domingo, 27 de septiembre de 2009

El lado mas negro del carbón





El carbón, unos de los principales combustibles fósiles utilizados en la obtención de energía, es un material con muchas impurezas como el calcio, sodio, azufre, aluminio, hierro, titanio, mercurio o arsénico, entre muchos otros mas.
La ceniza resultante de la combustión de este combustible esta concentrada en estas impurezas, algunos de ellos de valor comercial, otros de gran toxicidad, como el mercurio. Desde hace décadas las cenizas se filtran de forma que solo una pequeña parte pasa a la atmósfera, el resto de la ceniza se acumula en estanques.(desastre causado por una rotura de un estanque)
El mercurio daña el sistema nervioso, las funciones del cerebro(degradación de la habilidad para aprender, cambios en la personalidad, temblores, cambios en la visión, sordera, incoordinación de músculos y pérdida de la memoria), al ADN y los cromosomas(cáncer y síndrome de Down), provoca reacciones alérgicas, irritación de la piel, cansancio, dolor de cabeza, defectos en la reproducción, daño en el esperma, defectos de nacimiento, abortos ...

Los óxidos de azufre y de nitrógeno productos de la combustión, son los principales causantes de la lluvia ácida
Más de 20,000 lagos en Norte América han sido dañados por la lluvia ácida, miles más en el resto del mundo.
Alrededor de 10.000 personas mueren por minería del carbón todos los años, superando lo muertos en el incidente de Chernovil. 600.000 mineros chinos sufren de problemas pulmonares, cifra que quizás llegue a los dos millones si se cuentan minas pequeñas.

Es el combustible fósil que más emisiones de co2 causa y que por lo tanto mas acelera el cambio climático.

Mucha gente tiene constancia de estas características del carbón , pero desconoce que este contiene materiales radiactivos, uranio y torio, en una proporción media de 1,3 y 3,2 partes por millón(ppm) de ambos elementos respectivamente, siendo un 0,71% del primero uranio-235, combustible de los reactores de fisión.
La ceniza resultante se ve concentrada en estos componentes varias veces la concentración original.

En principio estas cantidades parecen pequeñas, pero la cantidad de carbón quemado tanto en una sola central térmica como a nivel mundial es enorme.
Una central térmica de carbón como la que puedes tener al lado de tu casa puede llegar a consumir de un millón a cuatro millones de toneladas de carbón al año, lo cual supone de 1,3 a 5,2 toneladas de uranio y de 3,2 a 12,8 toneladas de torio emitidas en el ambiente donde vives cada año!!!! Esto deja en ridículo un escape como el de la central nuclear de Asco.

De hecho a causa de la liberación de estos materiales radioactivos, los niveles de radiactividad producidos son 100 veces mayores alrededor de una central de carbón que los de una central nuclear que cumple con la legislación.

El consumo mundial de carbón en el 2007 fue de cerca de 6000 millones de toneladas, lo cual equivale a 7.800 toneladas de uranio y 19.200 toneladas de torio emitidas al medioambiente ese año, y esto se ha repetido y repetirá por mucho años. A diferencia de otros combustibles fósiles hay reservas de carbón para mas de mil años, y la tendencia actual es construir cada vez mas de estas plantas. En general cerrar una central nuclear equivale a sustituirla con una nueva de carbón.

Imagen: consumo de EE.UU y mundial de carbón

Si calculamos las cantidades totales de material radioactivo emitidas desde 1937 hasta 2040(según pronósticos de consumo futuro), los datos son bastante preocupantes.

Las Emisiones globales totales en ese periodo aproximado de 100 años serian(637,409 millones de toneladas de carbón):

Uranio total, 828.632 toneladas
Uranio-235, 5883 toneladas
Torio, 2.039.709 toneladas.

Imagen: emisiones de uranio y torio en EE.UU y el mundo
Las vida media de estos materiales radioactivos es lo suficientemente larga como para que se vayan acumulando en el medio.
¿Cuales serán las consecuencias ecológicas de tal cantidad de material radioactivo en el medio después de tantas décadas y siglos de acumulación?
El uranio 238 puede transmutar a plutonio 239 mediante la absorción de un neutrón.
Los rayos cósmicos son partículas subatómicas que proceden del espacio exterior y que tienen una energía elevada debido a su gran velocidad, cercana a la velocidad de la luz. A nivel de mar un 9% de los rayos cósmicos son neutrones, lo cual posibilita que este fenómeno de producción de plutonio sea posible.
Si bien es de suponer que es un fenómeno escaso , una emisión continuada durante décadas de uranio 238 aumenta la probabilidad de este fenómeno en gran medida. El plutonio 239 es muchas veces más radioactivo que el resto de las formas de uranio.

