Efecto Invernadero

LA PRODUCCIÓN MASIVA DE ENERGÍA Y EL MAYOR Y MÁS URGENTE PROBLEMA ECOLÓGICO DEL PLANETA:

En el presente documento, deseo dar información que puede y debe ser de dominio público y también materia de análisis por las autoridades nacionales e internacionales.

Visto el desarrollo y conclusiones de esa conferencia cumbre, que reúne a las más altas autoridades mundiales y todas las organizaciones ambientalistas gubernamentales y no gubernamentales del planeta.

· Como en todas las anteriores versiones de la conferencia, los únicos grandes ausentes somos…los científicos y técnicos. Esto conduce a los grandes y recurrentes errores que menciono a continuación.

· Se pone el “efecto invernadero”, en un nivel similar a otros problemas ecológicos como: la contaminación ambiental, la extinción de especies, el desmonte forestal, los residuos contaminantes, etc. Esto es un gravísimo error! Ese efecto, que produce el calentamiento planetario por el aumento de la capa de dióxido de carbono (CO₂) en la alta atmósfera, es mucho más letal, rápido e irreversible que los demás. El derretimiento de los polos, debido al calentamiento, hará crecer el nivel de los océanos más de 10 centímetros en los próximos 10 años. Eso dejará indefinidamente bajo el agua a bastas zonas continentales. En 20 años el panorama planetario presentado en la película “Water World” será más que una ficción. Así, morirán plantas, animales y …muchos seres humanos! Como si fuera poco, el fenómeno produce una rápida pérdida de las reservas de agua potable, el segundo problema ecológico fundamental! (también sus consecuencias se dramatizan en la mencionada película).

· Se propone para la solución ideal al problema de la producción de energía el uso de “recursos renovables”. Si con eso se refieren al uso del alcohol extraíble de los vegetales, eso no es solución. El CO₂ es producto no sólo de los combustibles de origen fósil (petróleo, carbón, gas), sino de los de origen orgánico (destilados vegetales, leña, etc.). Si se refieren a recursos hídricos, ya están prácticamente agotados, son antieconómicos y han producido un enorme daño ecológico. Si se refieren a las “fuentes no convencionales” como las energías eólica, mareo-motriz, solar, etc., es bueno considerar que todas ellas (aunque pudieran desarrollarse exitosamente) no cubrirían ni el 10% de las necesidades mundiales.

La Solución Razonable de Corto Plazo: Producción de Energía por Fisión Nuclear.

Desde el principio de los años ´60 los movimientos ecologistas vienen luchando denodadamente contra la producción de energía por Fisión (ruptura) Nuclear del uranio. Razones no les faltan: El peligro de accidente nuclear, la peligrosidad para los operadores, la acumulación de peligrosos residuos nucleares y, lo que yo agregaría, el carácter de recurso no renovable del uranio con agotamiento a corto plazo (que llevaría al peligro de dejar sin energía a la humanidad en pocos años).

La forma de reemplazar la producción de energía por quemado de materiales carbónicos, YA Y AHORA, es únicamente la Fisión Nuclear Controlada.

Si no se para ya la producción térmica con materiales carbonosos, los resultados ecológicamente desastrosos y repentinos del Efecto Invernadero serán inevitables.

Otra consideración de gran importancia que debe hacerse es la siguiente: Ya actualmente el 50 % del petróleo es destinado a la PETROQUÍMICA. Esa industria es fundamental para mejorar y abaratar la forma de vida de la población. Por lo tanto, las reservas petrolíferas mundiales deberían conservarse para proveer al mundo de esta calidad y cantidad de recurso tecnológicos indispensables que ofrece la industria petroquímica.

Pero veamos porqué esta propuesta de corto plazo puede ser viable con un mínimo de peligro:

· El accidente nuclear y la peligrosidad para los operadores del reactor: En la década de los `60, los físicos y técnicos nucleares trataban a la gente común con una gran pedantería (“Nosotros somos los únicos que sabemos”) y despreciaba estos peligros basándose en teóricas estimaciones probabilísticas. Cuando esos peligros se hicieron presente, tuvieron que soportar el odio de la población exacerbado por todos aquellos verdaderos conocedores que habían alertado sobre el problema. Creo que al día de hoy los expertos nucleares han aprendido duramente la lección. Son cuidadosos y sumamente prudentes en el diseño de los reactores y han perfeccionado en gran parte las medidas de seguridad, tanto en la operación del reactor como en la manipulación del material radioactivo.

