacer la necesidad de la población mundial.
En contraste, la energía nuclear posee todos los atributos para utilizarse a gran escala, pero el entusiasmo sobre su uso ha disminuido con el paso de los años, especialmente tras los eventos devastadores de Fukushima y Chernóbil.
Hoy en día, esta fuente de energía representa el 15% de la energía eléctrica generada en todo el mundo, con algunas ventajas que incluyen la confiabilidad, los bajos costos operativos, la baja emisión de desperdicios y la producción de energía respetuosa con el medio ambiente. Además esta energía tiene muchas ventajas y desventajas que puedes conocer en este enlace.
A continuación, te mostramos cómo ocurre el proceso de producción de electricidad a través de la energía nuclear.
¿Cómo se genera energía eléctrica con la energía nuclear?
La reacción se desencadena
Los reactores nucleares representan la base de la producción de electricidad a partir de energía nuclear. Se trata de grandes calderas o vasijas de acero resistente en las que tiene lugar la fisión, un proceso que consiste en la división de átomos.
Aunque múltiples materiales pueden alimentar un reactor, el más común es el uranio, debido a que es un material abundante en todo el mundo.
Para dar inicio a la reacción, el reactor incluye tubos sellados de metal que contienen uranio. Luego, se disparan neutrones hacia los átomos de uranio para provocar su división y la liberación de más neutrones.
Posteriormente, estos neutrones chocan con otros átomos y generan más divisiones, y así sucesivamente, provocando lo que se conoce como “reacción en cadena”.
Es precisamente esta reacción en cadena el fenómeno que genera la gran cantidad de calor que se necesita para la siguiente fase del proceso.
Absorción de neutrones libres
Cuando ocurre la fisión nuclear, los neutrones son liberados y pasan a flotar libremente en el interior del núcleo. Estos neutrones flotantes son absorbidos a través de barras de control.
Para que el reactor se mantenga fresco y seguro, interviene un elemento metaloide que también contribuye a la absorción de los neutrones libres flotantes.
Calentamiento del agua
Una vez que el agua pasa a la caldera del reactor, el calor y la radiación generados a partir de la reacción en cadena calientan el agua.
El agua sirve de refrigerante, al evitar el sobrecalentamiento del reactor, y sirve como medio de transporte del calor y el vapor necesarios para darle movimiento a las turbinas.
Las tuberías transportan el agua
Debido a que el agua que funciona como refrigerante debe fluir de manera constante alrededor del reactor nuclear y dentro de él, el sistema cuenta con dos tuberías distintas para que el agua fluya dentro y fuera de la cámara presurizada.
De esta forma, mientras que la primera tubería se encarga de suministrar el agua fría al tanque, mientras que la segunda proporciona el vapor y el agua caliente que harán girar las turbinas.
Ambos tubos no entran en contacto para garantizar que la temperatura de la cámara permanezca estable y para regular el calor y el vapor generados por el reactor.
La energía generada por el vapor se convierte en electricidad
Una vez que el vapor hace girar las turbinas, la energía térmica se transforma en energía mecánica. Las turbinas se conectan mediante un eje y giran a una velocidad promedio de 3000 rpm para activar el generador.
Luego, el generador usa un campo electromagnético para transformar la energía mecánica en electricidad.
Finalmente, un transformador se encarga de impulsar la energía de alta tensión que requiere la red eléctrica para transmitirla de manera eficiente.
Al final de la línea se encuentran las empresas, los hogares y los servicios que utilizan la energía eléctrica.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
