1. Propulsión Nuclear
Naval y Marina
Integrantes: Juan Martín Esteguy y
Lisandro Zlate

3. Propulsión nuclear naval y marina
Índice:
Introducción
Capitulo 1:
Capitulo 2:
-Embarcaciones nucleares importantes
Capitulo 3
Capitulo 4:
Capitulo 5
Capitulo 6
Conclusión
Bibliografía
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5. Propulsión nuclear naval y marina
Introducción
La propulsión nuclear utiliza energía nuclear, valga la redundancia, para
generar electricidad, que luego es empleada para propulsar la embarcación.
Hoy en día la propulsión nuclear marina y naval tienen un gran prestigio por
varios motivos que se nombraran en este trabajo, así como se nombraran
también las deficiencias de este tipo de propulsión. Vale aclarar que se
mencionan Naval y Marina como dos ramas separadas ya que cuando
hablamos de propulsión nuclear naval estamos hablando de embarcaciones
militares, o con fines bélicos, y cuando hablamos de propulsión marítima
nuclear estamos hablando de embarcaciones mercantes.
Nuestro interés es encontrar que tan peligrosa es la energía nuclear y cuantos
beneficios tiene arraigados y, así, poder encontrar una conclusión que enuncie
que tan eficiente es en contraparte con otros tipos de propulsión. Para cumplir
con nuestro objetivo es necesario comprender como funciona la energía
nuclear, como es aplicada a la propulsión naval y marina, sus medidas de
seguridad y la historia del barco propulsado a energía nuclear.
Se nos presentaron varios inconvenientes en encontrar precisamente el
funcionamiento de un reactor nuclear en una embarcación, pero suprimimos
este problema al traducir el comportamiento de la energía nuclear, asumiendo
que se aplica de una forma muy similar, a la de un buque o submarino. En este
tipo de comparaciones tenemos que tener en cuenta la diferencia significativa
entre tamaño y cantidad de riesgo entre una planta nuclear y una planta
nuclear propulsora (en la segunda ambos son menores).
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Capitulo 1:
Funcionamiento básico de la energía nuclear
La energía nuclear se basa en que la fisión nuclear del uranio produce altas
temperaturas. El uranio tiene varios isótopos, pero el que se utiliza para la
propulsión nuclear es el uranio 238 enriquecido con uranio 235. El uranio 235
puede ser fisionado al ser bombardeado por neutrones térmicos (neutrones con
una velocidad aproximada a los 2,2 Km./s, velocidad más probable para una
temperatura de 290 K), en cambio el 238 por neutrones rápidos (velocidad de
14000 Km./s). Cuando uno de estos neutrones “golpea” a un átomo de uranio
este libera calor y además libera más neutrones. Estos neutrones liberados
golpearan otro átomo de uranio, y así sucesivamente, produciendo una
reacción nuclear en cadena.
Para contener toda esta energía se utilizan las llamadas “barras de
moderación”, que están hechas de boro. El boro absorbe neutrones, y sin
neutrones no hay fisión ni reacción nuclear en cadena. El reactor funciona
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6. Propulsión nuclear naval y marina
normalmente sacando todas las barras de moderación, ya que el enfriamiento
que produce el agua que es evaporada es tanto como el calentamiento que
producen los neutrones, entonces se mantiene una temperatura equilibrada; las
barras de moderación solo se utilizan para parar o moderar, valga la
redundancia, la reacción.
Hay dos tipos de Reactores de Agua Liviana (LWR) que son los utilizados en la
propulsión naval, pero ambas tienen básicamente el mismo proceso.
En Reactor de Agua en Ebullición o Boiling Water Reactor (BWR) La fisión
nuclear produce calor, este calor evapora agua, el vapor de agua gira los
alabes de una turbina que por medio de un alternador y un generador produce
energía. El agua usada es condensada y vuelve al reactor para repetir el
proceso. La temperatura máxima del reactor es de 800°, con un margen de
173° grados.
1. Núcleo del reactor. 2. Barras de control. 3. Intercambiador de calor (generador de
vapor). 4. Presurizador. 5. Vasija. 6. Turbina. 7. Alternador. 8. Bomba. 9. Condensador.
10. Agua de refrigeración. 11. Transformador. 12. Recinto de contención de hormigón
armado. 13. Contención primaria de acero.