· La acumulación de residuos radioactivos: Si los residuos radioactivos son adecuadamente encapsulados, representan un peligro POTENCIAL, pero no inmediato. Es cierto que el tiempo de decaimiento para que se vuelvan inofensivos sería de miles de años. Pero también es cierto que actualmente la tecnología aeroespacial tiene planes bastante factibles para poder enviar en forma muy segura esos residuos al espacio y entonces al sol. Creo que esto último se lograría, con esfuerzos económicos adecuados, en alrededor de una década. De manera que este problema tiene posibilidades de una solución permanente, que pueden considerarse casi seguros.

· El agotamiento del material fisionable: Por este problema y los otros mencionados, esta solución tiene que ser de verdadero CORTO PLAZO. La solución definitiva es la que se analiza en el siguiente parágrafo.

La Solución a Mediano y Muy Largo Plazo: Producción de Energía por Fusión Nuclear (FN):

La FISIÓN nuclear produce energía por la ruptura (fisión) del núcleo del átomo de un elemento pesado como el Uranio. Esa es la base de funcionamiento de los actuales reactores. La ruptura del núcleo de uranio produce núcleos de otos elementos, como el plutonio, estroncio, etc. Esos elementos, que no se encuentran prácticamente en la naturaleza, tienen radiaciones espontáneas de partículas y de rayos gamma que dañan las células biológicas al impactar con ellas (radiación peligrosa para seres vivos). Esos productos de la ruptura del uranio son lo que se conoce como RESIDUOS RADACTIVOS y, dada su peligrosidad, deben ser envasados en recipientes especiales y manipulados con gran precaución por los operadores. Por otra parte, la ruptura de un núcleo de uranio produce espontáneamente la ruptura de otros y el proceso se multiplica en lo que se conoce como “reacción en cadena”. Ese proceso debe ser controlado porque, de otra manera la temperatura del reactor se eleva tanto que se derriten sus paredes de protección y el material radioactivo puede difundirse al medio ambiente. Esto es lo que se conoce como ACCIDENTE NUCLEAR, es lo que sucedió en Chernobil. A estos dos inconvenientes debe agregarse, como ya se mencionó, la escasez de uranio en la naturaleza, la que reduce la producción de ésta forma de energía a no más de alguna década.

En otras palabras la generación de energía por fisión nuclear, aunque momentáneamente sea imprescindible, debe ser reemplazada en el menor tiempo posible.

La anterior explicación sirve para entender claramente la diferencia conceptual entre la fisión (ruptura) nuclear y la FUSION (unión) NUCLEAR (FN).

La FN es un proceso de unión de núcleos livianos (esencialmente hidrógeno) para formar otro elemento (normalmente helio). Se produce cuando la materia se encuentra en alta temperatura y/o densidad. Cuando la materia se encuentra en estas condiciones, está en estado de PLASMA. El plasma es el cuarto estado de la materia, después del gas, líquido y sólido. La percepción natural del estado de plasma es el fuego, es decir la llama y también la materia en el interior de un tubo fluorescente. Pero la más significativa es la del sol. En el sol la materia se encuentra totalmente en estado de plasma. En realidad, todas las estrellas se encuentran en estado de plasma, por lo que este estado de la materia, tan poco enseñado en las escuelas y conocido por la gente, viene a formar más del 99% del universo. Justamente, porque las estrellas están en estado de plasma es que su principal fuente de energía es la FN. En otras palabras la FN es la energía natural del universo. Una de las formas más normales de fusión es la de núcleos de hidrógeno pesado llamado deuterio (por pesar dos veces más) y también del deuterio con el tritio (llamado así por pesar tres veces más). Entonces, en el estado de plasma, dos núcleos de deuterio se unen para formar un núcleo de helio, desprendiendo una energía muy superior a la de la ruptura del uranio. Hechas estas aclaraciones, veamos como podríamos tener reactores basados en la FN (“los soles en la tierra”, frase del Presidente Juan Domingo Perón, 1952) y cuales serían sus ventajas.

Existen varios métodos propuestos para obtener el plasma en la tierra, en el cual la energía por FN supere la invertida para generar el plasma. Uno de ellos es el llamado Equipo Plasma Focus (PF), que promete surgir como la primera generación de reactores FN. Justamente en el PF, argentina es uno de los países que presenta mayor desarrollo científico relativo. Las ventajas que se obtendrían de lograr esta forma de energía, que es totalmente factible pero requiere lograrse prácticamente serían las siguientes:

ü El proceso de fusión no es radiactivo. La fusión de dos núcleos de deuterio forman helio que es un gas noble sin ninguna peligrosidad. Es decir no tiene residuos radiactivos.

ü La conversión de masa en energía (E = mc², la conocida fórmula de Einstein) es muy elevada: El “quemado” de un gramo de deuterio equivale a la energía de 400 toneladas de carbón.

