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2.1: Apéndice A - La energía nuclear es nuestra mejor alternativa para una energía limpia y asequible

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    [Estos trabajos de muestra de estudiantes se proporcionan solo como ejemplos de investigación estudiantil exitosa: no están destinados a prescribir ningún formato estándar de papel y el contenido de cada artículo representa puramente la opinión del autor.]

    “Nuestras dudas son traidores, y nos hacen perder lo bueno que muchas veces podríamos ganar, por temor a intentar”. —William Shakespeare

    La energía nuclear es nuestra mejor alternativa para una energía limpia y asequible

    Aunque pueda sorprender a muchos ecologistas, la energía nuclear es respetuosa con el medio ambiente, o “verde”. La sociedad necesita energía limpia y rentable por varias razones: calentamiento global, desarrollo económico, reducción de la contaminación, etc. Existe la percepción popular de que esto significa avanzar hacia la energía solar, eólica y otras formas de energía renovable. Sin embargo, un análisis más profundo revela que esas alternativas aún no son prácticas. En un futuro previsible, la nuclear debe seguir siendo uno de los principales productores de energía en Estados Unidos. En este trabajo abordaré varios de los conceptos erróneos que impiden que las personas aprecien los beneficios de la energía nuclear en el contexto de nuestra economía actual.

    La energía nuclear es segura

    Uno de los mayores obstáculos para avanzar hacia la energía nuclear es que la gente le tiene miedo. Accidentes y desastres asustan a la gente. Los reportajes noticiosos que sensacionalizan los eventos, en lugar de explicarlos, aumentan las ansiedades.

    Chernobyl

    En 1986, hubo un accidente nuclear en la central nuclear de Chernobyl en Ucrania. Esto fue el resultado de un diseño defectuoso del reactor que se operó con personal inadecuadamente capacitado. Fue resultado directo del aislamiento de la Guerra Fría y la consiguiente falta de cultura de seguridad. Esto provocó una explosión de vapor e incendio. Hubo treinta muertes a lo largo de tres meses. Nadie fuera del sitio sufrió exposición a la radiación —todas las muertes ocurrieron con operadores de plantas y bomberos— pero hubo un gran aumento en los cánceres de tiroides infantiles, lo que se dice que se atribuye a la ingesta de lluvia radiactiva de yodo. El accidente de Chernobyl es diferente de cualquier otro accidente de central nuclear porque hubo muertes relacionadas con la radiación. No hubo signos de exposición a la radiación en el público en general. El diseño de este reactor nuclear fue extremadamente pobre; la combinación del combustible caliente con el agua de refrigeración condujo a la fragmentación del combustible junto con una rápida producción de vapor y un aumento de la presión, destruyendo así el reactor. Esto provocó una explosión. Este accidente provocó la mayor liberación radiactiva incontrolada jamás registrada para cualquier operación civil.

    Isla de Tres Millas

    El 28 de marzo de 1979, la central nuclear de Three Mile Island experimentó un mal funcionamiento de enfriamiento que provocó que parte del núcleo se fundiera en el reactor número dos. Esto destruyó el reactor. Si bien se liberó algo de gas radiactivo, no hubo suficiente para hacer que los residentes locales experimentaran alguna dosis por encima de los niveles de fondo. No hubo lesiones ni efectos adversos para la salud por el accidente de Three Mile Island. A pesar de no haber muertos ni heridos, no se han construido nuevas centrales nucleares en Estados Unidos desde 1979 debido al problema de Three Mile Island. El accidente de Three Mile Island fue el más grave en la historia de las centrales nucleares comerciales de Estados Unidos; esto se debe a que trajo grandes cambios en la planificación de la respuesta a emergencias, la capacitación de operadores nucleares, la ingeniería de factores humanos, la protección radiológica y muchas otras áreas de operaciones de centrales nucleares. Este accidente también obligó a la Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos a endurecer y acrecentar su supervisión regulatoria. También, cambió los estándares que deben cumplir las centrales nucleares, establecidos por el Instituto de Operaciones de Energía Nuclear. Las reglas de capacitación, operaciones y reporte de eventos se vuelven extremadamente estrictas y esenciales. En general, este accidente tuvo un efecto masivo en la mejora de la seguridad de las centrales nucleares.