En cambio el Reactor de Agua a Presión o Pressuraized Water Reactor (PWR)
tiene un funcionamiento más complejo. Contiene 3 circuitos, dos internos y uno
externo. El primer circuito contiene un presurizador que permite que el agua
tome altas temperaturas sin evaporarse. El segundo circuito, de agua a menor
presión, entra en contacto con el primer circuito, la temperatura es transferida y
el agua del segundo circuito es evaporada. El vapor de agua pasa por una
turbina, hace girar los alabes y produce energía eléctrica. Estos dos circuitos
anteriores son internos, por que utilizan agua del reactor. El tercero utiliza agua
externa para condensar el vapor del segundo circuito y que este vuelva al
generador de vapor. Este método para conseguir energía es preferentemente
utilizado en embarcaciones de guerra ya que provee una mayor autonomía. La
temperatura máxima de este reactor es de 650°, con un margen de 120°.
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7. Propulsión nuclear naval y marina
1. Núcleo del reactor. 2. Barras de control. 3. Intercambiador de calor (generador de
vapor). 4. Presurizador. 5. Vasija. 6. Turbina. 7. Alternador. 8. Bomba. 9. Condensador.
10. Agua de refrigeración. 11. Transformador. 12. Recinto de contención de hormigón
armado.
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Capitulo 2:
Historia de la energía y de la propulsión nuclear
El hombre que nos abrió los ojos ante la energía nuclear fue Albert Einstein,
quien descubrió que la fisión nuclear generaba energía calórica. Sin embargo,
esta fuente de energía de enorme posibilidades era aun una energía no
rentable, ya que utilizaba más energía de la que generaba, de la misma que
sucede hoy con la fusión nuclear.
El descubrimiento que llevo a la energía nuclear a ser una energía rentable
fue en 1939 por Lise Meitner y Otto Hahn, quienes determinaron que el núcleo
del uranio podía ser divido por un neutrón, de esta manera, dividiéndolo en
otros tres neutrones que podían a la vez dividir otros núcleos acelerando la
fisión nuclear. En 1942, Enrico Fermi, llevo estos datos a la experiencia
creando el primer prototipo de reactor nuclear en la universidad de Chicago.
A mediados de la década del ’50, la energía nuclear fue implementada en
distintos tipos de rubros, tales como, en la generación de energía a partir de
reactores nucleares y con fines bélicos. Uno de los avances más importantes
de la propulsión naval, fue a partir de las primeras pruebas con prototipos en
submarinos con reactores nucleares. El primero de ellos fue el submarino con
reactor térmico. Las dos primeras misiones que salieron a flote fueron el
alistamiento de personal capacitado apto para manejar los nuevos
procedimientos y el desarrollo de nuevos diseños y maniobras. El submarino
fue rediseñado en el prototipo de USS Nautilus (botado en 1955) y fue seguido
por un prototipo de buque porta-aviones llamado USS Enterprise (1960)
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8. Propulsión nuclear naval y marina
propulsado 8 reactores. Hoy todavía se siguen haciendo pruebas con este tipo
de prototipos con el fin de desarrollar nuevos reactores nucleares con una
mayor autonomía. Uno de los últimos prototipos que se pueden mencionar es
el USS NARWHAL, un prototipo de submarino de la década de 1960, utilizado
en la guerra de los misiles balísticos.
A principios de los cincuenta se comenzó en la Idaho National Engineering and
Environmental Laboratory a desarrollar prototipos de reactores para la Marina
Estadounidense. El prototipo del reactor térmico submarino fue construido en
1951 y dado de baja en 1989; el del buque de gran tamaño (porta-aviones) fue
construido en 1958 y declarado fuera de uso en 1994 y el prototipo de la planta
nuclear submarina de 1965 fue desmantelado en 1995. Estos prototipos eran
usados para entrenar a los marinos de la armada nuclear. La “Expended Core
Faciliy” fue construida en 1958 y sigue operando. Se trata de un cuerpo de
investigación que desarrolla avances en la propulsión naval.
El prototipo de 1951 (S1W) se trata nada más y nada menos del prototipo del
primer submarino nuclear, el Nautilus. El prototipo para el Enterprise (A1W)
consiste en un PWR doble en una porción de casco de acero, comenzó a
trabajar en 1958. Fue el primer diseño con reactor dual en al propulsión naval.
