ARTE y NATURALEZA: FOTOS HUBBLE

Aquí tenemos una muestra de las mejores fotos del telescopio espacial Hubble puesto en órbita el 24 de abril de1990 a 593 km de distancia. El telescopio puede obtener imágenes con una resolución óptica mayor de 0.1 segundos de arco. Al estar situado fuera de la atmósfera terrestre, su óptica no está sujeta a los efectos de la turbulencia atmosfércia y el apantallamiento de ciertas radiaciones electromagnéticas. La atmósfera absorbe fuertemente ciertas longitudes de onda como la infrarroja, lo que redunda en una peor calidad de las imágenes obtenidas por los telescopios terrestres.

Edwin Powell Hubble (Marshfield, Misuri, 20 de noviembre de 1889 - San Marino, California, 28 de septiembre de 1953) fue uno de los más importantes astrónomos estadounidenses del siglo XX, famoso principalmente por la creencia general de que en 1929 había demostrado la expansión del universo midiendo el corrimiento al rojo de galaxias distantes. Hubble es considerado el padre de la cosmología observacional aunque su influencia en astronomía y astrofísica toca muchos otros campos.

El demonio “carbón” y el pico de producción

El muy denostado, y casi olvidado, carbón ha venido de nuevo para salvarnos del pico de producción de petróleo pero, como cualquier pacto con el diablo, su ayuda no está exenta de letra pequeña que nos puede conducir a un destino mucho peor en términos de calentamiento global.

Recientemente, Rembrandt Koppelaar ha publicado un resumen de las tendencias mundiales en la producción de energía. El informe nos dice que la industria petrolera está luchando a diario para lograr mantener los actuales niveles de producción. Puede que la producción no haya tocado techo todavía, pero está claro que ya no volveremos a presenciar las tasas de crecimiento de las décadas anteriores. Eso no es ninguna sorpresa, lleva advirtiéndose desde 1998 cuando Colin Campbell y Jean Laherrère alertaron de la proximidad de la llegada a un máximo en la producción mundial de petróleo. Lo que nadie esperaba, en cambio, es el impresionante aumento en el consumo de carbón de la última década. La producción mundial total de energía no ha llegado a su máximo y eso hay que agradecérselo al rápido crecimiento de la producción de carbón, como se puede apreciar en el gráfico siguiente (a partir del informe de Koppelaar): 

Obsérvese la verdadera contribución de las energías renovables (eólica, solar, geotérmica) que aparece en la parte

inferior del gráfico, ¡apenas sobrepasa la línea del O! También se puede apreciar aquí la moratoria nuclear

mundial que rige desde 1988. En la parte superior del gráfico el petróleo muestra serios problemas para cumplir con el incremento actual de la demanda de energía en los países emergentes. El incremento en el consumo de carbón ha permitido hasta el momento salvar la crisis energética.

El carbón parecía haber alcanzado su máximo en 1990, pero fue una mera ilusión. Las necesidades energéticas derivadas del rápido crecimiento en los países emergentes y la necesidad de sortear el implacable aumento de precios del petróleo ha llevado a su inesperado resurgir. El crecimiento de la producción de carbón durante la primera década del siglo XXI ha sido espectacular, sin duda alguna, algo nunca visto antes en la historia. En el gráfico no se puede apreciar nada que indique un techo en la producción de carbón a corto plazo, por lo tanto, el carbón tiene el potencial para convertirse de nuevo en el rey de los combustibles, un título que perdió de la mano del petróleo en la década de los 60. Algo que, por desgracia, no es bueno para el clima. La quema limpia del carbón es hoy por hoy, algo más próximo a la investigación de laboratorio que a la generalización de la industria, y eso se deja notar en el rápido aumento en los niveles de CO2 de la atmósfera. (la figura de abajo es de "Thinck progress") 

Aunque el fuerte incremento en la emisión de dióxido de carbono no hay que atribuirlo exclusivamente al incremento en el consumo de carbón, si se puede establecer un claro paralelismo. La situación global del clima parece estar quedando rápidamente fuera de control, por lo que este rápido aumento de las concentraciones de CO2 no supone un buen augurio para las previsiones futuras. El nuevo pacto de la humanidad con el diablo puede llegar a convertirse en la peor decisión que hemos tomado en la historia.

Para más información recomiendo la lectura del post en este mismo blog: El carbón y la locomotora China

Areva Antares HTGR seleccionado reactor de IV Generación "óptimo"

Los reactores nucleares de alta temperatura permiten los procesos de co-generación. Producción electrica y suministro
de calor a diversos tipos de industrias como el petroquímico o la producción de hidrógeno.

El proyecto de central nuclear de Areva se ha erigido ganador en la competición promovida por la asociación NGNP (Nueva Generación de Plantas Nucleares) entre los tres proyectos que se presentaban a concurso. El diseño del Areva parte de un combustible comprimido en forma de barras prismáticas que provee de un ciclo de vapor a alta temperatura y que está refrigerado por gas Helio (SC-HTGR). Un diseño que se ha considerado óptimo para la próxima generación de plantas nucleares. Además de generar electricidad, estas plantas modulares compuestas por varios reactores de pequeño tamaño pueden producir ciclos de calor a diversas temperaturas para uso industrial. Lo que permite substituir a las plantar térmicas de combustibles fósiles en sectores industriales clave. 

