1 FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA versus ECOLOGÍA Y MEDIOAMBIENTEJavier Peramato Camaño Gustavo López Rodríguez Ecología Social. USAL

2 INTRODUCCIÓN El hombre, desde su origen, ha utilizado los elementos y recursos que la naturaleza le brinda en beneficio propio para progresar en su evolución y en su desarrollo social, político y económico, mejorando progresivamente sus condiciones de vida y de superviviencia en busca de una mayor calidad de vida. La energía eléctrica es una herramienta más dentro del proceso evolutivo y de desarrollo del hombre. La posición predominante del hombre actual, frente a la naturaleza, no sería posible sino dispusiera de esa poderosa herramienta.

3 CICLO DE LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLESENERGIA AGOTAMIENTO MEDIO AMBIENTAL < CALIDAD DE VIDA ECOSISTEMA >CONTAMINACION

4 CICLO DE LOS RECURSOS NATURALES RENOVABLESENERGÍA MEDIO AMBIENTAL NO CONTAMINACIÓN CALIDAD DE VIDA SOSTENIBLE ECOSISTEMA

5 DEPENDENCIA ENERGÉTICAEl progreso y desarrollo, económico y social de un país, tiene relación directa con su capacidad de producir y utilizar la energía eléctrica. La sostenibilidad del mismo, viene limitada por su capacidad de producir, esas energías, con recursos naturales renovables.

6 DEPENDENCIA ENERGETICAEn la sociedad de hoy, la electricidad es un bien esencial para el desarrollo normal de la vida diaria y el bienestar de los ciudadanos, así como para el progreso de las actividades industriales y económicas de un país. Los ciudadanos del s. XXI, no tienen fácil el camino para prescindir de la energía eléctrica.

7 Fuentes de energía eléctricaE.POTENCIAL E. CINÉTICA E. ELÉCTRICA

8 CENTRALES DE ENERGÍA ELÉCTRICAHIRÁULICAS TÉRMICAS Carbón Fuel-Oil Biomasa Gas EÓLICAS SOLARES FOTOVOLTAICAS NUCLEARES OTRAS ATC ESQUEMA DE FUCIONAMIENTO VENTAJAS E INCONVENIENTES SOBRE: * MEDIOAMBIENTE * ECOSISTEMAS

9 DIAGRAMA DEL PROCESO ELÉCTRICO

10 Medioambiente PROBLEMA AMBIENTALEs un sistema global complejo, de múltiples y variadas interacciones, dinámico y evolutivo en el tiempo, formado por los sistemas físico, biológico, social, económico, político y cultural en que vive el hombre y demás organismos. PROBLEMA AMBIENTAL Los problemas ambientales derivan de conflictos entre las necesidades de la comunidad y los requerimientos del medio ambiente, incluidos en éste los recursos y los paisajes naturales (biosfera), la infraestructura, y los servicios (tecnosfera). Fuente: Usal Ecologia Social. Mª Luisa Ibañez

11 ENERGIA COMO PROCESO REDES ELÉCTRICASIMPACTOS: MEDIAMBIENTALES, ECOLÓGICOS, SOCIALES, ECONÓMICOS, POLÍTICOS Y PAISAJISTICOS...ETC

12 UNIDADES DE POTENCIA ELECTRICA (SI)1 Watio (W) es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio (V) cuando pasa una corriente eléctrica de 1 amperio (A) (1 VA).= 1J/s= CV 1 Bombilla normal W. 1KW = 1000W 1000KW = 1 Megawatio 1000 MW= 1Gigawatio= W CONSUMO: 10 BOMBILLAS DE 100W = 1kv/h

13 Potencia bruta eléctrica instalada ESPAÑA 92.823 MWCarbón % Hidráulica 18% Nuclear % Fuél-Gas % Ciclo comb. 24% Eólica % Resto %

14 CENTRALES HIDRÁULICAS Ventajas e InconvenientesNO CONTAMINAN Rápida respuesta eléctrica IMPACTAN EN EL ECOSISTEMA DISPONIBILIDAD DEPENDIENTE POTENCIA MEDIAS EN KW RECURSOS LIMITADOS

15 CENTRALES TÉRMICAS Petroleo, Gas, Carbón, C. Combinado.Ventajas e Inconvenientes ALTA DISPONIBILIDAD POTENCIAS MEDIAS-ALTAS EN MW CONTAMINAN Alta emisióon CO2 IMPACTAN EN EL ECOSISTEMA PROBLEMAS AMBIENTALES RECURSOS LIMITADOS Dependencia exterior .NO RENOVABLES