ü El combustible es muy económico y de duración prácticamente infinita: un gramo de deuterio se extrae de un m³ de agua de mar al precio de U$S 10. Se calcula que al consumo actual de energía el deuterio extraíble duraría un tiempo equivalente a 10 veces la edad del sol.

ü No existe peligro de accidente nuclear. Como en la FN no existe reacción en cadena, si se produce un problema, el reactor mismo se apaga. Por lo tanto, el reactor puede estar ubicado en medio de una población sin ningún peligro para ella.

ü Si el esquema basado en el PF diera la primera generación de reactores FN, existe la posibilidad de reactores comerciales tan pequeños como de unos 30 MW. Eso daría la energía suficiente a ciudades del orden de los 100.000 habitantes que, en ese caso serían autónomas en su consumo de energía. Esto redundaría en que no fuera necesario largas y costosas redes de distribución que se necesitan con las grandes centrales. Una solución no solamente económica sino también ecológica y de seguridad.

ü Que el transporte pueda realizarse con electricidad o usando el combustible de hidrógeno cuyo residuo es agua, de manera que ningún gas contaminante iría al ambiente.

ü Las fabricas con hornos y máquinas puramente eléctricas, tampoco producirían gases contaminantes.

ü La basura normal o altamente tóxica que se produce en las ciudades, podría ser reciclada, transformándola en sus elementos constituyentes (carbón, hierro, aluminio, azufre, etc.) en forma pura. Eso se haría con grandes máquinas convertidoras de masa, abastecidas por energía de FN.

ü Los desechos radiactivos del planeta podrían ser enviados al sol, limpiando todo residuo radiactivo del planeta.

ü Las naves espaciales impulsadas por plasma y FN, permitirían la completa colonización del sistema solar y harían posible los viajes interestelares.

EN DEFINITIVA, SOLAMENTE CON MÁS CIENCIA Y TECNOLOGÍA EL HOMBRE PUEDE SUPERAR LOS PROBLEMAS QUE SU TECNOLOGÍA HA PRODUCIDO

Nota: Se anexa las conclusiones de un trabajo presentado internacionalmente sobre este tema.

El trabajo “Dense Plasma Focus: Remarks on its Possibilities as First Generation Nuclear Fusion Reactor and its Applications as Corpuscular and Electromagnetic Radiator” del Dr. Jorge O. Pouzo y la Dra. María M. Milanese fue presentado por invitación en el 4^th Symposium on Current Trends in International Fusion Research: Review and Assessment en Washington D.C., USA, conferencia llevada a cabo del 12 al 16 de Marzo del 2001. En esta Conferencia participan solamente 45 científicos de todo el mundo invitados especialmente. Dos son latinoamericanos y de ellos, solo uno argentino. El trabajo invitado esta actualmente en prensa y será publicado próximamente en NRC-CARC. NRC Research Press, Ottawa, Canadá.

Se transcriben a continuación sus conclusiones finales, traducidas al castellano.

Ottawa, 2002

En este párrafo (con la disculpa de los especialistas en Energía Nuclear!) los autores desean enfatizar ante las autoridades estatales y las asociaciones no gubernamentales, los problemas ecológicos conectados con la política de la Fusión Nuclear (uno de los propósitos de esta Conferencia). Se debe remarcar la urgencia de llegar a una “Primera Generación de Reactor de Fusión Nuclear”, porque es muy probable que un fuerte peligro climático ocurra en los próximos años. En realidad, los expertos pronosticaron que el nivel medio de los océanos pueda aumentar más de 10 cm. dentro de los próximos 10 años. Esto se debe principalmente a la generación CO₂, por la quema de materia orgánica en el consumo de energía industrial y de transporte (Efecto Invernadero, EI). En consecuencia, el Calentamiento Global debe ser sustancialmente reducido. Como ejemplos de consecuencias directas del EI, en el año 2000, un bloque de hielo del tamaño de la provincia de Formosa (Argentina, 36,000 km²) se desprendió del Polo Sur y, más recientemente, un bloque de 3,200 km² está a la deriva alrededor de Las Islas Malvinas (Folkland). Por supuesto, el derretimiento de estos bloques (de más de 100 metros de espesor), de agua potable aumenta el nivel del mar. El derretimiento polar, agregado a los fenómenos de masiva evaporación, nos da una idea del impacto ecológico, por el aumento de las temperaturas debido al EI. Bajo este diagnóstico, es posible pensar que la cuidad de Buenos Aires pueda estar bajo agua en los próximos 10 años, como así también Nueva York (incluyendo la isla de Manhattan) podría estar en la misma situación. Si la producción de energía por la quema de materia orgánica (especialmente petróleo) continúa, se puede estimar un inminente desastre ecológico en los cinco continentes.

