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EDDIE LÓPEZ HONORATO |
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Los materiales al rescate:
El caso de la energía nuclear
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En un reactor, la energía eléctrica proviene de usar el calor generado como producto de la fragmentación del átomo de uranio (reacciones de fisión). |
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En marzo de 2011, el mundo fue sorprendido con la noticia de que un terremoto de magnitud 9.0 y un tsunami habían sacudido al Japón. Las imágenes del desastre, a muchos, nos hicieron recordar lo ocurrido en México, en 1985 (terremoto de magnitud 8.1). Ese mismo día, horas después del terremoto, las malas noticias continuaron, al anunciarse que la planta nuclear de Fukushima había sido dañada por el tsunami (figura 1).
La ola de 15 metros de altura había inundado los generadores de energía auxiliares, lo que devino en un apagón total en la planta. Las interrogantes de muchos fueron: ¿por qué sucedió?, ¿sería posible hacer algo para evitar o mitigar un accidente de este tipo?
En un reactor, la energía eléctrica proviene de usar el calor generado como producto de la fragmentación del átomo de uranio (reacciones de fisión). Debido a que el reactor funciona como un sistema autosostenido —es decir, en él se continúa generando calor sin intervención alguna—, es necesario contar con un sistema de enfriamiento que mantenga la temperatura del centro del reactor, aproximadamente, a 300 °C. Esta temperatura es importante para conservar estable el centro del reactor, el cual está compuesto de tubos metálicos hechos a base de una aleación del elemento zirconio, que encapsulan las pastillas de uranio (figura 2). En Fukushima ocurrió que, al no contar con un sistema de enfriamiento, por la falta de electricidad, la temperatura del centro del reactor se elevó; por lo que, cuando la temperatura alcanzó los 900 °C, la estructura metálica empezó a fracturarse, lo cual provocó la liberación de productos de fisión (átomos más pequeños producidos durante la fragmentación de uranio) dentro del reactor. La temperatura continuó elevándose, alcanzó los 1,000 °C, y la aleación metálica comenzó a reaccionar con vapor de agua, causando la liberación de más calor e hidrógeno; entonces, el calor producido por esta reacción aceleró aún más la velocidad de calentamiento del reactor, y la acumulación de hidrógeno fue lo que provocó las explosiones que dañaron la parte superior del edificio (figura 1). Este accidente mostró algunas de las limitantes de los materiales utilizados en este tipo de reactor, diseñado en los años setentas.
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Encuentre la información completa en la versión impresa de Ciencia y Desarrollo,
Enero-Febrero 2013 |
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Eddie López Honorato es Químico por la UNAM; Maestro y Doctor en Ciencia de Materiales por la Universidad de Manchester, Reino Unido. Ha laborado como Investigador Asociado en la Universidad de Manchester y como Fellow para la Comisión Europea, en el Instituto de Elementos Transuránicos, Alemania. Actualmente es profesor-investigador en el Cinvestav–IPN, Unidad Saltillo, donde desarrolla investigación en las áreas de materiales cerámicos para la generación de energía. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores-nivel I. C. e.: eddie.lopez@cinvestav.edu.mx
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