16 Energia Solar. Esquema de producción de energía.CENTRALES TERMOSOLARES ESQUEMA DE CENTRALTERMO SOLAR

17 CENTRALES TERMOSOLARESVentajas e Inconvenientes NO CONTAMINAN RECURSOS ILIMITADOS * GRANDES ESPACIOS * DISPONIBILIDAD MEDIA * POTENCIAS BAJAS EN MW * TECNOLOGIA EN DESARROLLO

18 Energía eólica Elementos de un aerogenerador

19 PARQUE EÓLICOS Ventajas e Inconvenientes NO CONTAMINANRECURSO ILIMITADO IMPACTO VISUAL DISPONIBILIDAD LIMITIADA POTENCIAS BAJAS y Medias en KW

20 Energía eólica Impacto visualLos aerogeneradores son siempre elementos altamente visibles

21 POTENCIA EÓLICA INSTALADAMW 18 MW 348 MW 170MW 992 MW 3.137 MW 497 MW 3.824 MW 1729 MW 3.524 MW 4 MW 862 MW 150 MW 2.452 MW 141 MW

22 Energía Fotovoltaica ormalmente 12 ó 24 V). Las placas fotovoltaicas reciben la radiación directa del sol y la radiación difusa producida por el efecto rebotes( efecto alvedo.)

23 Ciclo Combinado: Fotovoltaica y gasDiagrama de funcionamiento

24 Parques de Energía fotovoltaicaVentajas e Inconvenientes NO CONTAMINAN RECURSO ILIMITADO BAJA POTENCIA KW GRANDES ESPACIOS Hm2 TECNOLOGIA EN PROCESO DISPONIBILIDAD LIMITADA

25 CC. NNUCLEARES Las centrales nucleares son instalaciónes que aprovecha el calor que se origina en la vasija del reactor, durante el proceso de fisión del átomo de Uranio-235 , para producir vapor de agua, a alta temperatura, que al expandirse hace girar un grupo turbina-alternador generando energía eléctrica. ´Foto: CN. Vandellòs. Mar Mediterraneo

26 CN. NUCLEARES EN ESPAÑA 1 4 2 2 2

27 FISIÓN NUCLEAR del U-235 Es un fenómeno físico consistente en la escisión o rotura de los núcleos del UO2 en dos núcleos de naturaleza diferente (productos de fisión ) con gran liberación de energía calorífica y de actividad radiactiva El neutrón liberado de la escisión de los átomos de UO2 provoca una reacción en cadena de fisiones automantenidas, generando además nuevos elementos atómicos (por activación con los materiales) que son altamente radiactivos (Transuranidos)

28 CN.VANDELLÒS II

29 CN VANDELLÒS II Estructura Edificios y ubicación equipos

30 CC. NUCLEARES Ventajas e Inconvenientes NO CONTAMINANPOTENCIAS ALTAS MW ALTA SEGURIDAD GENERAN GRAN CANTIDAD DE RESIDUOS RADIACTIVOS DISPONIBILIDAD LIMITIADA INMEDIATA DE POTENCIA RECURSOS LIMITADOS ACCIDENTE NUCLEAR: Riesgo CONTAMINACION Y RADIACIÓN EXTENSIVA GRAVE CONFINADA RADIACIÓN CONTROLADA INT/EXTERIOR REGULADA Barreras físicas Blindajes PR.- ALARA- PVRA

31 SEGURIDAD NUCLEAR OPERATIVA MUY ALTATren A Tren B SALA DE CONTROL REACTOR RADIACIÓN CONTAMINACIÓN PRESION TEMPERATURA CAUDAL TENSIÓN POTENCIA OPERACIÓN FLUJO NEUTRONES OTROS G. VAPOR TURBINA ALTERNADOR Simil coC Coche con dos circuitos TRANSFORMADOR R

32 CC.NN.: SEGURIDAD BARRERAS FÍSICASEDIFICIO CONTENCIÓN Barreras de seguridad. Tres líneas herméticas de defensa sucesiva, con materiales de alta densidad especifica y espesor suficiente, impiden la salida al exterior tanto de radiaciones como de productos radiactivos, así como la posibilidad de impactos exteriores, terremotos, misiles, ataques aereos...etc. VAINAS DE COMBUSTIBLE VASIJA DEL REACTOR

33 C.N. NUCLEAR Circuitos:Primario, Secundario, Terciario

34 DIAGRAMA DE CN. NUCLEAR CIRCUITOS BÁSICOS1087 Mwe 21 KV 291º C 1800 t/h Barras de Control 66 K/cm2 G3 Turbina Reactor 326 ºC Condensador 158.2Kg/cm2 U02 Generador Vapor Torre 226º C 291.5 ºC 1843 ºC 62541 t/h 6 m3/s Mar/Rio Bomba reactor

35 CN. VANDELLÒS II Circuito Primario:Reactor y GG. VaporLa función del circuito primario es hacer recircular el calor producido en el reactor, por la fisión nuclear, hacia los GG. de Vapor, circuito secundario, para producir vapor. El circuito primario está formado por tres lazos estancos e independientes, unidos en la vasija, cada uno de los cuales incorpora un generador de vapor y una bomba principal.

