Para frenar el cambio climático probablemente haga falta un importante crecimiento de la energía nuclear. Pero dado que las centrales existentes no pueden competir con el gas natural barato, y los conceptos nucleares avanzados aún tardarán décadas en llegar, hay quien busca formas de potenciar la producción de energía de los reactores existentes.
Lightbridge, una empresa de ingeniería nuclear con sede en Virginia (EEUU), está planeando la primera de sus pruebas en un reactor a escala real con sus nuevas varas de combustible, diseñadas para aumentar la producción de energía de un 10% a un 17% dependiendo de los casos. Lo más importante es que estas pruebas determinarán si la tecnología es segura.
"Intentamos hacer lo práctico y lo que los consumidores nos están pidiendo", explica el director ejecutivo de Lightbridge, Seth Grace. "El mayor problema es cómo abordar la economía de la energía nuclear en un mundo en el que hay una abundancia de gas natural y en el que los costes de seguridad han aumentado desde los ataques del 11 de septiembre y el desastre de Fukushima".
El combustible nuclear no ha cambiado mucho desde la infancia de la energía nuclear en la década de 1950. Al uranio se le da forma de canicas cerámicas de óxido de uranio. La canicas se colocan en un tubo metálico de paredes finas y miles de estos tubos se insertan en el núcleo del reactor, lleno de agua, donde las reacciones en cadena liberan inmensas cantidades de calor, generando vapor para hacer girar las turbinas.
El combustible de Lightbridge está hecho de una aleación de circonio y uranio, con configuración en cruz y forma en espiral, muy similar a un regaliz. La composición metálica implica que el calor se transfiere muchísimo más rápido, y la forma aumenta el área de contacto entre el combustible y el agua en más de un 35%. Para manejar esta mayor densidad, el agua tiene que moverse por el núcleo del reactor más rápido, pero las bombas de agua actuales pueden con ello porque el nuevo combustible presenta una menor resistencia al flujo.
"Nunca habíamos visto esta combinación", afirma Sean McDeavitt, un profesor adjunto de ingeniería nuclear en la Universidad A&M de Texas (EEUU), que no tiene relación comercial con la empresa. Para cualquier nuevo diseño nuclear "se somete a un proceso maratoniano para superar todas las pruebas y regulaciones necesarias", añade McDeavitt.
Insertado en un reactor convencional, el nuevo combustible podría potenciar la producción en un 10%. Si además se sustituyesen parte de los equipos, cambiando las turbinas por otras mayores, se podría llegar a ese 17% más, según Lightbridge.
A lo largo de los años se han probado distintos combustibles metálicos y ya hay algunos que se usan en los submarinos nucleares, pero el combustible de Lightbridge se ha optimizado para las centrales comerciales. Por ejemplo, mientras que un combustible metálico puede hincharse en respuesta a la radiación, el de Lighbridge minimiza este efecto y mantiene su forma a lo largo de la vida útil del combustible.
La empresa ya ha hecho algunas pruebas iniciales de radiación y ha usado modelos virtuales para verificar que el combustible funciona. Además ha firmado un memorándum de entendimiento con Babcock and Wilcox, una empresa con sede en Charlotte, Carolina del Norte (EEUU), para empezar el proceso de fabricación del combustible.
Sin embargo, con el antecedente de Fukushima, la industria es muy precavida, explica el ingeniero nuclear del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EEUU), Mujid Kazimi. Y afirma que Corea del Sur, por ejemplo, también estaba estudiando la posibilidad de usar combustibles de diferentes formas y combustible metálico, "pero antes de poder seguir adelante con cualquiera de ellos, sucedió lo de Fukushima y los esfuerzos encaminados al desarrollo de combustible se redirigieron hacia evitar o minimizar el efecto de un posible accidente, y no a aumentar la densidad de la energía. Sucedió lo mismo en Estados Unidos, que ahora mismo invierte unos 50 millones de dólares al año (unos 38 millones de euros) en desarrollar opciones de combustibles que toleren bien los accidentes, combustibles capaces de soportar mejor las elevadas temperaturas que se dan cuando falta refrigerante durante periodos prolongados.
Lo que sí está claro es que hace falta algo nuevo para que la energía nuclear resulte competitiva. Y si el combustible de Lightbridge funciona, sería como sumar 10 centrales nuevas al potencial nuclear de Estados unidos o 40 más en todo el mundo sin tener que construir ninguna.