    Fukushima

    Más recientemente, el desastre de Fukushima en Japón el 3 de marzo de 2011, ha afectado las opiniones de los pueblos sobre la energía nuclear. Hubo un sismo en alta mar. Además de los temblores, se creó un tsunami de cincuenta pies. El tsunami azotó la central nuclear de Fukushima (además de otras partes de Japón), deshabilitando la fuente de alimentación y el enfriamiento de tres reactores. Los tres núcleos se fundieron en tres días. La central eléctrica no fue diseñada para soportar ese severo tsunami, lo que provocó graves problemas en la central eléctrica. Después de dos semanas, los reactores se mantuvieron estables. El otro tema destacado con este accidente fue impedir la liberación de materiales radiactivos. No ha habido muertes ni casos de enfermedad por radiación. Hubo dos muertes el día del tsunami, en el lugar, y aunque trágico, se debió al tsunami, no a la central eléctrica; esto representa pocas bajas en comparación con otros desastres energéticos.

    Efectos de salud a largo plazo

    La otra pregunta principal sobre la energía nuclear es: ¿Qué pasa con los efectos a largo plazo de la radiación en la salud? Lo siguiente es parte de la conclusión de un informe de una encuesta realizada por investigadores del Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos.

    Si se aceptan estimaciones convencionales de los riesgos de cáncer atribuibles a la radiación, las exposiciones de las emisiones monitoreadas de las instalaciones nucleares en Estados Unidos, típicamente menores de 3 milirem por año, al individuo expuesto al máximo, fueron demasiado pequeñas para resultar en daños detectables. Dichos niveles son, de hecho, mucho más pequeños que las exposiciones de la población a partir de la radiación de fondo natural, que ascienden a aproximadamente 100 milirem por año, excluyendo las dosis pulmonares de radón (Jablon, Hrubec y Boice 1991).
    Al mirar los niveles más altos y peores posibles de radiación que la gente podría recibir en Fukushima, 22 rem, se crearían 194 cánceres en exceso de las 22 mil personas. Claramente esto no es algo bueno, pero también hay que recordar que el 22 rem fue la dosis más alta registrada antes de la evacuación; y la mayor cantidad de radiación provino del yodo, que tiene una vida media de ocho días (Muller 2012).

    Eliminación de Desechos Nucleares

    El combustible nuclear, cuando se agota, debe ser reemplazado por uranio nuevo. Esto ocurre durante una interrupción del reabastecimiento de combustible. Las barras de combustible agotadas todavía producen calor de decaimiento. El calor de decaimiento se elimina almacenando las barras de combustible en piscinas de enfriamiento. Cuando el calor residual de decaimiento es lo suficientemente bajo, las barras de combustible pueden retirarse de las piscinas de enfriamiento y empaquetarse para su almacenamiento a largo plazo. Este almacenamiento a largo plazo aísla las barras de combustible de las personas y del medio ambiente, hasta que el combustible se descompone y ya no representa un peligro de radiación.

    La eliminación de desechos nucleares ya está incluida en el costo de la energía nuclear.

    El miedo de Estados Unidos a la energía nuclear

    Desde hace años, los ciudadanos estadounidenses han tenido tanto miedo a la energía nuclear. Cuando Estados Unidos descubrió por primera vez las posibilidades, la gente se emocionó, hasta que comenzaron a vincularla con la bomba A, y solo con la bomba A. Desde hace más de cincuenta años, la gente ha dejado que su destructividad eclipse su poder para siempre. Han asociado la energía nuclear con la muerte de personas inocentes y el poder de aniquilar ciudades enteras. De lo que no se dan cuenta es que la energía nuclear puede alimentar a una ciudad entera y salvar la vida de personas inocentes. Hemos aprendido del pasado, hemos dado pasos agigantados en nuestra tecnología y tenemos una comprensión mejorada y extraordinaria de cómo funciona la energía nuclear. Ahora es el momento de que todos en los Estados Unidos de América entiendan, crean y apoyen eso.

    La mayoría de las películas representan la energía nuclear como una fuente de energía peligrosa y volátil. Una de las películas más populares de este año, The Dark Knight Rises no fue la excepción. Toda la historia giraba en torno a una fuente nuclear de energía que podría alimentar a toda la ciudad de Gotham. El único problema era que, si este poder llegara a meterse en las manos equivocadas, se convertiría en una bomba nuclear gigante, destruyendo así la ciudad de Gotham. Casi anualmente, sale una película sobre un apocalipsis nuclear ficticio. Con toda esta publicidad negativa, ¿por qué alguien apoyaría la energía nuclear? Desde hace años, la cultura pop ha estado explotando la idea de la energía nuclear y lavando el cerebro a la gente para estar aterrorizada de algo de lo que no saben nada. Una de las principales películas que inició esta crisis fue El síndrome de China, que salió en marzo de 1979, apenas doce días antes del accidente nuclear en Three Mile Island. La distorsión de la energía nuclear de la película sumada al accidente de Three Mile Island se sumó a la histeria sobre posibles accidentes nucleares. Necesitamos crear una nueva imagen en la mente de este país sobre cuán ventajosa puede ser realmente para nosotros la energía nuclear. Si los medios y las películas retrataran la energía nuclear de manera realista, se educaría a la gente sobre esta fuente de energía y comenzaría a mirar la energía nuclear como una solución a nuestra crisis energética. Tenemos que dejar de dejar que los medios populares ficticios influyan en nuestras opiniones sobre la energía nuclear. Es hora de que Estados Unidos sepa la verdad.