36 CN VANDELÒS II BOMBA DE REFRIGERACION Y PRESIONADOR

37 CN VANDELLÒS II GENERADOR DE VAPOR Y VASIJA DEL REACTOR

38 CC. NUCLEARES REFRIGERACIÓNLas centrales nucleares, como cualquier otra industria, utilizan gran cantidad de agua para refrigerar sus maquinas y circuitos y evacuar el calor, no utilizado, producido durante el proceso de transformación de la energía.

39 CIRCUITO TERCIARIO O DE REFRIGERACIÓNEl mayor volumen de agua es utilizada para enfriar el vapor, que ha hecho mover el grupo turbogenerador. Vandellós II utiliza agua de mar, en un circuito terciario independiente de los circuitos primario y secundario. El agua se hace pasar por el condensador, enfriando al circuito de vapor y retornando al mar. Otras centrales que utilizan agua de río o pantano hacen servir las torres de refrigeración, antes de retornar el agua al rÍo o pantano, para economizar agua y bajar su temperatura.

40 CN. NUCLEAR CIRCUITO REFRIGERACION: Directo de mar

41 CN. NUCLEAR CIRCUITO REFRIGERACION Directo de río o pantano con Torre refrigeración

42 CN. VANDELLOS II Seguridad: Barras de ControlLa energía y el número de neutrones y escisiones de la reacción en cadena, producida por la fisión nuclear, puede controlarse y regularse mediante el movimiento de las barras de control. Las barras son absorbentes de neutrones que se introducen en el reactor para regular o parar la reacción de fisión o el reactor El reactor de CN Vandellòs dispone de 48 conjuntos repartidos en el núcleo con 24 barras cada conjunto.

43 ELEMENTO DE COMBUSTIBLE NUEVO CONTENEDOR DE TRANSPORTE Enusa( Salamanca)

44 CC. NUCLEARES. Piscina de Combustible Gastado DESTINO: ATCLas CC: Nucleares disponen de unas piscinas, dentro de un edificio anexo a Contención, donde se almacenan los elementos de combustibles gastados en el reactor. Estos elementos poseen alta actividad. Se mantiene en su forma original, protegidos dentro de sus vainas originales. La piscina de combustible está llena de agua borada, proporcionando el blindaje necesario al calor remanente y a la radiación que emiten.

45 CC. NUCLEARES. Piscina de Combustible Gastado DESTINO: ATC

46 CN. NUCLAER VANDLLÓS II Elementos de combustibleLa Central nuclear de Vandellós utiliza unas 75 toneladas de óxido uranio enriquecido con U-235 al 4.5% El óxido de uranio viene en forma de pastillas cilíndricas, apiladas en el interior de unos tubos de aleación metálica de zirconio, de 4 metros de longitud formando barras. Las barras se agrupan en haces cuadrados de 264 unidades, llamados elementos combustibles. La vasija del reactor admite 157 de estos elementos combustibles. Elemento de combustible- Efecto Ckerenkof

47 RESIDUOS RADIACTIVOS CC. NuclearesLos residuos radiactivos de alta, media y baja actividad producidos por una CC.NN son: Combustible gastado,( Elementos de C) Líquidos y gases renovados de los circuitos de refrigeración, Todo material que haya estado en contacto con los productos radiactivos (guantes, batas de trabajo, filtros, resinas, herramientas, piezas metálicas.) Líquidos y detergentes de lavanderías, duchas y descontaminaciones. Transferencia de bidones radiactivos

48 CN VANDELLOS II Protección radiológicaLas CC.NN disponen de un Departamento de Protección Radiológica homologado por un Ente (CSN) externo a las Centrales, tanto del personal como equipos y procedimientos, y que tienen por objeto el control y medida de todas las fuentes y efluentes radiactivos (líquidos, sólidos y gaseosos), así como, el control y la vigilancia de dosis y la protección radiológica, tanto de las trabajadores PPE, como del público en general y del medioambiente. Este último, se aplica a las zonas colindantes con la Central dentro de un radio definido por el CSN.

