sábado, 12 de marzo de 2011

TERREMOTO DE JAPÓN: ALERTA EN FUKUSHIMA.LAS CENTRALES NUCLEARES, FUNCIONAMIENTO Y RIEGOS

Durante la mañana de hoy estamos descubriendo la magnitud de la catástrofe que ha sufrido Japón aunque todavía no es posible hacer un balance ni de las víctimas ni de la cuantía de los daños , pero no hace falta más que ver las imágenes para saber que serán inmensos. Sólo una nación como Japón, que vive en la región con mayor número de seísmos del mundo y que sienten como una espada de Damocles el próximo gran seísmo que azote su tierra, podía hacer frente con tanta entereza a un terremoto que ya se encuentra entre los cinco más grandes de la historia desde que se registra su intensidad. Sin embargo, poco se puede hacer frente a la fuerza devastadora de los tsunami que con olas de más de 10 metros de altura  han arrasado todo lo que han encontrado a su paso , en particular todo el área circundante a la ciudad de Senai.

Su intensidad ha sido tal que según el Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Italia habría movido el eje de rotación de la Tierra en 10 centímetros ,debido al desplazamiento de cientos de kilómetros de rocas producido por el seísmo , algo que en realidad no tiene más efecto sobre el planeta que un imperceptible acortamiento del día en algunos microsegundos,lo que ya sucedió con otros grandes seísmos, como el de Valdivia en Chile, en 1960 que es considerado el más fuerte de la historia ,como ya vimos ayer, y el de Sumatra en 2004. Japón ya había sufrido otro gran terremoto en 1995, en la ciudad de Kobe, el cual causó más de 6.400muertos, y de entonces ahora Japón ha demostrado que había aprendido la lección, pues gracias a los métodos de construcción antisísmicos se ha evitado que los edificios se desplomasen sepultando a sus ocupantes.Según testimonios recogidos en los periódicos "los rascacielos se doblaban como cañas de bambú" y eso es precisamente lo que evita que se caigan.

Los edificios sismorresistentes se asientan sobre amortiguadores de impactos que permiten que el edificio se mueva junto con la tierra , es un sistema que se define como "viga débil, columna fuerte" , y que consigue que los edificios se comporten como juncos azotados por el viento, que se inclinan pero gracias a esa inclinación evitan ser partidos en dos . Si en Kobe hace 16 años el 80% de las víctimas murieron aplastadas , en esta ocasión las víctimas causadas por el terremoto serán pequeñas, la mayor parte de ellas van a corresponder al tsunami que azotó después la costa japonesa. 

EXPLOSIÓN DEL EDIFICIO DE CONTENCIÓN DE LA CENTRA NUCLEAR DE FUKUSHIMA



Pero hoy hay una nueva alarma, las centrales nucleares de la zona. De las 55 centrales nucleares que tiene Japón  , 14 de ellas se encuentran en la zona del seísmo. Once de ellas han sido cerradas, pero el problema y la alarma ha surgido en el reactor número 1 de la central nuclear de Fukushima, donde se tiene noticias de una explosión que ha causado 4 heridos entre los trabajadores , ha destruido la cubierta de uno de los edificios que albergan al reactor nuclear de la central y las medidas de radiación en la zona eran 1000 superior a la habitual , indicando algunos expertos que correspondía a la radiación emitida durante todo el año por la central. Se estableció un área de evacuación de 10 kilómetros alrededor de la central nuclear, un área que en el transcurso de esta mañana se ha ampliado hasta los 20 kilómetros. El problema parece radicar en el sistema de refrigeración de la central, dañado por el terremoto, y que podría provocar el recalentamiento del reactor y que se iniciase una fusión nuclear descontrolada. Vamos a tratar de conocer en que consiste una central nuclear y como funciona, para entender mejor lo que está sucediendo.

Las centrales nucleares son instalaciones que utilizan la energía nuclear para producir electricidad, empleando como combustible para producir las reacciones nucleares el uranio y el plutonio. Los componentes que integran una central nuclear son cuatro: el reactor nuclear que es donde se produce la reacción nuclear generadora de la energía, el generador de vapor, la turbina que utiliza el vapor para la producción de electricidad y el condensador que enfría de nuevo el vapor para transformarlo en líquido . Es en el reactor nuclear tiene lugar la fisión nuclear. ¿En que consiste la fisión nuclear? 