Otro prototipo muy importante es el S5G que imita todos los movimientos de
una embarcación en el mar (incluyendo las de un submarino). Estos tres
prototipos de reactor llevaron a la Armada Nuclear de Estados Unidos a ser
nominada para el Registro Nacional de Lugares Históricos.
Del desarrollo del Nautilus (capaz de alcanzar una velocidad de 20-25 nudos)
abrió las puertas hacia nuevos proyectos, como los submarinos de clase Skate,
propulsados con un único propulsor, y el Enterprise ya antes mencionado, que
sigue en servicio.
Ya en 1962 la Armada de los Estados Unidos tenia 26 submarinos nucleares
operando y 30 en construcción. Este tipo de energía fue totalmente
revolucionaria para la Armada.
Después de las naves de la clase Skate, siguieron nuevos desarrollos de los
reactores y en los Estados Unidos unas series únicas de diseños
estandarizados fueron construidos tanto por Westinghouse Electric
Corporation como por General Electric, con un reactor propulsando cada
embarcación. Rolls Royce construyó unidades similares para los submarinos
de la Royal Navy y posteriormente desarrolló el diseño del PWR-2 (dual).
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9. Propulsión nuclear naval y marina
-Embarcaciones nucleares importantes
USS Nautilus:
Características
generales
Desplazamiento 2,980 t estándar
3523 t a plena carga
Desplazamiento en 4090 t a plena carga
inmersión
Eslora 97,5 m
Manga 8,5 m
Armamento 6 tubos lanzatorpedos
Propulsión Reactor nuclear Westinghouse Electric Corporation S2W
BWR
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10. Propulsión nuclear naval y marina
USS Enterprise:
Características
generales
Desplazamiento 73.858 tons estándar
92.325 tons a plena carga
Eslora 342 m
Manga 78,4 m
Calado 12 m
Blindaje 8 pulgadas (20 cm)
campana de aluminio (100 mm)
Propulsión
8 reactores nucleares Westinghouse A2W
4 turbinas de vapor Westinghouse
4 hélices
280.000 CV (210 MW)
Velocidad 33,6 nudos
Tripulación 5.828
3000 dotación
1.800 grupo aéreo
USS Enterprise, 342 m
El Pentágono, 431m
Queen Mary 2, 345m
Hindenburg, 245m
Yamato, 263m
Empire State Building, 443m
Knock Nevis tanker, 458m
NS Savannah
Características
generales
Desplazamiento 22.000 tons estándar
92.325 tons a plena carga
Eslora 180 m
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11. Propulsión nuclear naval y marina
Manga 23 m
Compartimientos 14
estancos
Reactor 74 MW
Pasajeros 60
Capacidad de carga 14.040 tons
Velocidad 21 nudos
Espacios de carga 6
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12. Propulsión nuclear naval y marina
Capitulo 3
Beneficios de la propulsión naval y marina
Una de las ventajas de la energía por fisión nuclear con respecto a las
energías por combustión es que no contamina el aire (excepto por las
pequeñas cantidades de gas radioactivo purgado en pequeñas cantidades).
Además los residuos producidos son mucho menores en volumen y más
controlados que las plantas propulsoras alimentadas por combustibles fósiles.
A diferencia de ellas no se produce ni CO2 (gas de efecto invernadero) ni SO2
(gas que produce lluvia acida) ni ceniza (que se producen miles de toneladas
por año), entre otros. En una planta propulsora nuclear los residuos sólidos
generados son un millón de veces menores en volumen a los contaminantes de
un motor convencional diesel.
Mucha gente asocia erróneamente a una planta de energía nuclear con una
bomba atómica, pero los hechos fácticos son que el uranio enriquecido que se
utiliza no sirve para construir un arma nuclear. El hecho es que el uranio 238
que se utiliza esta levemente enriquecido, entre un 0,7% a un 3%, mientras un
arma nuclear necesita un 90%.
Los avances en la tecnología podrían reducir esta contaminación aún más, ya
que se están investigando las centrales de fisión asistida, donde parte de los
residuos mas peligrosos serian destruidos mediante el bombardeo con
partículas procedentes de un acelerador (seguramente de protones) que por
espalación (proceso por el que un núcleo pesado emite una gran cantidad
de nucleones, que es toda partícula que constituye al núcleo
atómico: neutrones y protones, como resultado del choque con un protón de
alta energía, reduciendo por tanto su peso atómico en gran medida) producirían
neutrones que a su vez provocarían la transmutación de esos isótopos más
peligrosos. Se estima que la construcción del primer reactor de transmutación
(Myrrha) comenzará en el año 2014.