Todas estas emisiones de materiales radiactivos nos hacen caer en un despilfarro absurdo, puesto que la energía liberada si aprovechásemos el contenido de uranio en el carbón proporcionaría el 50% de la energía generada quemando ese mismo carbón, si aprovechásemos el contenido de torio obtendríamos un 105% de la energía generada, con lo cual los materiales fisionables dentro del carbón tienen 1,5 veces mas energía que el que se obtiene quemándolo.

Gran parte del costo de la energía nuclear viene por la necesidad de cumplir con la estricta legislación que regula los niveles de radioactividad, en cambio la energía en una central de carbón, sale mucho mas barata ya que no cumple esa legislación, pero según la información dada no debería ser así.


Las conclusiones son:

- Si sigue la actual tendencia de utilizar el carbón como fuente de energía y no se crea una legislación que controle las emisiones radioactivas, el impacto ecológico y en la salud puede ser muy grande.
- Si se crea una legislación para controlar las emisiones radioactivas, el precio de la energía eléctrica obtenida de la combustión del carbón, no seria tan barata como lo es ahora, y este bajo precio es el que precisamente favorece a este tipo de energía.
- Extraer el uranio y el torio del carbón daría combustible a los reactores nucleares durante centenares de años, puesto que hay reservas de carbón para más de mil años. Esta tecnología ya se esta desarrollando.¿quién dijo que solo hay uranio para 25 años?
- Se podrían extraer metales y otros componentes de valor comercial, que a su vez podrían contrarrestar el aumento de los costos por una nueva legislación mas exigente(lo mismo se aplica al uranio y el torio)

Más información:
‘Coal combustión: nuclear resource or danger’ de Alez Gabbard

Pagina de la wikipedia sobre consumo y producción de carbón

Efectos del mercurio.

Esta entrada es una versión actualizada, debo agradecer a Wis_alien por dejarme colgar en su momento la anterior versión en su inmejorable blog Wis Physics, gracias a eso me pico el gusanillo de tener mi propio blog.

15 comentarios:

Dinorider d'Andoandor dijo...

Entonces gracias a Wis, pues así te tenemos acá con entradas tan ilustrativas y sencillas de entender como ésta.

Por qué no les hacen caso siempre a las estadísticas?

Hexo dijo...

Ah mira, ¡este debe ser el post prometido!

Este tema es muy interesante, y a la vez enigmático. ¿Como es que los ciudadanos como yo estamos tan desinformados sobre este tema? ¿Porqué cuando hablamos de centrales nucleares en casa, en la calle, o en el bar siempre recurrimos a los tópicos sin tener ni repajolera idea de lo que decimos? ¿Hay que estudiar una carrera para saber esto? ¿Hay que buscar un blog por internet para enterarse? ¿Cómo es que no se divulga esto en la tele? No en los programas de ciencia a las 2 de la madrugada que solo los que ya saben algo de ciencia pueden llegar a mirar, sino en los programas que ve todo el mundo, en las tertulias, en los telediarios, etc. En lugar de eso se dedican a promocionar el analfabetismo.

Gracias Gouki por acordarte de mi petición. Haces un gran trabajo aquí.

Saludos.

DarkSapiens dijo...

Muy buena (de nuevo) la entrada, y aún mejor con la información actualizada. Gracias!

Sabes que de no ser por ti yo por ejemplo no tendría ni idea de este tema, lo cual es algo preocupante. Como dicen arriba, el que este asunto nunca se saque en ningún tipo de debate es increíble. Es algo que mucha gente debería saber. De modo que tu labor de divulgación con esta entrada es muy importante.

P.D.: Y las peticiones de que te hicieras un blog ya las llevábamos haciendo desde antes, ¿eh? La entrada en el blog de Wis ya fue el detonante definitivo, jajaja.

Saludos!

Wis_Alien dijo...

Gracias por acordarte de mí con un enlace ;) Me alegro de que esa colaboración haya servido para "darte el empujón" para crear este gran blog :P

Como dice Hexo y DarkSapiens, yo no me habría enterado de este tema si no hubiera sido por ti, así que esperemos que mucha gente lea esta entrada y se informe.