Diseño del reactor nuclear de IV Generación ganador -Areva Antares HTGR-

La Ley de Energía de EE.UU. del 2005 estableció las características técnicas que debía cumplir una nueva generación de Centrales Nucleares (NGNP) a desarrollar, con el objetivo último de construir y operar un prototipo de reactor HTGR para el año 2021 que posea la capacidad de producir simultaneamente hidrógeno junto a electricidad. La legislación estipulaba que el proyecto NGNP iba ​​a ser dirigido por el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) compartiendo los costes con el sector privado. Para ello, la Alianza de la Industria NGNP - que incluye los principales proveedores de reactores nucleares y sectores clave de la industria internacional - se estableció en 2009. El costo total del proyecto se estima actualmente en unos 4.000 millones de dólares. 

Tres empresas fueron seleccionadas para presentar alternativas de diseño que cumplieran los requisitos del programa NGNP: General Atomics (USA), Areva (Francia) y Westinghouse-PBMR (USA-Suráfrica). General Atomics presentó configuraciones conceptuales de plantas sobre la base de un reactor modular refrigerado por gas helio (GT-MHR), mientras que Areva presentó su concept en base a su diseño muy parecido denominado Antares HTGR. Mientras tanto, Westinghouse y la Surafricana PBMR presentaron configuraciones conceptuales basadas en el Reactor Modular de Lecho de Bolas (PBMR). Un concepto ingenioso comprado a precio de saldo por Suráfrica a la empresa alemana Siemens hace más de una década, cuando se consideraba que la industria nuclear terminaría extinguiéndose. Una evaluación posterior de los proyectos se llevó a cabo por parte del Instituo Norteamericano INL, tomando en consideración las ventajas comparativas de los distintos proyectos según sus características de diseño, rendimiento, economía, seguridad y operatividad. 

Combustible nuclear de Lecho de Bolas para
los proyectos basados en el PBMR.

Finalmente, la Alianza para la creación de un reactor nuclear de IV Generación llegó a las mismas conclusiones que INL: no hay "ninguna diferencia sustantiva en la tecnología que proporcione una base firme para la selección de un determinado concepto de diseño - ya sea de lecho de bolas o prismática - , tampoco existe una razón para creer a priori que habrá una diferencia sustancial en los costos de las plantas y las evaluaciones económicas posteriores, por tanto el concepto de diseño puede ser igualmente exitoso en los tres casos". Sin embargo, la Alianza señaló que "la única diferenciadores prácticas detectadas se asocian con la diferencia prevista en el costo de capital necesario para la construcción de una planta según la potencia previstas para cada unidad". Los costos de capital para una planta objetivo con una capacidad instalada de 2400-3000 MWt sería un 30% menores si se parte de módulos de reactor prismáticos de 625 MWt que con los reactores de lecho de bolas cuyos módulos de 250 MWt son más pequeños. 

La Alianza comentó que había elegido como diseño "óptimo” un proyecto aún no especificado, pero que estaría basado en el reactor de Areva (Antares). Comentó que "la capacidad tecnológica del Areva HTGR y su diseño modular, cumple con los requisitos de una amplia gama de sectores de mercado, proporcionando una alta eficiencia en la producción de calor para abastecer sectores industrias tan diversos como la generación eléctrica, petroquímico, producción de hidrógeno, recuperación de petróleo y producción de combustibles sintéticos." Areva afirmó que, "tiene las capacidades técnicas y de diseño para desarrollar un HTGR para generar la energía térmica que requiere los procesos industriales de co-generación". 

Combustible nuclear prismático para el proyecto ganador de Areva.

Agregó que "inversores adicionales están uniéndose para aprovechar al máximo este proyecto con el fin de construir una conjunto inicial de plantas HTGR para la industria." La Alianza ha señalado que, "la implementación de la tecnología de próxima generación nuclear es un paso crítico en la solución de las necesidades a largo plazo de fuentes seguras de energía, la conservación de los combustibles fósiles y para frenar el crecimiento de las emisiones de gases de efecto invernadero. La energía nuclear limpia y segura que propone el proyecto HTGR aumentará la independencia energética de los EE.UU. y prolongará la vida útil de las reservas de gas y petróleo nacionales.” 

La Alianza señaló que el vapor de referencia basado en el reactor con combustible prismático tiene por objeto "satisfacer una amplia gama de necesidades industriales de calor mientras que confían en las tecnologías existentes y disponibles en la actualidad para la construcción del reactor y la planta". Sin embargo, un reactor que cumpla con rangos de temperatura aún mayores introduciría "mayores desafíos de diseño." 

La Alianza de la Industria NGNP es un consorcio de once empresas, entre las que se encuentran los proveedores de reactores Areva y Westinghouse, Entergy Utility, y los potenciales usuarios finales de electricidad y calor para procesos industriales, tales como Dow Chemical y ConocoPhillips. El plan de licencias NGNP fue presentado al Congreso por el Departamento de Energía y la Comisión Reguladora Nuclear en agosto de 2008.