Aplicado a la propulsión se puede destacar como un beneficio sumamente
importante la autonomía de estas embarcaciones ya que prácticamente no
necesitan ser recargados de combustible (al menos no en mucho tiempo) y lo
único que acota el tiempo del buque en altamar son las necesidades de la
tripulación, como recargar comida, entre otras.
Otro beneficio es que, al no necesitar llevar combustible, se puede utilizar el
espacio libre para material de respeto, mercadería, etc. Además menos
desplazamiento de lastre significa más desplazamiento neto, menos necesidad
de recarga, que se traduce como más tiempo en altamar, y el tiempo en todos
los idiomas es dinero.
Cabe destacar que gracias al descubrimiento de la propulsión nuclear hoy se
pueden producir submarinos más veloces y efectivos, es muy importante la
aplicación de este tipo de tecnología en los submarinos ya que, al permanecer
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13. Propulsión nuclear naval y marina
en un medio en el que el oxígeno esta limitado, no se pueden utilizar turbinas
de gas ni motores diesel.
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Capitulo 4:
Consecuencias del mal uso
Hay distintas opiniones acerca del uso y riesgo de la energía nuclear, y hasta
hoy en día el debate continúa y no se ha podido llegar a una conclusión acerca
de ella que nos pueda asegurar una autonomía impecable, tanto en propulsión
marítima como plantas nucleares. Sin embargo, de lo que si estamos seguros
es de las consecuencias y riesgos que nos puede llevar el mal empleo por falta
de conocimiento y de medidas de seguridad. Algunos de los peligros que
pueden ocasionar la ignorancia y las fallas en la seguridad de la energía
nuclear son: accidentes en las centrales atómicas, desastres ecológicos, alto
poder de contaminación, amenazas terroristas, basureros nucleares y
emisiones peligrosas de rayos de radiación que pueden perjudicar la salud
humana.
En cuanto a seguridad cabe destacar a esta altura que se pueden deducir los
siguientes radios de peligro para las distintas temperaturas: de 1100°C a
1200°C existe un daño local, de 1200°C a 2700°C el daño es extendido (a
2300°C se derriten las barras moderadoras) y cuando la temperatura llega a
los 2800°C el daño es total (en este punto se produce un MELTDOWN o
fusión del reactor; en otras palabras, se derriten las barras de uranio).
Los desechos nucleares producidos por la mala manipulación, como el
americio, curio y neptunio, pueden llegar a durar hasta 1000 años,
contaminando con su alta toxicidad a las ciudades y ambientes. Existen casos
en los que las plantas nucleares utilizan el proceso de fisión nuclear para poder
generar plutonio, en la mayoría de los casos, utilizado en la construcción de
armas nucleares. Actualmente, la cantidad de centrales atómicas que no
administran de manera correcta sus desechos tóxicos y no emplean medidas
de seguridad contra posibles desastres, continúa en aumento. Cabe destacar
que las centrales atómicas miden la cantidad de “basura nuclear” producida en
unidades de Kilo watt por Hora (KW h).
La lista de desastres producidos por causa de la energía nuclear, es vasta y
solo nos limitaremos a mencionar algunos de los casos más controversiales y
destacados. Uno de ellos es el de Chernobil (Ucrania) en 1986, durante una
prueba en la que se simulaba un corte de suministro eléctrico, un aumento
súbito de potencia en el reactor 4 de esta central nuclear, produjo el
sobrecalentamiento del núcleo del reactor, lo que terminó provocando la
explosión del hidrógeno acumulado en su interior. La cantidad de dióxido de
uranio, carburo de boro, óxido de europio, erbio, aleaciones de circonio y grafito
expulsados, materiales radiactivos y/o tóxicos que se estimó fue unas 500
veces mayor que el liberado por la bomba atómica arrojada en Hiroshima en
1945, causó directamente la muerte de 31 personas y forzó al gobierno de la
Unión Soviética a la evacuación de 116 000 personas provocando una alarma
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14. Propulsión nuclear naval y marina
internacional al detectarse radiactividad en, al menos, 13 países de Europa
central y oriental.