Esquema del funcionamiento de una central nuclear. Es un circuito cerrado donde el uranio es utilizado como el combustible necesario para que, a través de la fisión nuclear, genere la energía que calienta a su vez el agua que rodea al uranio. Este agua caliente se traslada al generador de vapor, que la convierte en vapor de agua que a su vez pasa a las turbinas que hacen mover los generadores de electricidad que serán los que producen la electricidad. A continuación el vapor de agua pasa de nuevo a un condensador para convertirlo en agua y finalmente pasa a la torre de enfriamiento para enfriarla y que vuelva al reactor para iniciar todo el proceso

En primer lugar tenemos que saber que las reacciones nucleares pueden ser endotérmicas o exotérmicas. No os asustéis por los términos, que parecen extraños pero no son tan dificiles de comprender. Las reacciones endotérmicas son aquellas que necesitan energía para producirse, mientras que las reacciones nucleares exotérmicas son aquellas que no necesitan energía para producirse, sino que son ellas las que la producen y la emiten. Estas últimas son las que se producen en las centrales nucleares a través de la fisión nuclear. La fisión nuclear fue descubierta por los físicos alemanes Otto Hahn (1879-1968), Fritz Strassman(1902-1980) y la física austríaca Lise Meitner(1878-1968). Otto Hahn y Meitner habían estudiado juntos los resultados de bombardear uranio con neutrones y habían observado como el átomo se dividía en otras partículas más ligeras generando energía.

Esquema de la fisión nuclear. Vemos como un neutrón en la parte izquierda de la imagen golpea el núcleo del Uranio 235 y hace que el núcleo se divida en dos núcleos al tiempo que libera nuevos neutrones que golpearan a otros núcleos iniciando el proceso de la fisión nuclear generando energía y calor

 Aunque no tengo espacio ahora para explicar la injusticia que se cometió con Lise Meitner, si quiero reseñar que en 1938 ella había tenido que abandonar Alemania debido a que era judía pero Otto, que suplió a Meitner con la ayuda del químico Fritz Strassman, envío los resultados de estos experimentos a Lise que fue quién realmente describió el proceso de la fisión nuclear, quién le dio el nombre y lo publicó por vez primera en un artículo para la revista científica Nature. Sin embargo , cuando Otto Han recibió el Premio Noble en 1944 Lise fue ignorada por el Comité de los Premios Nobel por su condición de judía.

El proceso descrito por Lise Meitner consiste en la división del núcleo de un átomo pesado en otros elementos más ligeros en una reacción que libera una gran cantidad de energía. Para dividir el núcleo del átomo se le bombardea con otras partículas , normalmente con neutrones . Cuando el núcleo del átomo pesado absorve este neutrón se hace inestable y termina estallando en varios núcleos más pequeños y libera nuevos neutrones que a su vez golpearan a otros núcleos repitiéndose todo el proceso.En cada una de estas colisiones se libera energía. Cuando el proceso se produce de forma controlada , la energía se libera lentamente y el calor producido hace que se caliente el agua que circula por el reactor, este agua pasa al generador de vapor, que transforma el agua en vapor de agua que, a continuación, es enviado a las turbinas causando que estas se muevan y hagan girar los generadores que , a su vez, serán los que producirán la energía eléctrica  que, finalmente, a través de un transformador se aumenta su tensión eléctrica para dejarla preparada para su distribución a través del sistema de suministro de electricidad a través del cual nos llega hasta nuestros hogares.  

Archivo:Otto Hahn und Lise Meitner.jpg
Lise Meitner y Otto Hahn trabajando juntos en el laboratorio. Meitner, que poco antes había tenido que huir de Alemania por su condición de judía, fue quién describió el experimento de Otto Hahn y supo explicar el fenómeno de la fisión nuclear  a la que dio nombre. También sugirió la existencia  de la reacción nuclear en cadena. Sin embargo no recibió el premio Noble, lo que si obtendría Hahn en 1944, por ser judía

En cuanto al vapor , después de mover las turbinas pasa al condensador donde cede el calor al agua que se encarga de refrigerar el reactor y , tras ser condensado y ya otra vez en forma de agua retorna al reactor nuclear para iniciar de nuevo todo el proceso. Por eso, las centrales nucleares las encontramos siempre en zonas cercanas a ríos , lagos o mares, pues necesitan el aporte constante de agua fría para el circuito de refrigeración . El sistema de refrigeración es clave, porque evita que no se sobrecaliente el reactor  pero ¿que pasaría si el sistema de refrigeración se avería como sucede en la centra nuclear de Fukushima? Aunque la central nuclear este parada, el material radiactivo que es el combustible de la central nuclear, normalmente uranio , sigue activo y generando energía, o sea, calor. Si el sistema de refrigeración no funciona , este calor seguirá aumentando , calentando el agua que se halla sobre el reactor nuclear y aumentando la presión sobre  las paredes del edificio de contención.