Para frenar el EI, las fuentes alternativas para obtener una producción masiva de energía son la Fisión Nuclear y la Fusión Nuclear. Con respecto a una decisión entre ambas, teniendo en cuenta que la Fisión Nuclear tiene dos problemas: el peligro de los residuos radioactivos y los accidentes nucleares (pensemos en Chernobyl), la Fusión Nuclear resulta ser la fuente de producción masiva de energía, ecológicamente más viable para la humanidad, en el futuro. El tiempo de desarrollo de una Primera Generación de Reactores de Fusión Nuclear industriales, podría estimarse dentro de los próximos 10 o 30 años, si los estados toman ahora la apropiada decisión sobre este emprendimiento.

Mientras tanto, los Reactores de Energía de Fisión (muy bien controlados), podrían ser la única solución disponible. Las tecnologías usadas en los Reactores de Fisión, como producción de agua pesada, el sistema de conversión de energía de neutrones en electricidad, etc, serían usados en los nuevos Reactores de Fusión. El constante problema de eliminar a los residuos radioactivos es, justo ahora, un desafío para toda la comunidad científica en los siguientes siglos.

Puede ser muy útil pensar en los cuantitativos valores de los Reactores de Fusión Nuclear. En los reactores de Fusión D-D, la quema de 1gramo de D₂ es equivalente, en energía, a 400 toneladas de carbón. Este gramo de D₂ puede ser obtenido de 1 m³ de agua marina, al precio de 10 U$S. Los residuos de la quema de D₂ es He³, un gas noble no radioactivo. En estos reactores, temperaturas por sobre 900 ºC son obtenibles en la pared final. En esta pared es posible obtener la partición de la molécula de agua (efecto “cracking”), y producir H₂ con un bajo costo (en energía). El gas H₂ producido de esta manera, puede ser usado en la reacción exotérmica: H₂+ O = H₂O. A través de esta reacción, H₂se constituiría en un combustible para medios de transporte (autos, trenes, colectivos, aviones, etc.). El residuo de ese consumo de energía sería vapor de agua pura, con la consecuencia de este residuo ecológicamente aceptable.

En las ideas expuestas anteriormente, los autores creen que es urgente alcanzar el Reactor de Fusión Nuclear. En este sentido, el Plasma Focus Denso (DPF) es el esquema más económico, tecnológicamente factible, y rápido para obtener la Primera Generación de Reactores de Fusión Nuclear. Si el reactor 0 en D-T en DPF (100 MJ) es alcanzado, un Reactor Industrial de 300 MJ por segundo (300 MW) podría ser proyectado. Este tipo de reactores podría dar la ventaja de que una planta de un relativo bajo costo (alrededor de 300 millones de dólares) proveería de energía a ciudades con una población de entre 100 o 200 miles de habitantes (e.g. Tandil, Argentina o Santa Fe, USA). Las posibilidades de tener pequeños reactores, que pueden autoabastecer la producción energía a una pequeña ciudad, introduce una ventaja en el sistema de distribución de energía (no serían necesarias largas líneas de transmisión). En otras palabras, DPF podría ser la primera generación de Reactores de Fusión Nuclear, lo cual es una seria urgencia para el mundo.

En la opinión de los autores, el desarrollo de otro tipo de máquinas de fusión, basados en diferentes esquemas de confinamiento magnético e inercial, debe continuar y ser reforzado. De estos diferentes esquemas surgirían las próximas generaciones de reactores de fusión nuclear.

El DPF en pequeñas escalas, como sonda de neutrones, es la aplicación para la agricultura (medición de humedad de suelos, detección de agua, etc.), y testeo en las construcciones de hormigón armado. El flash rápido de neutrones, da la posibilidad de usarlo como sonda en muchas tecnologías industriales.

Como un flash rápido de rayos X, las aplicaciones son principalmente en mediciones de fluidos biológicos rápidos. Esta aplicación puede ser usada también en estudios cardíacos muy innovadores. Debemos pensar, también, que las radiaciones corpusculares de DPF (protones, neutrones, electrones) y que podrían ser muy interesantes para una innovativa propulsión en naves espaciales.

En conclusión, los autores proponen aquí aumentar los esfuerzos internacionales en el campo del DPF, con sólidas decisiones de las Autoridades de los Estados del mundo y una fuerte presión de las Organizaciones Ecológicas Internacionales. Los Autores creen que la Comunidad Científica Internacional, con su voluntad vocacional, está lista para responder a semejante esfuerzo.