Otro de los ejemplos más recientes que podemos apreciar es el accidente de
Fukushima Daiichi (Japón) en el año 2011, en donde a partir del terremoto y
posteriormente del tsunami, ocurrieron una serie de inconvenientes en el
reactor nuclear que afecto a gran parte de la isla de Japón. Una detención en
los sistemas de refrigeración en los reactores principales como en los de
emergencia, y el sobrecalentamiento de las barras de contención generaron
varias explosiones de hidrogeno en los núcleos e incendios dentro de los
revestimientos de los reactores. A partir de ello, varias filtraciones de radiación
intensificaron la situación, y llevaron a la evacuación de las ciudades aledañas.
Hasta aquí, pudimos observar los desastres y consecuencias que nos pueden
llevar tanto la falla en las medidas de seguridad como la falta de
equipamientos necesarios para su correcta manipulación y operación.
Los gases producidos por la propulsión nuclear en submarinos y buques, son
de menor cantidad aunque todavía contaminante para el medio ambiente.
Aunque, la radiación producida por el reactor y los gases producto de la fisión
nuclear sigue siendo peligrosa, puede ser controlada adecuadamente. Además,
los científicos estiman que la propulsión nuclear puede llegar a ser tan limpia y
segura como la química.
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Capitulo 5
Medidas de seguridad
En las últimas décadas, como consecuencia del aumento del petróleo y la
necesidad de construir buques de mayor desplazamiento y velocidad, se ha
estado incrementando el desarrollo de la propulsión nuclear en buques
mercantes, rompehielos, y portaaviones. Pero, con este desarrollo y aumento
en la utilización de reactores nucleares como medio de propulsión, también ha
generado una evaluación profunda acerca de las medidas de seguridad cada
vez más estrictas para evitar todo tipo de catástrofes. Por lo tanto, se realizaron
varias reuniones internacionales con el objetivo de debatir la seguridad y
perfección de la propulsión nuclear marítima. Cabe destacar que en la mayoría
de los casos se ha intentado evaluar cuantitativamente los desastres que se
pueden ocasionar al utilizar material nuclear. Teniendo en cuenta la experiencia
y las medidas de seguridad que existen en las plantas nucleares terrestres, se
han realizado varios modelos matemáticos y en ciertas ocasiones se ha
intentado llevar las mismas medidas de seguridad de las plantas nucleares
terrestres a las marinas. En varios casos, se han estudiado posibles accidentes
debido a la perdida de refrigerante en el sistema de suministro, como las
características del diseño destinadas a evitar el escape de radioactividad en
caso de que el sistema falle. También, se han hecho varias experiencias con
posibles accidentes de reactores y sistema tanto en condiciones estáticas
como dinámicas.
Las cuestiones de aspecto jurídico también han sido tema de debate, como el
otorgamiento de licencias y permisos en la entrada de puertos. A partir de la
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15. Propulsión nuclear naval y marina
experiencia adquirida por buques como el “SAVANNAH” y el “OTTO
HAHN”(buques civiles nucleares) , se ha podido llegar a ciertas conclusiones
como, la necesidad de documentos internacionales relacionados con la
seguridad de la propulsión nuclear y las responsabilidades en caso de avería o
accidente. Los resultados obtenidos y evaluación de la seguridad a bordo de
estos buques y otros como el “LENNIN” (rompehielos ruso), ha sido positiva,
tanto en temas de sanidad, salud de la tripulación y accidentes radiológicos.
Dentro de las medidas que se deben tomar para un control adecuado de los
reactores de fisión nuclear para que se pueda emplear en su máximo potencial
sin peligro alguno, se encuentran:
1. El constante monitoreo y control por parte de una autoridad reguladora,
capaz de corregir cualquier tipo de desperfecto que surja dentro del
reactor. (En la Armada Naval la Idaho National Engineering and
Environmental Laboratory o IDEEL)
2. Las normas y leyes que rigen los distintos procedimientos que se deben
realizar, y el control de calidad que se debe realizar periódicamente.
3. Distintos sistemas pasivos de protección intrínsecos basados en las
leyes físicas, capaces de disminuir la posibilidad de aparición de fallos
dentro del reactor.
4. Sistemas activos basados en la redundancia, con la posibilidad de
reducir la frecuencia de fallos, como pueden ser las válvulas de control
que sellan los circuitos.