El edificio de contención suele estar construido con hormigón y acero que contiene en su interior al reactor nuclear  para que , en caso de una emergencia, como es el caso, contenga el escape de gases radiactivos, constituyendo la última barrera de un escape radiactivo. Las otras barreras son la cerámica que contienen las barras de uranio que se utiliza como combustible , la propia vasija del reactor y el sistema de refrigeración .Si la presión aumenta mucho, para evitar que la presión termine causando que el edificio de contención reviente , los técnicos abrirán las válvulas para que el vapor acumulado vaya saliendo al exterior aliviando así la presión pero , como este agua ha pasado por el reactor nuclear, lleva partículas radiactivas generando lo que se llama una nube radiactiva .

Imagen de la destrucción causada por la explosión de la bomba atómica de Hiroshima. Esto también podría suceder si se produjera una reacción en cadena incontrolada dentro del reactor nuclear , una reacción que no se detendría hasta agotar el combustible de la central

Otra posibilidad es que, al calentarse el reactor nuclear porque  no funciona el sistema de refrigeración, se produzca una reacción en cadena incontrolada. Si en circunstancias normales la reacción nuclear esta controlada, como hemos visto, a través del enfriamiento del combustible, si la temperatura del uranio  aumenta al no estar refrigerada por el circuito de agua fría, la reacción no se detendrá hasta agotar todo el combustible , el mismo proceso de las bombas atómicas . En este caso, un átomo de uranio 235 absorbe un neutrón, se divide en dos nuevos núcleos que, como ya vimos, sigue liberando nuevos neutrones y así continua la reacción en cadena que, si no es controlada, liberará una cantidad inmensa de energía y calor con las consecuencias que ya conocemos por los ejemplos de las bombas de Hiroshima y Nagasaki, además de la emisión  de radiación contaminante.

Finalmente, también se podría originar una reacción de fusión nuclear, la misma reacción que alimenta a las estrellas , por la que dos átomos de hidrógeno se fusionan entre sí formando un átomo de helio y liberando un neutrón y energía. De esta forma se llegan a producir grandes cantidades de energía y de calor que de estar fuera de control pueden provocar una explosión termonuclear , explosión que en el punto donde se origina puede provocar temperaturas de hasta 15 millones de grados vaporizando todo lo que se halla a su alrededor. Esto se comprobó con la explosión de la primera bomba de hidrógeno en 1952 en el atolón de Eniwetok, en las islas Marshall, que literalmente desapareció después de la explosión.  

Había olvidado deciros que el nivel de radiactividad se mide por becquerelios, nombre que recibe en honor del físico francés Henri Becquerel(1852-1908), quién fue el descubridor de la radiactividad de forma accidental en 1896, cuando al colocar sales de uranio sobre una placa fotográfica  comprobó que la placa se ennegrecía y de ello dedujo que el uranio emitía una radiación capaz de atravesar el papel y otras sustancias que la luz no podía

REPORTAJE SOBRE EL DESASTRE NUCLEAR DE CHERNÓBYL DE 1986

Imágenes  de los primeros días tras el desastre de Chernóbil y de las personas que sacrificaron su vida exponiéndose a dosis masivas de radiación y las consecuenicas que aún siguen teniendo hoy en día lo que sucedió en aquel 26 de abril de 1986   



Desde que el hombre utiliza la energía nuclear como fuente de energía se han producido 4 grandes accidentes nucleares. El primero de ellos fue en 1957 en Windscale, Reino Unido. En esta zona del norte de Inglaterra había una central nuclear construida con fines militares donde por una serie de errores el combustible nuclear se calentó hasta el punto de causar un incendio que sólo pudo sofocarse inundando el reactor, que quedó destruido. Se produjo una fuga de gases radiactivos que fue ocultada en su momento a la opinión publica ya que la instalación era secreta . Fue enterrado en hormigón , el lugar fue descontaminado y actualmente sigue en uso con nuevos reactores nucleares , bajo el nombre de Sellafield  