    Fuentes de Energía

    La electricidad es una parte integral de nuestra vida diaria. (Se da por sentado, hasta que un huracán la perturbe por un largo periodo.) Normalmente, diversas centrales eléctricas generan electricidad, la cual se transmite y distribuye a los usuarios, por ejemplo, hogares, escuelas, negocios y fábricas. En este trabajo se discute el problema de seleccionar la fuente de energía preferida para el crecimiento en la generación eléctrica.

    Entonces, con una plétora de opciones, ¿cómo sabemos cuál es la mejor? ¿Cuál nos ahorrará más dinero? ¿Cuál salvará la tierra? Todas estas son preguntas serias que hay que responder cuando miramos hacia el futuro.

    Figura 1. Las principales fuentes de energía para generar electricidad. Fuente: EIA de Estados Unidos, datos del año 2005.

    Energía Hidroeléctrica

    La hidroeléctrica puede considerarse la primera fuente de energía renovable. Es por ello que ya se han desarrollado los principales sitios hidroeléctricos. La energía hidroeléctrica, que utiliza la energía potencial de los ríos, ahora abastece 17.5 por ciento de la electricidad del mundo (99 por ciento en Noruega, 57 por ciento en Canadá, 55 por ciento en Suiza, 40 por ciento en Suecia y 7 por ciento en Estados Unidos). No es una opción importante para el futuro en los países desarrollados, porque la mayoría de los sitios importantes potenciales en estos países ya están siendo explotados o no están disponibles por otras razones como consideraciones ambientales. El crecimiento hasta 2030 se espera principalmente en China y América Latina (“Energía Hidroeléctrica” 2005).

    Energía Solar y Energía Eólica

    La eólica y la solar son fuentes de energía renovables relativamente nuevas.

    La energía solar generalmente se considera la generación directa de electricidad a partir de la luz solar. (La energía solar también se utiliza para la calefacción, pero eso no es parte de esta discusión.)

    Las células fotovoltaicas (PV) son los bloques de construcción de todos los sistemas fotovoltaicos porque son los dispositivos que convierten la luz solar en electricidad. Comúnmente conocidas como células solares, las células fotovoltaicas individuales son dispositivos productores de electricidad hechos de materiales semiconductores. Las celdas fotovoltaicas vienen en muchos tamaños y formas, desde más pequeñas que un sello postal hasta varias pulgadas de ancho. A menudo se conectan entre sí para formar módulos fotovoltaicos que pueden tener hasta varios pies de largo y unos pocos pies de ancho. Los módulos, a su vez, se pueden combinar y conectar para formar arreglos fotovoltaicos de diferentes tamaños y potencia de salida. Cuando la luz brilla en una celda fotovoltaica, puede reflejarse, absorberse o pasar a través de ella. Pero sólo la luz absorbida genera electricidad.

    Las tecnologías de energía eólica utilizan la energía eólica para generar electricidad. La mayoría de las tecnologías de energía eólica se pueden utilizar como aplicaciones independientes, conectadas a una red eléctrica de servicios públicos o incluso combinadas con un sistema fotovoltaico. Para las fuentes de energía eólica a escala de servicios públicos, una gran cantidad de turbinas generalmente se construyen juntas para formar un parque eólico que proporciona energía a la red (“Renewable Energy Technology Basics” 2012).

    Tanto la energía solar como la eólica se consideran sustentables, es decir, que proporcionan electricidad sin dañar el medio ambiente. Son posibles fuentes de crecimiento de energía eléctrica.

    Si bien hay muchos aspectos positivos de la energía solar y eólica, también hay muchas desventajas que hay que considerar.

    Subsidios y Costo

    Una desventaja de la energía solar y la energía eólica es su alto costo. A pesar de que no hay ningún cargo por sol o viento, ni la energía solar ni la eólica son competitivos en costos. Algunos argumentan que se trata de nuevas tecnologías que requieren inversiones, o subsidios, para fomentar su desarrollo. Lo que la gente no se da cuenta es que incluso subsidiando estas fuentes de energía, todavía no son competitivas en cuanto a costos. El gobierno está utilizando el dinero de los contribuyentes para promover una fuente de energía que sea un fracaso financiero. Estados Unidos no es el único país que tiene que enfrentar los hechos de que estas disminuciones no hacen que los costos de la energía solar y eólica sean competitivos, ya que países como Alemania y China también están aprendiendo esto.

