La innovación llega al ámbito nuclear con el objetivo de conseguir soluciones económicas, versátiles y fáciles de gestionar frente a las mastodónticas centrales que funcionan en la actualidad. Y es aquí donde suenan con fuerza unas siglas llamadas a marcar el futuro del sector: SMR, del inglés ‘Small Modular Reactors’, esto es, reactores modulares pequeños. Una tecnología que ha despertado el interés de las principales potencias mundiales, que ya están dedicando cuantiosos fondos públicos para avanzar en su investigación, así como de empresas privadas que han visto una suculenta oportunidad de negocio… Es una carrera al rojo vivo en la que conviven algunos proyectos muy teóricos todavía en fase embrionaria con otros más maduros que toman velocidad como un fórmula 1. Tanto es así que los expertos confían en que, antes de que finalice la década, existan modelos con un alto nivel de sofisticación funcionando en países como Estados Unidos, China, Rusia, Canadá, Corea del Sur o Reino Unido, los mejor posicionados hasta la fecha.
Como su nombre indica, una de las características diferenciadoras de este tipo de instalaciones es su reducido tamaño, que se traduce en que proporcionan una menor capacidad de potencia, hasta 300 megavatios. A ello se une su carácter modular, que permite ir añadiendo unidades para aumentar la potencia si así fuese necesario. La naturaleza de su diseño le confiere una serie de ventajas. «Pueden construirse en fábricas y luego transportarse hasta su destino, mientras que las centrales nucleares convencionales se construyen en su lugar de emplazamiento y debe moverse toda una industria hasta allí, con el consiguiente incremento de costes», explica María Villa Alfageme, Profesora Titular en el departamento de Física Aplicada II de la Universidad de Sevilla. Además del ahorro de costes, el hecho de que se puedan trasladar fácilmente permite que se implanten en zonas remotas, con acceso complicado a la red eléctrica.
Entre sus virtudes, destaca también un tiempo de recarga de combustible menos frecuente. Según el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), los reactores modulares pequeños pueden requerir recargar combustible en un periodo de entre tres y siete años frente al intervalo de uno a dos años de las centrales convencionales. Villa Alfageme apunta que otra de sus ventajas es la posibilidad de reforzar la seguridad con sistemas pasivos, basados en procesos físicos como la convección, en los que no interviene el ser humano.
Del lado de los inconvenientes, la profesora menciona que, debido a su potencia, no pueden alimentar energéticamente a una ciudad como Nueva York, aunque recuerda que tampoco es ese su cometido, puesto que el proceso de sustitución de la energía procedente de combustibles fósiles pasa por la suma de distintas fuentes alternativas. Francisco Calviño, catedrático de Ingeniería Nuclear de la Universidad Politécnica de Cataluña, agrega que los SMR son menos eficientes que un reactor grande porque necesitan un poco más de combustible para producir la misma cantidad de electricidad, un problema que no es tan acusado si solo se utilizan para producir calor.
Los expertos aclaran que los reactores pequeños tienen una larga tradición, pues son los usados en los submarinos nucleares, pero de esos primeros modelos hasta la actualidad, la disrupción se ha abierto camino a un ritmo vertiginoso. «Se está haciendo un gran desarrollo en nuevas aproximaciones, más cercanas a la cuarta generación», dice Calviño, que aporta un dato: existen unas 70 iniciativas diferentes, tal y como recoge un estudio del OIEA del año pasado. «Eso da una idea de que hay bastante interés», ahonda. Según las predicciones de este organismo, algunos proyectos entrarían en funcionamiento comercial alrededor del 2030. Y eso está a la vuelta de la esquina, por lo que no hay tiempo que perder.
Las grandes potencias mundiales ya trabajan para colocarse a la cabeza de una carrera millonaria en la que España, a excepción de la ingeniería vasca Idom, se ha quedado descolgada. «Los países que claramente están optando por desarrollar SMR son Estados Unidos
, Reino Unido, Canadá, China, Rusia y Corea del Sur», asegura Eduardo Gallego, catedrático de Ingeniería Nuclear de la Universidad Politécnica de Madrid. No lo hacen solos, sino a través de alianzas con compañías.
