Física para mi madre 2 – El 11 de marzo

Fukushima 2

Mamá, si ya te has leído el primero de mis artículos que te dedico, vamos a ver qué sucedió con los reactores de Fukushima. Ha pasado de todo, así que intentaré simplificarlo todo lo posible.

Habrás oído muchas tonterías estos últimos días. Por ejemplo, por qué construyen centrales nucleares en zonas sísmicas, y encima al borde del mar. La verdad es que los japoneses no deberían vivir en Japón: riesgo de terremotos, tsunamis, falta de recursos naturales, ataques de Godzilla (vale, esto último es broma). Pero allí están. Son una potencia económica, y eso requiere energía.

Por supuesto, no son tontos. Diseñaron la central de Fukushima de forma que soportase un terremoto de magnitud 8.2. La pusieron frente al mar porque cualquier central de energía (no sólo nuclear) necesita refrigeración. Hasta el reciente terremoto, Japón tenía 55 reactores nucleares en funcionamiento, que producía el 30% de su electricidad. No genera cenizas ni contribuye al efecto invernadero. Para un país que no tiene carbón, gas natural o petróleo, era una elección lógica.

Vayamos ahora al día del desastre. Era viernes, 11 de marzo, las siete menos cuarto de la mañana en España. Los reactores 1, 2 y 3 de Fukushima funcionan a pleno rendimiento (los 4, 5 y 6 están detenidos por una parada técnica). Podemos imaginarnos a los operarios de la central, con sus pulcros uniformes, quizá tomando el inevitable té amargo japonés. De repente, suena la alerta. Un terremoto sacude el este de la isla de Honshu. La taza de té salta por los aires. Los técnicos, bien entrenados, comienzan lo que aquí llamaríamos protocolo de seguridad.

Lo primero que hacen es parar el reactor. Se trata de una parada de emergencia. Las barras de control se despliegan automáticamente, y cuando lo hacen, la reacción nuclear se detiene en cuestión de segundos. Eso es lo que sucedió. En tan sólo un segundo, la potencia del reactor se redujo hasta un 7%. No se hizo cero, porque los residuos radiactivos que hay en el reactor siguen produciendo calor residual. Es muy importante extraer ese calor. La red eléctrica, que proporciona electricidad a las bombas de refrigeración, ha caído. De hecho, el este de Japón está devastado bajo un terremoto de magnitud 9.0. Y la central no puede proporcionar energía, porque ha sido desconectada. Así pues, los técnicos conectan los generadores diésel para proporcionar energía de emergencia a las bombas.

En este momento, los reactores de Fukushima permanecen intactos. Fueron diseñados para resistir un terremoto de magnitud 8.2, y acaban de aguantar la fuerza de uno seis veces más potentes. Un triunfo de la ingeniería japonesa.

Entonces, llegó la ola.

La planta nuclear de Fukushima estaba preparada para soportar una ola gigante de seis metros de altura. Pero la ola del tsunami tenía diez metros de altura, mucho más de lo que se esperaba. Ya has visto lo que ha hecho a las costas de Japón. Los reactores nucleares soportaron este nuevo castigo. Pero los generadores diésel, no. Para entonces, la energía residual era del orden del 1%, una cantidad grande en términos absolutos.

¿Qué hacer? La red eléctrica no funcionaba, los generadores de reserva tampoco. En este punto, pusieron en marcha un sistema de respaldo para el sistema de respaldo: un conjunto de baterías de emergencia. Se esperaba que, durante ocho horas, pudiera proporcionar energía para el sistema de refrigeración. Y eso es exactamente lo que hizo.

Si se llegara a este punto, es que la cosa iba muy mal. Y, para los supervivientes del terremoto y el tsunami, así fue. Las carreteras habían sido borradas del mapa, el tendido eléctrico arrancado de cuajo. Lo único que podían hacer era echar mano de sistemas secundarios de refrigeración, incapaces de enfriar los reactores del modo adecuado. Los generadores móviles que el Ejército llevó no pudieron conectarse por motivos que no conocemos bien (dicen que los enchufes no eran los adecuados, pero dudo que sea algo tan simple).

Lo siguiente que sucedió es lo mismo que pasa si dejas demasiado tiempo la olla al fuego. Se acumula vapor. La presión aumenta. Y, si no liberamos esa presión, todo puede explotar. Por eso, la vasija del reactor tiene válvulas de seguridad, que permiten extraer vapor del sistema y soltarlo a la atmósfera. Por supuesto, eso no es sano, pero en un caso de emergencia es mejor eso que una explosión.

Creo que te voy a poner de nuevo el diagrama del reactor:

Las válvulas soltaron vapor y lo acumularon en la parte superior del edificio de contención, en la zona de la grúa (el número 26). A partir de ahí, basta abrir un hueco y liberarlo a la atmósfera. Sin embargo, dicho vapor contenía nitrógeno-16, un isótopo radiactivo. Los ingenieros decidieron esperar algo más, con objeto de que se desintegrase y perdiesen su radiactividad, cosa que sucede en cuestión de minutos.