    China domina el mercado de paneles solares. El costo de generar energía solar ha disminuido drásticamente en los últimos años, pero sigue siendo el triple del precio de la energía generada por carbón en China. Incluso dominar el mercado de paneles solares no compensa un panel de energía no rentable. Las empresas solares están perdiendo dinero y saliendo del negocio. No importa cómo lo gires, no hay forma de hacer que la energía alternativa que sea el triple del costo sea una opción práctica.

    Alemania, el país de la Unión Europea con la economía más productiva, ha pasado de la energía nuclear a la energía solar y eólica; está lejos de ser exitosa. El gobierno alemán, como otros, también ha estado subsidiando fuertemente la energía solar y eólica. Los subsidios no compensan que el promedio de sol en Alemania sea menor que el de Chicago. Los costos de energía representan ahora el mayor pasivo para Alemania como lugar para hacer negocios, especialmente a la luz del marcado aumento en el número de apagones y fluctuaciones de voltaje en la red.

    ¿Verde para quién?

    La energía solar y eólica se considera extremadamente beneficiosa para las personas y el medio ambiente. Ese puede no ser un punto de vista universal. El gobierno mexicano continúa instalando parques eólicos en la estrecha cintura de México, conocido como el Istmo de Tehuantepec, donde los vientos del Pacífico se encuentran con vientos del Golfo de México. La gente que vive ahí no siempre está de acuerdo en que los parques eólicos sean un beneficio económico o un beneficio ambiental. Los indígenas no están recibiendo los empleos e ingresos que se les prometieron. Los agricultores y pescadores consideran que los parques eólicos dañan su medio ambiente. Los pescadores notaron que la investigación para los parques eólicos resultó en una muerte masiva de peces. Las vibraciones de los aerogeneradores están afectando al ganado y a los peces, y las palas están cortando aves. Lo que es “verde” para México en su conjunto no es necesariamente “verde” para las comunidades locales.

    Seguridad

    El proceso de fabricación de células fotovoltaicas a partir de silicio se basa en el silano, un gas pirofórico peligroso. A medida que los fabricantes producen células solares de silicio, el uso de silano continúa. Por supuesto, el silano no es el único peligro ambiental involucrado en la producción de células solares. Otros incluyen subproductos tóxicos de la fabricación de polisilicio que se vierten indiscriminadamente en China, y la recuperación de cadmio, un conocido carcinógeno humano que es un ingrediente principal en algunas células solares de película delgada, de los limos mineros. Aún así, solo el silano (SiH4) se ha relacionado directamente con cualquier muerte como resultado de la industria solar.

    Tenga en cuenta que algunos de los componentes de las células fotovoltaicas son materiales tóxicos. Cuando las células están intactas, los materiales se encapsulan. Sin embargo, si hay un incendio, los materiales tóxicos pueden representar un peligro significativo para cualquier persona de la zona.

    Las celdas fotovoltaicas se instalan en los tejados. Se trata de un trabajo elevado, que tiene sus preocupaciones de seguridad. Una preocupación principal de seguridad con las turbinas eólicas también es su altura. La instalación y el mantenimiento requieren trabajos elevados. Tenga en cuenta que muchas turbinas están a elevaciones de 300 pies (100 metros). Obviamente, los vientos fuertes y la maquinaria giratoria no son una combinación segura. La Figura 2 muestra las muertes asociadas a la energía eólica.

    Resumen de Muertes en Energía Eólica
    20-Jul-12
    Número de muertes en construcción (instalación o remoción) 41
    Número de muertes en O&M 18
    Número de muertes del público 8
    Número de muertes en manufactura 2
    Número de muertes en el entrenamiento 6
    Suicidios 1
    Total 76
    Copyright 2012 por Paul gripe. Todos los derechos reservados. Estos datos se proporcionan como un servicio público.

    Figura 2

    La energía solar representa el 0.01 por ciento de la energía de nuestra nación. La energía eólica representa 0.44 por ciento (ver Figura 1). No es probable que estas fuentes de energía sean significativas en un futuro próximo. La energía solar y eólica no son rentables. Como se mencionó, no son tan amigables con el medio ambiente como lo consideran sus proponentes. También hay peligros para la seguridad que no se pueden ignorar. Proporcionan una pequeña fracción de la energía necesaria, y solo cuando sopla el viento o el sol brilla intensamente. Son posibles fuentes de energía para el largo plazo, pero solo son aplicables para unas pocas ubicaciones, en la actualidad.