Mientras leía se me ocurrió una cosa. No será excesivamente caro el separar el carbón en sus componentes básicos como el uranio o el torio?? Es obvio que se puede obtener más energía y quizá más benecifio material, pero crees que se necesitará mucho dinero para lograrlo??

Saludos ;)

Nian506 dijo...

Gran entrada Gouki ;)

Ya hemos difundido tu entrada por Twitter, espero que pronto te crees una cuenta :)

Gouki dijo...

Dinorider.

gracias ;)
intento en todo momento que las entradas sean lo mas facil de entender.


Hexo.

yo tambien me entere por un blog, y tambien me sorprendio.
Lo curioso es que esto se conoce desde hace decadas.
Mucha de la culpa la tienen los medios de comunicacion y hollywood, que han demonizado la energia nuclear durante años.
Mucho tiempo tendrian que estar hablando mal en este aspecto sobre el carbon, para que una preocupacion igual se infundiese en la poblacion. Si diesen la noticia pasaria desapercibida

Gracias por el cumplido:)

Dark, nian y wis.

gracias por el twiteo;)
Me alegra poner en conocimiento cosas asi.

jeje, ya ni me acordaba del orden de los acontecimientos, igualmente os agradezco haber insistido en lo del blog, disfruto mucho con el.

Wis,respecto al costo de extraccion, hay planeada una planta marina de extraccion de uranio del agua de mar cuyo coste(que incluye el costo de frabricacion del adsorbente, costo de extraccion y de purificacion)ronda el costo de extraccion del uranio de la mineria normal.
Por supuesto esto es en Japon, que parece que siempre es lider en estas tecnologias de nueva generacion.
con esa planta podra abastecer el 17% de sus requeriemintos de uranio.
No veo que la misma tecnologia no se pueda aplicar con las cenizas del carbon a coste parecido.

Fujur dijo...

Si no me equivoco... la lluvia ácida viene del carbón, no del uranio. El problema es el siempre... no más chernobiles. Hay certeza de que eso jamás volverá a pasar, sino, mejor no más nucleares, si la respuesta es que hay certeza, plenamente a favor de las mismas.
un abrazo!

Wis_Alien dijo...

Fujur, hay certeza absoluta de que no va a volver a pasar algo así. Fue una auténtica locura lo que hicieron los soviéticos en Chernovil que actualmente es completamente imposible que se repita.

Gouki no conocía yo eso. Podrías poner un enlace para poder leer algo sobre el tema. No importa que esté en inglés ;)

Gouki dijo...

Aqui tienes.
El enlace final amplia la informacion.

Angel Sanz dijo...

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Gouki dijo...

Gracias por la oferta, pero no estoy interesado en ganar dinero ni poner publicidad.
saludos

Wis_Alien dijo...

Estupendo, gracias. En cuanto pueda le echo un ojo en detalle.

Saludos ;)

Sr.Belizón dijo...

Un post con solera, muy esclarecedor y apropiado para los tiempos presentes...

Saludos

Pereirano dijo...

¿Entonces la conclusión es que la energía nuclear es la mejor alternativa que tenemos?

Mas allá de la contaminación algunos la critican porque hay que gestionar los residuos durante un tiempo tremendo por lo que cargaras con ello a las generaciones futuras siendo nosotros los que nos quedamos con "lo bueno".No lo consideran ético.

Gouki dijo...

Pereirano.

Voy a intentar hacer una analogia que resulte util.
Tienes unos coches con motores que queman gasolina, pero solo queman el 1% y el resto los tiran por el tubo de escape. Por lo tanto tienes un problema de residuos.
Pero si haces mas eficiente el motor de forma que queme el 100%, no generas residuos, y ademas tienes gasolina para 100 veces mas de recorrido.

Con el material radioactivo pasa lo mismo, solo se extrae el 15 de la energia, y lo que queda es muy radioactivo, precisamente por eso. De extraer toda la casi toda la energia, no un 1% sino un 95%, tendrias menos residuos y menos racioactivos, asi como de corta vida.
Eso es cuestion de crear nuevas generaciones de nucleares, como las de cuarta generacion.

Tambien hay estudios para crear hibridos fusion-fision que eliminarian los residuos.

Y el Terrapower de Bill Gates.

http://www.elmundo.es/elmundo/2010/03/24/ciencia/1269460696.html

La vida ha colonizado cada rincón de la Tierra, ya es hora de ayudarla a colonizar todo el sistema solar.