Pero, conforme salía vapor, el nivel del agua bajaba. Llegó un punto en el que las barras de aleación de Zircaloy (número 1) comenzaron a quedar al aire. Sin agua para enfriarlas, su temperatura subió mucho. A partir de los 1.200ºC, el circonio reacciona con el agua, produciendo óxido de circonio e hidrógeno. El hidrógeno salió, junto con vapor del agua, a la parte superior (número 26). El problema es que el hidrógeno es altamente explosivo. Una sola chispa, y todo salta por los aires. Que es exactamente lo que sucedió a un reactor tras otro. Los responsables de la central, por ahorrarnos un poco de radiactividad, han proporcionado al mundo las espectaculares imágenes que todos hemos visto. !Un reactor nuclear saltando por los aires!

En realidad, no fue algo tan malo. Ahora tenemos un edificio sin techo, vale, pero la vasija y la estructura de contención siguen intactas. Pero el Zircaloy sigue caliente. Tanto, que comienza a fundirse. Los tubos se abren, y parte de los residuos radiactivos de alta actividad caen al agua. Entre ellos, tenemos el iodo y el cesio. La cosa comienza a ponerse fea. Estamos ya a sábado. Han pasado dos días, y salvo pequeñas fugas, la radiactividad sigue contenida en el reactor.

Pero el sistema de refrigeración sigue sin funcionar bien. Y lo que es peor, el agua pura que se usa como refrigerante comienza a agotarse. Los ingenieros deciden entonces, enfriar los reactores con agua de mar. Es algo que no se debe hacer a menos que haya otro remedio, porque el agua marina absorbe neutrones y se vuelve radiactiva. Pero no hay otro remedio, así que utilizan agua de mar a la que le han mezclado ácido bórido (el boro absorbe los neutrones). Eso hará que el vapor que se libere sea algo más radiactivo, y perjudicará el buen funcionamiento de los reactores, exigiendo una fuerte descontaminación en el futuro. Pero a estas alturas es incierto incluso que Fukushima Daiichi vuelva a producir electricidad para uso comercial, así que a usar agua de mar se ha dicho.

Aun así, la temperatura aumenta. Las barras de combustible en algunos de los reactores se han fundido en parte. Algunas de las vasijas de presión parecen estar dañadas. Los masivos sistemas de confinamiento, en algunos de ellos, también parecen haber sufrido daños. Lo que es peor, algunas de las piscinas para almacenar el combustible gastado se han secado, con lo que las barras que se encuentran allí pueden llegar a fundirse y liberar residuos muy peligrosos.

¿Qué pasaría en el peor de los casos? Si se funde el núcleo del reactor, una masa fundida altamente radiactiva caerá hasta la base (número 20). Es lo que, erróneamente, algunos medios de comunicación llaman fusión; pero no es una fusión nuclear, sino el paso de sólido a líquido (“meltdown”, en inglés). Si la base no aguantase, los residuos radiactivos se abrirían paso hasta capas inferiores de terreno, contaminando todo a su paso, incluidas las capas freáticas. Es lo que se conoce como Síndrome de China. Para tu tranquilidad, te diré que jamás ha sucedido algo así, ni siquiera en Chernobil. En Isla Tres Millas hubo una fundición parcial, pero nada más.

En cualquier caso, hay que enfriar por todos los medios disponibles. En las últimas horas, el Ejército ha llegado a lanzar agua desde helicópteros para enfriar la piscina y el núcleo del reactor 3. Es el más peligroso, porque su combustible nuclear incluye plutonio, una sustancia enormemente venenosa y radiactiva. También están usando camiones de bomberos, de esos que hay en los aeropuertos, e incluso camiones de la policía, de esos que lanzan agua a presión para dispersar manifestaciones. Salvo escupir, están haciendo todo lo que pueden. Y eso en una zona con niveles de radiación tan altos que los bomberos tienen que turnarse cada pocos minutos para lanzar agua. Si no hay héroes en Fukushima, es que no existen los héroes.

Si has leído hasta aquí, mamá, debes estar aterrada. No lo estés. Llevamos una semana, y todavía se contiene al monstruo en su recinto. En las últimas horas, han terminado un tendido eléctrico desde el exterior para conectar las bombas de refrigeración. La temperatura de los reactores parece estar controlada.

Vamos a ver ahora cuál es la situación. Estoy escribiendo a las 21:00 horas del viernes 18 de marzo. Durante los últimos días, los reactores 1 al 3 de Fukushima Daiichi están siendo refrigerados con agua de mar. Sus núcleos parecen que están dañados pero estables. La mayor preocupación ahora está en las piscinas de refrigeración para el combustible usado de los reactores 3 y 4. Allí es donde los bomberos han lanzado agua, y parece que algo les ha llegado. Los niveles de radiación van bajando lentamente. El nuevo tendido eléctrico será conectado a las bombas mañana sábado. Si todo va bien, las bombas principales enfriarán los reactores, comenzando por las 1 y 2. En cuanto a los reactores 5 y 6, no tienen combustible en el núcleo, pero sí en sus respectivas piscinas. La situación allí parece buena. Tanto, que cuando todo esto termine quizá puedan incluso volver a funcionar. En un país con cortes masivos de luz, les hace falta hasta el último kilovatio.

Pueden que este fin de semana, por fin, podamos respirar tranquilos. En el próximo artículo, te iré dando las últimas novedades.


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