    La energía del carbón representa el 50 por ciento, el gas natural el 19 por ciento, y la energía nuclear el 19 por ciento, de la energía de nuestra nación (véase la Figura 1). Esto enfoca nuestra selección de fuentes de energía entre carbón, nuclear y gas natural, ya que son las fuentes más grandes.

    Carbón, Gas y Nuclear

    Antecedentes de generación

    El principal método de generación de electricidad es a partir del calor. Se utiliza una fuente de calor para elevar la temperatura del agua para convertirla en vapor, que transfiere su energía a una turbina. La rotación de la turbina, que está conectada físicamente a un generador, genera electricidad.

    Figura 3
    Figura 4

    Las figuras 3 y 4 ilustran las características comunes y las diferencias entre los combustibles fósiles y la energía nuclear. (La caldera de vapor y el intercambiador de calor transforman el calor en vapor). Las principales diferencias son la cámara de combustión, los gases de escape y el control de la contaminación necesarios para los combustibles fósiles, en comparación con el núcleo del reactor, el edificio de contención y los desechos nucleares necesarios para el combustible nuclear.

    La energía nuclear aquí discutida es liberada por la fisión nuclear, que es la división del núcleo de un átomo. Un reactor nuclear productor de energía es “crítico”, la reacción de fisión es autosostenible. Es decir, la reacción en cadena continuará y producirá calor. A medida que se consume el combustible de uranio, las barras de control deben ajustarse para mantener el reactor crítico. (Las barras de control se ajustan, en la otra dirección, para apagar el reactor). La ecuación E = mc 2 describe la cantidad de energía liberada por la fisión nuclear. (Energía = masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado)

    Con los combustibles fósiles, una vez apagada la combustión, hay poco calor residual con el que lidiar. Con la energía nuclear, incluso cuando el reactor está apagado (apagado), hay calor de decaimiento residual para eliminar. Los nuevos diseños de reactores incorporan métodos mejorados de eliminación del calor de decaimiento, lo que minimiza la preocupación.

    La generación de combustibles fósiles implica gases de escape y control de la contaminación. La generación nuclear no tiene gases de escape ni control de contaminación, pero sí tiene disposición de desechos nucleares.

    El Costo

    Figura 5

    Idealmente, una planta de energía debería estar operando lo más cerca del 100 por ciento posible en todo momento. Cuanto mayor sea el porcentaje, mejor será la central eléctrica. Si una central eléctrica está funcionando a un porcentaje bajo, no está siendo productiva. Al observar la Figura 5, es claro que el combustible nuclear tiene el mayor porcentaje promedio de capacidad con 89 por ciento. El factor de capacidad para el carbón es del 61 por ciento, y las turbinas de vapor de gas solo funcionan a un promedio de 13 por ciento.

    La Figura 6 ilustra el contenido energético del carbón, el gas natural y el uranio 235 (combustible nuclear). El contenido de energía térmica mucho mayor del Uranio 235, en comparación con el carbón y el gas natural, es evidente. Este contenido energético se traduce en la necesidad de pequeñas cantidades de Uranio 235 en comparación con el carbón y el gas natural. Una sola pastilla de combustible de uranio contiene tanta energía como 17,000 pies cúbicos de gas natural, 1,780 libras de carbón o 149 galones de petróleo.

    Fuentes de energía:

    Clave

     

    Combustible Fósil

     

    Combustible Nuclear

     

    Térmico

     

    Proceso de Generación

     

    Combustible

     

    Energía Térmica (Contenido Calórico) kWh/kg

     

    Térmico

     

    Carbón pardo (lignito)

     

    2.8

     

    Carbón de coquización (negro)

     

    8.3

     

    Gas natural (Mar del Norte)

     

    10.8

     

    Petróleo]

     

    12.5

     

    Diesel

     

    12.9

     

    Gasolina (gasolina)

     

    13.0

     

    Gas licuado de petróleo (GLP), una mezcla de propano y butano

     

    13.8

     

    Uranio 235

     

    22,800,000.0

     

    Figura 6.

    Contenido Energético Calórico de Combustibles y Químicos: El contenido energético de diversos materiales generalmente, pero no siempre, se refiere a la energía calorífica o térmica que se puede extraer del material, generalmente quemándolo y utilizando el calor de alguna manera para generar electricidad.

    Figura 7

    Primero, comparemos el costo de producción por tipo de combustible. A partir de 2011, la energía nuclear es de 2.19 centavos por kWh, el carbón es de 3.23 centavos por kWh y el gas natural es de 4.51 centavos por kWh. Los 2.19 centavos por kWh incluyen los costos de operación y mantenimiento de la planta, compra de combustible nuclear y pago por el manejo del combustible usado. (El petróleo es de 21.56 centavos por kWh.) En la Figura 7 se muestra el costo de producción de 1995—2011. Una cosa importante a tener en cuenta es que el costo real del combustible para la energía nuclear es muy bajo en comparación con los otros combustibles.