La británica Rolls-Royce, por ejemplo, lidera un consorcio que cuenta con el apoyo del gobierno de Reino Unido y de Qatar, así como de inversores privados, para crear reactores modulares pequeños que podrían estar listos en 2029. La americana NuScale es otro actor destacado al recibir hace dos años la aprobación de la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos, si bien su propuesta se basa en refrigeración con agua, la tecnología que suele usarse en las centrales convencionales. El reactor argentino Carem, de esta misma tipología, es de los que va más adelantado. Empezó a construirse en 2014 y tendrá una capacidad de generación de 32 MW, potencia que alcanzará para abastecer de energía eléctrica a una población cercana a los 120.000 habitantes.
Cuarta generación
Eduardo Gallego señala que estos proyectos conviven con ideas más disruptivas, como el reactor Natrium, que lanzará TerraPower, fundada por Bill Gates, junto con GE Hitachi Nuclear Energy, en el que también participa PacifiCorp, del multimillonario inversor Warren Buffet, así como el Departamento de Energía estadounidense. El concepto planteado combina un reactor rápido de sodio con un sistema de almacenamiento de sales fundidas capaz de producir 345 megavatios de electricidad. «La ventaja de los reactores rápidos es que aprovechan mejor el combustible nuclear. Y los de sodio pueden ayudar a reducir el inventario de residuos de alta actividad», comenta el experto.
No solo gigantes empresariales apuestan por los SMR, sino también compañías emergentes de base innovadora. Francisco Calviño pone como ejemplo a la danesa Seadorg, que ha tenido varias rondas de financiación y está desarrollando un concepto que entraría dentro de la cuarta generación de reactores nucleares y que emplea sales fundidas. «El combustible estaría prácticamente disuelto en las sales fundidas, de modo que si hay un fallo, como la sal se solidifica, evita que puedan salir elementos radiactivos porque todos se quedan en bloque», subraya el profesor, convencido de que en menos de una década habrá reactores cercanos a la cuarta generación en operación.
Estos reactores pueden construirse en fábrica y luego transportarse para ser instalados in situ
Las iniciativas sobre las que se está trabajando son numerosas. Sin embargo, no todas se encuentran en el mismo estado de desarrollo. De modo genérico, podrían clasificarse en reactores modulares refrigerados por agua y reactores modulares avanzados. «Los primeros se basan, en buena medida, en los reactores nucleares actualmente funcionando y se postula que su construcción podría comenzar a finales de esta década o principios de la siguiente», comienza por señalar Luis Enrique Herranz, profesor de investigación de seguridad nuclear y responsable de la unidad de investigación en seguridad nuclear del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat). Por otro lado, los denominados avanzados se fundamentan en tecnologías más innovadoras con refrigerantes menos testados, como metales líquidos y sales fundidas, que requieren aún investigación y, por consiguiente, se proyectan en un horizonte temporal más largo», afirma. Una excepción de este último grupo son los reactores modulares de alta temperatura refrigerados por gas, uno de cuyos diseños tiene dos unidades ya en operación en China.
Oportunidad perdida
Un tren en marcha que nuestro país ha dejado pasar. Expertos del sector comentan a este diario que a pesar de que España participa en diversos proyectos de investigación, si no existe una cierta estabilidad que dé garantías a los inversores, será complicado atraer capital para el desarrollo de proyectos aquí. Alaban la fórmula adoptada por Reino Unido, por medio de la cual si una empresa invierte en un proyecto de SMR una determinada cantidad de dinero, el Estado se compromete a invertir una parte alícuota.
Por otro lado, piensan que si en territorio nacional alguna vez llega a haber reactores modulares pequeños serían probablemente diseños de los actores punteros en este segmento. «Hasta que ellos no los tengan operando, no creo que nadie aquí quiera ir por delante», indican. Cabe recordar que España planea el cierre de todo el parque nuclear antes de 2035 mientras que otros países como Reino Unido o Francia están relanzando su apuesta por la nuclear, incluidos los SMR.