El siguiente accidente nuclear se produciría en 1979, en Estados Unidos. Allí , en el estado de Pensilvania se produjo el accidente de la central de Three Mile Island . Por una serie de errores de los trabajadores se produjo la emisión de partículas radiactivas que afectó a unas 25.000 personas, aunque según los análisis médicos realizados a lo largo de los años parece que no sufrieron consecuencias graves en su salud. Después , el 26 de abril de 1986, tendría lugar el accidente nuclear más grave de la historia, el de la central nuclear de Chernóbil, en Ucrania,  entonces dentro de la Unión Soviética . El accidente se produjo por la imprudencia cometida en la simulación de un corte del suministro eléctrico . Al cortar la luz y detener el sistema de refrigeración para comprobar como seguía funcionando el reactor, este se sobrecalentó hasta provocar la explosión del hidrógeno acumulado en el interior del reactor, liberando una cantidad de material radiactivo estimado en 500 veces superior al liberado por la bomba atómica de Hiroshima.

Este accidente causó la evacuación de 135.000 personas  y la muerte directa de 31 personas, pero durante décadas decenas de miles de personas seguirán sufriendo las consecuencias de la radiación a la que se vieron sometidos. La central fue cerrada de forma definitiva en el año 2000 y el reactor accidentado reposa bajo un sarcófago de hormigón y en nuestros días se está fabricando uno nuevo para evitar nuevas fugas. Según quien realice los informes , el número de víctimas causado por Chernóbil oscila entre loas 200.000 personas estimadas por Greenpeace a la más optimista del Forum de Chernóbil, que en 2005 estimó que el número de víctimas no superaría los 4000. Es difícil comprobarlo porque las muertes se pueden producir a lo largo de varias décadas, cuando surgen tumores, en especial de tiroides, que pueden ser o no atribuidos a la radiación recibida.

Imagen de la central nuclear de Fukushima después de la explosión en uno de sus edificios. Sin duda esto abrirá de nuevo el debate sobre el riesgo de las centrales nucleares, pero en la situación actual es un riego que no tenemos más remedio que asumir. Además aún desconocemos que es lo que ha sucedido pero no podemos prescindir de ellas si queremos mantener nuestro actual consumo de energía

Los otros accidentes no afectan a centrales nucleares, sino que fueron en una planta de reciclaje  de residuos nucleares de Japón, en la localidad de Tokaimura, también causado por un error humano al verter sobre el uranio que se iba a tratar una cantidad excesiva de productos químicos. Se alcanzaron niveles de radiación hasta 15000 veces los establecidos como limite máximo,murieron dos personas y hubo que prohibir la pesca, el consumo de agua y la agricultura en la zona   

En el momento en que termino este artículo, las cuatro de la tarde hora española del 12 de marzo de 2011, el gobierno japones descarta daños graves en la central nuclear de Fukushima, aunque sigue el área de evacuación en 20 kilómetros alrededor de la central, y afirma que no hay ninguna fuga radiactiva importante, aunque acaba de sufrir la misma zona un nuevo terremoto de 6 en la Escala de Richter. Siguen los planes para la evacuación de las 300.000 personas que viven en la zona y se ha repartido yodo entre los que ya ha sido evacuados, ya que el yodo tiene la capacidad de detener el pasado de radiactividad a la glandula tiroidea, previniendo así este cáncer que es el más habitual en los casos de contaminación radiactiva.

Los niveles de radiación en las inmediaciones de la planta alcanzaron en algunos puntos 15.000 veces la cifra normal.  y los expertos estiman que el suceso tiene  un 2 o un 3 en la escala de 1 a 7 con que se evalúa la gravedad de los accidentes nucleares. En este caso el nivel 3 en esa escala implica riesgos para la salud pero sin que llegue a peligrar la vida de la población. De todas formas ahora todo resulta aún confuso, y no es posible determinar el alcance de la fuga radiactiva hasta que pase más tiempo. Para cerrar el artículo me quedo con las palabras de un ciudadano japonés recogida en un periódico "Por primera vez he sentido miedo. En Tokio, los daños son relativos. Pero esto podría ser un buen simulacro para el futuro. Para cuando venga el de verdad" 
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