    Figura 8. Electricidad estadounidense Costos totales de producción 1995—2011, en 2011 Centavos por kWh

    La Figura 8 muestra los costos totales de producción de la Figura 7 en un formato gráfico. Los costos relativos y las tendencias de costos son evidentes.

    Figura 9

    Durante años, la energía nuclear ha tenido un costo de producción general más bajo que el carbón y el gas natural. En la mayoría de los casos, la mayor parte del gasto se destina al propio combustible, y los costos de operación y mantenimiento son relativamente bajos. En la Figura 9, se puede ver que la energía del carbón y el gas están gastando la mayor parte de su dinero en combustible. Nuclear es lo contrario. El combustible es barato y la mayor parte del dinero se destina a operaciones y mantenimiento, lo que significa que más personas tienen empleos.

    En comparación con el carbón, el gas natural y las fuentes de energía renovables, la electricidad generada por energía nuclear tiene una tremenda estabilidad de precios porque solo el 31 por ciento de los costos de producción son El combustible representa del 80 al 90 por ciento del costo de la electricidad producida por la generación de combustibles fósiles, lo que hace que la electricidad de los combustibles fósiles sea altamente susceptible a las fluctuaciones en los precios del carbón y del gas.

    Figura 10

    La Figura 10 es de un estudio finlandés de 2000, que cuantificó la sensibilidad del precio del combustible a los costos de electricidad. Esto ilustra que la tendencia al aumento de los costos de combustible, al impactar en el aumento de los costos de electricidad, favorece el combustible nuclear sobre el gas y el carbón. Las comparaciones de costos favorecen la energía nuclear como fuente de energía preferida para el crecimiento en la generación eléctrica.

    Efectos económicos

    Además de las comparaciones directas de costos, existen otros impactos económicos. La central nuclear estadounidense promedio genera 470 millones de dólares anuales en ventas de bienes y servicios en la comunidad local, así como 40 millones de dólares en ingresos laborales totales. Un análisis del Instituto de Energía Nuclear muestra que cada dólar gastado por la central nuclear promedio da como resultado la creación de $1.04 en la comunidad local, $1.18 en la economía estatal y $1.87 en la economía estadounidense. Una central nuclear también genera aproximadamente 16 millones de dólares en ingresos fiscales estatales y locales, y alrededor de 67 millones de dólares en pagos de impuestos federales anualmente.

    Figura 11

    Además de las comparaciones directas de costos, hay impactos en los ingresos de la fuerza laboral. En la Figura 11 se compara el número de empleos, los salarios promedio y los ingresos de la fuerza laboral entre diferentes fuentes de energía.

    La figura 11 muestra que las centrales nucleares crean más del doble de empleos, con salarios más altos, que las centrales de carbón. La comparación entre una central nuclear y una planta de gas natural es aún más llamativa.

    Seguridad

    La seguridad no siempre se considera de manera objetiva. La gente puede considerar que la energía nuclear es insegura por falta de conocimiento, más que por comparaciones reales. Por ejemplo, aproximadamente 30 mil personas mueren en accidentes de tránsito, cada año, pero la gente no considera que viajar en automóvil sea inseguro. Cada año, no hay víctimas mortales por generar electricidad a partir de la energía nuclear, pero muchos consideran que la energía nuclear es insegura.

    Figura 12

    La figura 12 muestra la tendencia de seguridad industrial para la industria nuclear estadounidense. Tenga en cuenta que esto muestra índices de accidentes, no muertes.

    Figura 13

    En la Figura 13 se muestran las muertes asociadas a la industria de extracción de petróleo y gas.

    Figura 14

    En la Figura 14 se muestran las muertes asociadas a la minería del carbón y a la industria de extracción de petróleo y gas.

    Estos gráficos muestran claramente que existen muchos peligros cuando se trabaja en las industrias del carbón y del gas natural.

    Se han producido dos desastres nucleares en las últimas tres décadas. Cada año hay cantidades absurdas de explosiones de minas de carbón, derrames de petróleo y explosiones de oleoductos. Sólo por nombrar algunos, se produjo la explosión de mina de carbón Sabina México el 3 de mayo de 2011. Catorce mineros murieron y uno resultó herido. Apenas cinco años antes de eso, sesenta y cinco mineros murieron en una explosión de mina en México. El 29 de octubre de 2011, veintinueve mineros murieron por una explosión de gas en la mina de carbón Xialiuchong en China. El 20 de marzo de 2011, cuarenta y tres mineros fueron asesinados por tres explosiones de gas metano en Pakistán. El 12 de septiembre de 2011, al menos setenta y cinco personas murieron cuando un gasoducto explotó en Nairobi. Estos son solo algunos ejemplos de desastres el año pasado en las industrias de energía del carbón, petróleo y gas natural. Al observar el número de lesiones fatales en estas industrias, es casi insondable.