5. Una tercera barrera protectora que consiste en sistemas que minimizan
los desperfectos ocasionados por fuerzas externas al propio reactor.
6. Todas las instalaciones son instaladas de forma tal que estén
despobladas y en ubicaciones seguras.
7. Existe una 7 o ultima medida de seguridad que se debe aplicar,
relacionada con el conocimiento del personal, tanto el que lo opera
como el que lo repara, que deben recibir un entrenamiento especial y
muy riguroso.
Cabe destacar que, como se trata de reactores nucleares a partir de
fisión, estas características están completamente relacionadas con las que
se llevan a cabo dentro de las plantas nucleares.
Todos lo reactores cuentan con un refrigerante que en la mayoría de los
casos es agua ligera o pesada (en el caso de PWR y BWR se utiliza agua
ligera), que impide el calentamiento excesivo de las barras de uranio.
Además, contienen un moderador que puede ser tanto grafito o agua
pesada, el cual disminuye la velocidad de neutrones dentro del núcleo del
reactor, permitiendo una reacción nuclear en cadena eficaz.
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16. Propulsión nuclear naval y marina
En caso de sobrecalentamiento, por diversos motivos, existen distintos
tipos de sistemas de seguridad activos, que impiden o ayudan a disminuir
el sobrecalentamiento de las barras de uranio. Estos varían según el tipo
de reactor. Por ello, solo nos limitaremos a mencionar lo que ocurre con los
de BWR y PWR, que son los que nos competen con respecto a la
propulsión naval y marina. El primero de ellos consiste en tres sistemas: el
primer sistema de seguridad que se acciona, para aliviar las altas
temperaturas y presiones, son barras de boro, ubicadas entre las barras de
uranio, que se accionan cada vez que se requiere “apagar” o reducir la
actividad radioactiva. Si este sistema no logra solucionar el problema, se
acciona un segundo sistema de seguridad que consiste en un generador de
energía diesel, que enfría las barras de uranio rociándolas con agua. Un
tercer sistema se acciona en caso de que estos dos no hayan tenido éxito,
que consiste en condensar el vapor que producen las barras de uranio en
agua, para poder enfriarlas. El sistema de seguridad activo de reactor por
ebullición del agua (BWR), corresponde a lo sucedido en la planta nuclear
de Fukushima.
En los reactores por agua presurizada (PWR), también existen tres tipos
de sistemas de seguridad activos. El primero de ellos es el mismo que en el
de BWR (las barras moderadoras de boro). El segundo sistema activado es
un sistema de refrigeración del recinto de contención. El tercer y último de
ellos corresponde a un sistema de reserva de tratamiento de gases.
En la actualidad, el trabajo y la investigación están haciendo posible una
nueva generación de reactores que sean infalibles ante cualquier tipo de
rotura o accidente. Como hemos podido observar, si cualquiera de estas
medidas de seguridad o barreras falla, aumenta la posibilidad de que se
produzca un accidente; si varias de estas fallan en cualquiera de los
niveles, puede llevar a una falla en ese nivel; por consecuente, si varios de
estos niveles fallan pude producirse un accidente que es definido según su
grado de gravedad. Estos grados de gravedad están ubicados en una
escala entre el 0, accidente sin gravedad, y el 7 que responde a un
accidente grave.
Finalmente, existe una última aplicación a la que cualquier tipo de
actividad radioactiva está sujeta, que es el manejo de los residuos
nucleares producidos. El reactor de fisión como el de fusión, generan todo
tipo de residuos radiactivos, que deben ser tratados con extremo cuidado.
El tratamiento varía según el tipo de residuo radiactivo que se genere. Este
se basa según el tipo de radiactividad que emiten y el semiperiodo que
poseen. Por ello, existen dos tipos de residuos radiactivos:
1. Residuos de baja y media actividad
2. Residuos de alta actividad
Los residuos de baja y media actividad son aquellos que poseen baja
radioactividad y vida corta, emisores de radiaciones gamma o beta. En
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17. Propulsión nuclear naval y marina
general son materiales simples como guantes, plásticos, etc. Se prensan y
secan para reducir su volumen, almacenándolos por periodos entre 300 y
500 años.
