Reactores nucleares de agua ligera cumplen 60 años de generación eléctrica

Leonam dos Santos Guimarães*

El primer reactor nuclear de agua ligera (Light Water Reactor –LWR) dedicado a la producción de electricidad entró en operación comercial en 1957, en la planta Shippingport de Pensilvania, Estados Unidos.  Sesenta años después este acontecimiento, parece claro que este tipo de reactor es, y seguirá siendo cada vez más, una importante fuente de generación eléctrica.  Los LWR fueron concebidos en el Oak Ridge National Laboratory (ORNL) de Estados Unidos, y su primera versión operativa fue creada para la propulsión del submarino Nautilus que, conducido por el almirante Hyman G. Rickover, entró en operación en 1953.  El primer LWR dedicado exclusivamente a la producción de electricidad comenzó a funcionar el 2 de diciembre de 1957 en Sippingport, Pensilvania, Estados Unidos, con una producción de 60 MW de electricidad para la ciudad de Pittsburg.  Fue apagado definitivamente en 1982.  Este reactor de demostración era un Reactor a Agua Presurizada (Pressurized Water Reactor –PWR) inventado por la Westinghouse Electric Company a partir de un proyecto destinado originalmente a la propulsión de navíos aeródromos.

De forma paralela, la General Electric Company (GEC) se encontraba trabajando en otro tipo de LWR: el Reactor de Agua en Ebullición (Boiling Water Reactor –BWR).  El 3 de agosto de 1957 se inició la operación del primer prototipo de BWR de demostración, con una potencia eléctrica de 5 MW en Vallecitos, California, que permaneció en funcionamiento hasta 1963.  Debido a su pequeño tamaño, este reactor no fue considerado en general como el primer ejemplo de LWR dedicado a la producción de electricidad, a pesar de haber comenzado a operar cuatro meses antes que el reactor de Shippingport (3 de agosto de 1957).  Poco después, la General Electric creó el primer BWR comercial, llamado de Dresden, con una potencia eléctrica de 197 MW, que entró en operación en 1960, en Morris, Illinois.

La Unión Soviética creó en los años sesentas su versión de los reactores PWR, denominados VVER (Vodo-Vodyanoi Energitechesky Reaktor) Reactor de Energía Agua-Agua.  La primera planta VVER entró en operación en 1971.  Nótese que el primero que generó electricidad comercial fue el reactor Obninski, en 1954.  Este reactor, sin embargo, no era un LWR, sino la primera tecnología nuclear para la producción de electricidad creada por los soviéticos: RBMK (Reaktor Bolshoi Moshchnosti Kanalnyy), reactores enfriados con agua ligera y moderados con grafito, misma técnica de la unidad accidentada en Chernobyl.

El término “Reactor de Agua Ligera” o LWR, distingue a los reactores PWR y BWR de los “Reactores de Agua Pesada” o Heavy Water Reactor, creados inicialmente por Canadá bajo el acrónimo de CANDU (Canadian Deuterium-Uranium).  El agua ligera, que es el agua común, tiene su molécula H2O compuesta por el isótopo de hidrógeno más abundante de la naturaleza, con una masa atómica igual a 1.  La molécula de agua pesada está compuesta por otro isótopo raro de hidrógeno de masa igual a 2, llamada deuterio.

El primer HWR para generación eléctrica, denominado NPD (Nuclear Power Demostration), entró en operación en 1962 en la localidad de Rolphton, Ontario, Canadá, y fue apagado definitivamente en 1987.  La flota mundial de HWR está compuesta por 49 unidades.  Muchos PWR y BWR dedicados a la generación de electricidad fueron construidos en todo el mundo, en gran parte por empresas de Estados Unidos (Wastinghouse, General Electric, Babcock & Wilcox, Japón (Mitsubishi Heavy Industries, Toshiba, Hitachi), Francia (Framatome y AREVA), Alemania (KWU, Siemens), Corea (KEPCO), Suecia (ABB) y URSS (Gidropress/Rosatom).  Un total de 290 PWR y 78 BWR están en operación hoy, de un total de 449 plantas atómicas, es decir, 82 por ciento de la flota mundial, y abastecen cerca de 11 por ciento de la producción mundial de electricidad.  Su potencia eléctrica aumentó gradualmente y alcanza hoy los 1600 MW en el modelo EPR de la compañía AREVA, de la cual seis unidades están hoy en construcción (uno en Finlandia, otro en Francia y cuatro en China).  Dentro de los 60 reactores que se están construyendo en el mundo hoy, 54 son LWR (50 PWR y 4 BWR) Y 4 HWR.

Estos números muestran que a lo largo de sus 60 años de vida, los reactores de agua ligera, en especial los PWR, se impusieron como la tecnología dominante, y así deben permanecer todavía por algunas décadas, hasta que haya la construcción efectiva industrial de reactores innovadores de la Generación IV, de los cuales se espera que los primeros prototipos entren en operación a finales de la década de 2020.

El primero de abril de 2017 se conmemoran los 35 años del primer sincronismo de Angla 1, reactor PWR, a la red básica del sistema eléctrico brasileño,  La decisión por la tecnología PWR fue tomada por Brasil a finales de la década de 1960.  Fue una opción acertada, ya que con el tiempo esa técnica demostró ser la dominante dentro de la industria nuclear mundial.

*Director de Planeación, Gestión y Medio Ambiente de Eletrobrás Electronuclear (Brasil) y miembro del Grupo Permanente de Asesoría del Director general de la Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA).

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