    El Medio Ambiente

    Figura 15

    Otro aspecto importante en la comparación de combustibles es el impacto en el medio ambiente. Algunas formas de generación de energía son menos dañinas que otras. En la Figura 15 se muestran las emisiones de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono evitadas por la industria nuclear entre 1995 y 2008. Otras emisiones de las centrales eléctricas de carbón incluyen cenizas volantes, mercurio, arsénico y partículas. Estas emisiones se consideran la causa de la lluvia ácida. La energía nuclear evita esas emisiones.

    La minería del carbón es bastante extensa en comparación con la minería de uranio. Esto se debe al contenido de energía relativamente bajo del carbón en comparación con el uranio, lo que se traduce en la necesidad de volúmenes mucho mayores de carbón. La deforestación del ambiente para la minería de carbón es un impacto ambiental significativo.

    La Solución

    La energía nuclear es nuestra selección de fuentes de energía entre carbón, nuclear y gas natural. Es significativamente más barato, protege a nuestra gente y salva la tierra.

    ¿Por qué mucha gente se muestra escéptica sobre la energía nuclear? Algunos no se dan cuenta de las comparaciones de costos. La mayoría de los consumidores desean facturas de servicios más bajos Ese deseo los alentaría a favorecer la energía nuclear. Mucha gente desconoce el registro real de accidentes y muertes entre el carbón, el gas natural y la energía nuclear. El tema ambiental también se ve empañado por consideraciones subjetivas. Pocos ambientalistas promueven la energía nuclear como fuente benigna de generación de electricidad. Ellos (con razón) se quejan de las emisiones atmosféricas de otras fuentes de energía, pero luego de alguna manera descuidan mencionar la energía nuclear como una posible solución.

    Sabemos mejor. Nos merecemos algo mejor. Si somos los mayordomos de esta tierra, es nuestra responsabilidad hacerlo mejor. La energía nuclear necesita que la luz de la verdad brille sobre ella si queremos seguir adelante. Es tiempo de traer esta verdad y permitir que se hagan juicios inteligentes y comparaciones. Si no fuera por nosotros mismos, que por el futuro de nuestros hijos.

    Presidente Obama sobre Energía Nuclear

    altEn los últimos cuatro años, el presidente Obama ha sido un defensor muy franco de la energía nuclear. A partir de 2008 con su discurso inaugural, el presidente Obama ha estado haciendo grandes avances para la industria de la energía nuclear en Estados Unidos. Después de aceptar formalmente su reelección, la gente necesita saber cuál es su posición con respecto a la energía, ya que es uno de los mayores temas de nuestros países. “El presidente Obama tiene una estrategia real para tomar el control de nuestro futuro energético y, finalmente, reducir nuestra dependencia del petróleo extranjero —un enfoque integral- anterior para desarrollar todos nuestros recursos energéticos. El presidente Obama y su Administración están apoyando la construcción de la primera nueva central nuclear en décadas, que proporcionará electricidad limpia a casi 1.4 millones de estadounidenses.

    En los últimos tres años, la Administración Obama ha invertido en subvenciones en más de 70 universidades para investigación y desarrollo de tecnologías nucleares para mejorar el diseño y la seguridad de los reactores (“All of the Above” 2012).

    Después del accidente de Fukushima, el presidente Obama continuó apoyando la energía nuclear. Durante una entrevista con KOAT en Albuquerque, Nuevo México, cuando se le preguntó sobre el accidente de Fukushima, el presidente Obama declaró: “Tenemos que presupuestar para ello. Ya le he dado instrucciones a nuestra agencia reguladora nuclear para que se asegure de que tomamos las lecciones aprendidas de lo que está sucediendo en Japón y que estamos mejorando constantemente la forma en que abordamos nuestra seguridad nuclear en este país”.
    altLa Comisión Reguladora Nuclear (NRC) designada por Obama ha aprobado cuatro nuevos reactores nucleares este año. El presidente Obama ha aumentado la cantidad de dinero federal para la construcción de centrales nucleares en 36 mil millones de dólares, lo que eleva los fondos totales a 54.500 millones de dólares. El presidente Obama ha propuesto implementar un Estándar de Energía Limpia, que define la energía limpia como incluyendo la energía nuclear (Rennicks 2012).