Los residuos de alta actividad son aquellos que a diferencia de los de baja
y media actividad, poseen alta radioactividad, semiperiodos largos y son
emisores de radiaciones tipo alfa. Poseen la característica de ser altamente
nocivos, como pueden ser las barras utilizadas en la fisión nuclear. Existen
distintos métodos para almacenarlos correctamente que son:
• Almacenamiento temporal
• Reprocesamiento
• Almacenamiento geológico profundo
En los almacenamientos temporales se utilizan almacenamientos
construidos a propósito, como pueden ser las piscinas en las centrales
nucleares.
El reprocesamiento consiste, en la separación física – química de los
elementos que componen al residuo. En ella, se “reciclan” aquellos residuos
que todavía pueden ser utilizados como el plutonio y el uranio.
El almacenamiento geológico profundo comprende la estabilización de las
barras del combustible ya utilizadas en contenedores a tratamientos muy
severos, que luego serán ubicados bajo tierra como en minas.
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Capitulo 6
Estructura de un barco a propulsión nuclear
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18. Propulsión nuclear naval y marina
En una planta propulsora la energía es exactamente producida de la misma
forma que en una planta de energía nuclear. La diferencia es que al contar con
un espacio limitado se intenta de reducir el tamaño al máximo.
Como se puede observar en la figura anterior, la energía que produce la planta
es utilizada para alimentar las bombas de agua, el presurizador, obviamente el
motor eléctrico de propulsión y también para cargar una batería que puede ser
usada para las necesidades de la tripulación, para los mecanismos eléctricos
de la embarcación y para ser almacenada en caso de emergencia. En otros
casos la electricidad también es utilizada para alimentar el motor de las barras
de control o el mecanismo electromagnético que las mantiene fuera del reactor.
En una embarcación de este tipo de propulsión, como en toda planta nuclear,
es necesario establecer barreras de contención para mantener al medio
ambiente y a la tripulación a salvo de la radioactividad producida por el reactor.
Para esto, además de las capas de contención de concreto del reactor, se
utilizan mamparos estancos, el espacio entre los dos mamparos, donde es
contenido el reactor es llamado compartimiento del reactor. Estos mamparos
además son resistentes al fuego y suelen ser resistentes a ondas
electromagnéticas (que pueden ser producidas por una explosión nuclear).
Obsérvese las siguientes figuras.
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19. Propulsión nuclear naval y marina
L
o s
compartimientos de los reactores pueden tener distintas formas y dimensiones
dependiendo de las necesidades y estructuras de la embarcación. En un
submarino el compartimiento es un cilindro horizontal, como la forma del
mismo. En un buque puede ser prismático o puede ser un cilindro vertical.
Otra diferencia con una planta de energía convencional, es la resistencia y la
robustez que deben poseer las plantas en un buque. Estas características se
deben a la necesidad de afrontar los movimientos y giros en el mar y, en las
embarcaciones bélicas, los movimientos bruscos de emergencia y los ataques
enemigos.
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Conclusión
La historia de la propulsión nuclear marina hasta hoy ha demostrado ser un
elemento indispensable en la nueva generación de buques tanto civiles como
bélicos. El aumento en el uso de este tipo de artefactos propulsores se debe a
una gran cantidad de factores, entre otros: su autonomía, gran rendimiento en
comparación con otro tipo de maquinas propulsoras, largos periodos de
duración del combustible, control y monitoreo de los desechos y fallas
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20. Propulsión nuclear naval y marina
producidas, seguridad de la tripulación a bordo, bajos costos en el
mantenimiento, etc.
En la actualidad, además de lo que se ha logrado conocer acerca de este
revolucionario tipo de propulsión en el aspecto marítimo, es constantemente
utilizado con gran seguridad y precisión en despegues de aéreo
transbordadores, satélites, y otros dispositivos, debido a la gran cantidad de
energía producida en un espacio reducido.
Desde nuestro punto de vista, creemos haber logrado abordar cada uno de los
temas relacionados con la propulsión nuclear marina con éxito, y
proporcionando todos los conocimientos y hechos necesarios. No obstante, la
energía nuclear sigue siendo un tema que continua avanzando y
revolucionando al mundo, y los nuevos descubrimientos y funciones de este
tipo de energía permiten que el humano rompa con las barreras de lo cotidiano,
adentrándose en actividades y lugares ocultos e ignorados por los obstáculos
que, en otra época, le imposibilitaban.
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16

21. Propulsión nuclear naval y marina
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