«Si somos realistas, el futuro de la producción eléctrica ha de pasar por las renovables con una base nuclear y posiblemente esa base nuclear tenga un buen apoyo en los SMR porque se puede ir desplegando la flota poco a poco. Los grandes reactores requieren 10.000 millones de euros cada uno, un esfuerzo considerable para cualquier compañía, mientras que en el caso de los SMR hablamos de la quinta o la décima parte», concluye Eduardo Gallego, de la Politécnica de Madrid. La disrupción entra de lleno en el sector nuclear, con multitud de proyectos en torno a los reactores modulares pequeños, una tecnología prometedora en la que se han volcado gobiernos e inversores privados.
La ingeniería vasca que pone a España en el mapa de las ‘mininucleares’
La partida por los reactores modulares pequeños se juega en el tablero internacional, donde España, a pesar de tener un papel testimonial frente a las potencias líderes, cuenta con un representante involucrado en una de las iniciativas más ambiciosas que existen. Se trata de Idom, una ingeniería vasca fundada en 1957 que participa en la creación de un reactor de cuarta generación que llegará al mercado en torno a 2030. Todo comenzó hace tres años, cuando se asoció con la startup británica Moltex Energy. «No somos una empresa puramente inversora, pero su concepto nos parecía el santo grial», justifica Xabier Ruiz Morín, director del área nuclear de Idom. ¿En qué consiste? «El diseño nos gustó porque resolvía dos retos del sector nuclear: por un lado, mejora la seguridad, ya que el reactor nunca puede sufrir una reacción en cadena o un accidente porque, por su configuración y diseño de ingeniería, antes de que ocurra para solo de manera automática (incorpora sistemas de seguridad intrínsecos o pasivos, más seguros que los actuales). Por otro, ataca la gestión de residuos, es decir, ‘se come’ los de otras centrales nucleares produciendo electricidad y haciéndolos desaparecer», subraya.
Desde la firma aseguran que el reactor sería muy eficiente y podría competir a nivel de precios con otras tecnologías como el gas. El proyecto se encuentra a día de hoy en fase de investigación y desarrollo. «Estamos trabajando tanto en la planta de conversión de combustible como en el reactor, llamado SSR-W. Si de aquí a final de año los estudios y ensayos en laboratorio nos salieran bien, empezaría el proceso de obtención de licencias y para principios de 2030 estaría operativo», adelanta Ruiz Morín. La instalación se ubicaría junto a la central nuclear Point Lepreau, en la provincia de Nuevo Brunswick (Canadá).
Se trata de un modelo que utiliza sales fundidas con uranio. El proceso es el siguiente: toman el combustible gastado de las centrales actuales, se hace una conversión de tal forma que se extrae la parte energética que todavía sigue teniendo capacidad de producir electricidad o calor, se mezcla con una sal fundida y se mete dentro de una especie de ‘bolis’. «Generamos un montón de ‘bolis’, que serían el nuevo combustible y los metemos dentro de una suerte de olla a presión que, a su vez, tiene otro tipo de sal fundida. Se genera una reacción, la sal fundida que rodea los ‘bolis’ empieza a coger temperatura y esa temperatura sirve para calentar el agua, que se convierte en vapor, el vapor gira una turbina y produce electricidad», explica. El reactor evitaría incidentes como el de Fukushima.
«Si esos ‘bolis’ cogen más temperatura de la cuenta, la reacción en cadena se duerme y se enfrían solos porque los neutrones que se mueven, que son los que generan la reacción en cadena, no pueden avanzar cuando hay mucha temperatura, por lo tanto, es un reactor intrínsecamente seguro. Aunque quieras provocar una reacción en cadena incontrolada, no lo vas a poder hacer porque la sal lo va a frenar», detalla. El reactor se usará para producción de electricidad, si bien también podría utilizarse para la de hidrógeno.
Hasta ahora Moltex Energy ha captado 8,2 millones de libras en ‘equity’, de los cuales 4 millones proceden de una ronda de ‘crowdfunding’. «Es muy relevante porque en el sector nuclear nunca se ha hecho una iniciativa de este tipo», comenta Ruiz Morín. Idom ha aportado 2,5 millones, mientras que los restantes proceden de inversores particulares. A ello hay que sumar más de 75 millones de dólares canadienses realizados por los gobiernos de Reino Unido, Canadá y Estados Unidos dentro de sus programas de investigación.