    Si eres partidario del presidente Obama y salvando la tierra, solo tendría sentido que apoyaras la energía nuclear. Estados Unidos necesita demostrar que apoyan al hombre que reeligieron como Presidente de los Estados Unidos de América; necesitan demostrar que confían en sus decisiones y que le respaldan.

    Bibliografía

    “Todo lo anterior: el enfoque del presidente Obama hacia la independencia energética”. Organizar para la Acción. Consultado el 7 de diciembre de 2012. http://www.barackobama.com/energy-info/.

    Panadero, Natanael. “Carbón”. Boom Energético. Última actualización el 19 de septiembre de 2012. Consultado el 1 de octubre de 2012. http://www.energyboom.com/coal/10-worst-energy-related-disasters-2011

    Biello, David. “El gas de silicio explosivo proyecta sombra en la industria de energía solar”. Científico americano. Febrero de 2010. Consultado el 1 de noviembre de 2012. http://www.scientificamerican.com/article/explosive-gas-silane-used-to-make-photovoltaics/

    Buró de Estadísticas del Trabajo. “Hoja Informativa: Industria del Petróleo y Gas”. Departamento de Trabajo de Estados Unidos. Abril 2010. http://www.bls.gov/iif/oshwc/osh/os/osar0013.htm.

    “Accidente de Chernobyl 1986”. Asociación Mundial Nuclear. Consultado el 6 de noviembre de 2012. Última actualización abril 2014. http://www.world-nuclear.org/info/chernobyl/inf07.html.

    “La energía y Tú”. Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. Última actualización el 19 de febrero de 2014, http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-and-you/index.html.

    Gipe, Paul. “Un Resumen de Accidentes Fatales en Energía Eólica”. Obras de viento. 20 2012. Consultado el 1 de noviembre de 2012. http://www.wind-works.org/articles/ASummaryofFatalAccidentsinWindEnergy.html.

    “Energía Hidroeléctrica”. Electropaedia. http://www.mpoweruk.com/hydro_power.htm.

    Jablon, Seymour, Zdenek Hrubec y John D. Boice. “Cáncer en poblaciones que viven cerca de instalaciones nucleares: una encuesta de mortalidad a nivel nacional e incidencia en dos estados”. Boletín 33 del OIEA, núm. 2 (1991): 20-27.

    Jackson, David. “Obama: Estados Unidos necesita aprender lecciones del problema nuclear de Japón”. USA Today. 16 2011. Consultado el 7 de diciembre de 2012. http://content.usatoday.com/communities/theoval/post/2011/03/obama-us-needs-to-learn-lessons-from-japansnuclear-problems/1

    Johnston, John. “Tasa de Muerte Por Energía Nuclear Vs. ¿Carbón?” Los 9 mil millones. Última actualización 2011. Consultado el 10 de octubre de 2012. http://www.the9billion.com/2011/03/24/death-rate-from-nuclear-power-vs-coal/.

    Administración de Seguridad y Salud Mina. “Número Total de Lesiones y Tasas de Incidencia Total (IR) en Minas de Carbón en Estados Unidos, por Actividades Primarias, 1978-2007.” Departamento de Trabajo de Estados Unidos. www.msha.gov/stats/part50/wq/1978/wq78cl08.asp.

    Muller, Richard. “El pánico por Fukushima”. Diario Wall Street. 18 de agosto de 2012, C1. http://online.wsj.com/article/SB10000872396390444772404577589270444059332.html.

    Instituto de Energía Nuclear. “Los beneficios económicos de la energía nuclear: actuales y futuros”. Libro Blanco. Washington D.C.: Instituto de Energía Nuclear, 2012.

    Instituto de Energía Nuclear. “El costo de la nueva capacidad generadora en perspectiva”. Libro Blanco. Washington D.C.: Instituto de Energía Nuclear, 2012.

    Rennicks, Jennifer. “Donde Pres. Obama se alza sobre la energía”. Huellas: En el camino hacia la energía limpia (blog). Cleanenergy.org. 7 de septiembre de 2012. Consultado el 7 de diciembre de 2012. http://blog.cleanenergy.org/2012/09/07/where-pres-obama-stands-on-energy/.

    “Fundamentos de Tecnología de Energía Renovable”. Departamento de Energía de Estados Unidos. energy.gov/eere/energybasics/renovable-energy technology-basics.

    Administración de Información Energética de Estados Unidos. www.eia.gov/.

    “La economía de la energía nuclear”. Asociación Mundial Nuclear. Consultado el 6 de noviembre de 2012. http://www.world-nuclear.org/info/inf02.html.


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