Estudian cómo avanzar en la implementación de sistemas híbridos de energía nuclear – renovable

En 2021, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) lanzó el proyecto de Investigación Coordinada (CRP) llamado “Evaluación Técnica y Optimización de Sistemas Híbridos de Energía Nuclear – Renovable”, acción destinada a respaldar el desarrollo de datos y análisis, con el objetivo de avanzar estos sistemas hacia la implementación comercial. 

Sobre esta experiencia investigativa, que involucrará además la participación de estudiantes de pre y postgrado de la Universidad Católica del Maule (UCM), Iván Merino, académico de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería y co-director de la Escuela de Ingeniería Civil Industrial del plantel, nos comenta en entrevista.

¿En qué consiste el proyecto que se está desarrollando?

El proyecto que nos adjudicamos tiene una duración de tres años y se enmarca en los denominados proyectos de Investigación Coordinada (CRP) que lanza el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) para ayudar a sus estados miembros a avanzar en el conocimiento y desarrollo de la tecnología nuclear en sus diversos frentes, desde la medicina hasta la generación eléctrica por medio de reactores y sistemas avanzados.

La particularidad de estos proyectos es que podemos trabajar codo a codo con otras instituciones internacionales para lograr un fin común y cuyos resultados se ponen a disposición de la comunidad internacional.

¿Cuál será el aporte de la UCM en este sentido?

Lo que buscamos es dilucidar las ventajas del desarrollo nuclear en el contexto de una integración con las renovables. Así, como universidad, aportaremos creando herramientas de análisis y generando información referente a las potencialidades que tiene el despliegue de la tecnología nuclear en entornos con gran potencial de renovables, como es el caso chileno, el que puede ser un caso de estudio de referencia a nivel internacional.

Para ello nos basaremos en la base histórica y las proyecciones energéticas de Chile para dar contexto a la solución de las diferentes estrategias de desarrollo que puedan surgir con esta integración nuclear-renovable. Luego, nuestra intención es extrapolar estos estos análisis a otros escenarios energéticos en los que otros centros de investigación que puedan estar interesados. 

¿Es la energía nuclear una alternativa energética para Chile?

El desarrollo nuclear de potencia (eléctrica o térmica) no se contempla en ningún escenario de planificación energética a nivel nacional en el corto o mediano plazo, debido a la gran cantidad de proyectos de energía renovable que están siendo desarrollados o están por desarrollarse. Aunque, por otro lado, la experiencia internacional muestra que si se quiere llegar a una descarbonización profunda del sistema energético y, al mismo tiempo, disminuir la dependencia energética de un país, la energía nuclear debería jugar un rol fundamental en la matriz.

En este sentido, si Chile considerara esta opción a futuro, el mercado estaría en condiciones de ofrecer diferentes opciones nucleares ad-hoc, mediante el uso de los denominados “reactores modulares pequeños”, o SMR por sus siglas en Inglés, los que se esperan que estén la próxima década en mercado de forma escalable. La particularidad de estos reactores es que serán más sostenibles en el uso del combustible, más seguros y más económicos, por su construcción modular en fábricas, lo que disminuiría el costo asociado al riesgo económico principalmente. 

¿De qué manera se aborda el aspecto de seguridad en relación a este tipo de proyectos?

Contrariamente a lo que la gente cree, los datos muestran que esta tecnología es la más segura para el ser humano en cuanto a fuentes de generación eléctrica, siendo el carbón la peor opción, por varias órdenes de magnitud. El principal problema viene a su asociación a las bombas nucleares o a los accidentes nucleares de Chernóbil o Fukushima.

Sin embargo, la realidad actual dista bastante de lo que pensamos, ya que es sus estándares de seguridad son tan altos como en la industria espacial. Así, la seguridad parte con el diseño del reactor, el que deben luego aprobarse por los organismos reguladores del país, aunque, por lo general, occidente usa los estándares de la Comisión Reguladora Nacional estadounidense.

Luego viene la aprobación de construcción, seguida por el licenciamiento y operación de la central, los que competen más al país donde se pondrá la planta. 

¿Cuál diría usted es el potencial que tiene Chile en la implementación de este tipo de soluciones energéticas?

Chile tiene un enorme potencial energético, tanto en el norte con la solar, como en el sur con la eólica. El problema con estas fuentes es que son de naturaleza intermitente, por lo que estamos a merced del tiempo o de la hora, y su relativamente corta vida útil. Sin embargo, al utilizar reactores nucleares como energía base (que es constante y disponible en todo momento) en sistemas N-R HS, estos podrían proporcionar energía limpia despachable y de bajo costo para procesos clave como la desalinización de agua y la calefacción urbana, ambos muy importantes en el contexto chileno.

Por otro lado, también podría apoyar la producción limpia de combustibles sintéticos, como hidrógeno, y fertilizantes, así también la captura de CO2 atmosférico mediante tecnologías de captura directa de aire (DAC). Todo esto con una mínima emisión de gases de cambio climático.

¿Cómo funcionan estos sistemas híbridos de Energía Nuclear-Renovable?

Estos sistemas híbridos se definen como sistemas que vinculan un reactor nuclear que genera calor, un ciclo de energía térmica para la conversión de calor en electricidad, al menos una fuente de energía renovable y al menos un proceso industrial que utiliza energía térmica y/o o energía eléctrica.

Con ello se busca potenciar las ventajas de cada fuente de energía, proporcionando electricidad cuando se requiera, calor, hidrógeno limpio, agua potable otros productos; además de disminuir significativamente el uso de combustibles fósiles y proporcionar impactos económicos beneficiosos para la sociedad.

¿Quiénes participan en este proyecto?

El proyecto aún no comienza oficialmente, pero ya estamos delineando las actividades junto al equipo de trabajo que lo conforman también Xaviera López y Rúber Hernández. Además de un grupo de cuatro estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil Informática nos acompañarán en estas tareas.

Estos últimos tendrán la posibilidad de hacer pasantías en instituciones de renombre internacional con los fondos que otorga el OIEA. Estas instituciones, con las que tenemos convenios de colaboración y que no están directamente relacionadas con el proyecto, están interesados en compartir talento y conocimiento con nosotros.