49 RADIACIONES: Tipo, nocividad y penetración en el cuerpo humanoRADIACTIVIDAD Propiedad de emitir energía en forma de partículas o radiación procedente de la desintegración de los núcleos atómicos Peligro contaminación radioactiva Alfa Interna Nocividad Interna y externa Beta gamma Interna y externa Neutrones Penetración

50 RADIACTIVIDAD Riesgos y su protecciónEl ser humano siempre ha estado expuesto a las radiaciones ionizantes * Fondo radiactivo natural * Radioisótopos libres en la naturaleza (suelo,edificios.. (40K, 87Rb,238U, 232Th, Radón..) * Fuentes artificiales de radiación: X ray, explosiones nucleares en la atmósfera, medicina...etc NO DISPONE DE PROTECIÓN CORPORAL ALGUNA PROTECCIÓN INDIVIDUAL * BLINDAJES * DISTANCIA * TIEMPO Dosis natural+ artificial= 2 mSv año

51 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES SOBRE EL HOMBRESOMÁTICOS *Inmediatos (24 horas) Dosis = > de 250 mSv Trastornos Dosis = 5 Sv Mortal sin Ttº Médico. Dosis de 10 Sv MORTAL *A largo plazo (Meses o años) Daños somáticos y efectos GENÉTICOS

52 LÍMITES DE DOSIS Reglamento de Protección Sanitaria contra Radiaciones Ionizantes. (B.O.E. Nº241 de 8/10/1982) Tipo de exposición Parte del cuerpo expuesto Dosis anual 12 meses consecutivos Público Exp. Total y homogénea al organismo Todo el organismo 50 mSv. 1mSv Exp.total no homogénea o parcial Cristalino Piel Miembros Otro organo 300 mSv 500 mSv 20 mSv 20 mSv 20 mSv Mujeres gestantes Abdomen 13 mSv 5mSV

53 DOSIMETRIA Control de los limites de dosisEL CUERPO HUMANO NO DISPONE DE PROTECIÓN CONTRA LA EXPOSICIÓN NI CONTRA LA CONTAMINACION RADIOACTIVA Los detectores destinados a medir la dosis de radiación, acumulada en un cierto periodo de tiempo, se llaman DOSIMETROS El dosímetro individual de cada PPE permite obtener información sobre la dosis de radiación externa recibida por cada persona. * El control, para la no superación de los límites, legales o dañinos, de dosis es llevada a cabo por medio de sistemas informáticos para cada uno de los TPE Vigilancia INDIVIDUAL * Dosímetro lectura directa (DLD) * Dosímetro indirecta ( TLD) * Equipos de vigilancia continua. (Balizas, telesondas, radiámetros * Medidores de contaminación r. ( Contaminametros)

54 EQUIPOS DE MEDIDA RADIACION Y CONTAMINACIÓN RADIOACTIVA

55 Vigilancia ambiental Periódicamente, (Regulado por el CSN), se lleva a cabo un programa de recogida de muestras de los elementos del entorno medioambiental (agua, aire, leche, cultivos, carne, peces, algas, miel, etc.) en los pueblos circundantes de la Central, cuyas muestras, debidamente identificadas se envían a laboratorios independientes homologados para su análisis.

56 COMPARATIVA FUENTES DE ENERGIA ELECTRICAEFECTOS MEDIOAMBIENTALES, ECOLÓGICOS Y PAISAJISTICOS FUENTE COMBUSTIBLE CONTAMINACIÓN MEDIO AMBIENTAL IMPACTO SOBRE EL ECOSISTEMA IMPACTO VISUAL Y PAISAJÍSTICO. Nuclear Uranio Bajo Accidente Nuclear ALTO Medio Térmica Fuel, Carbon Gas, Alto Ciclo Comb Gas Hidráulica Agua Eólica Viento Fotovoltaica Sol Solar Otras Geotermia,mareas.. COMPARATIVA FUENTES DE ENERGIA ELECTRICA Fuente: Meio ambiente. Elaboración propia

57 ¿ ENERGIAS DEL MAÑANA ? * LIMPIAS, EFICIENTES Y RENOVABLES* ¿HOY ?* EÓLICA * SOLAR * NUCLEAR DE FUSIÓN * MAREOMOTRICES * GEOTÉRMICAS #- NECESITAN GRANDES Y FUERTES AVANCES TÉCNICOS .- DEBEN PASAR DE KW A GW .- DEBEN REDUCIR IMPACTO VISUAL ¿HOY ? COMBINACIÓN DE ENERGIAS RENOVABLES + NUCLEARES

58 GESTIÓN DE RESIDUOS Almacenar, reciclar y reutilizarImportancia protección medio ambiente No sobreexplotación del planeta Énfasis en recursos radioactivos

59 RESIDUOS RADIACTIVOS Peligrosidad DuraciónCantidades pequeñas = altas dosis de radiación Duración Algunos isótopos emiten radiación durante miles de años

60 ORIGEN Energía nuclear → Reacciones físicasReacciones físicas = energía + radioactividad Radioactividad: controlable (hormigón-vidrio plomado) Principal problema: durabilidad Período de semidesintegración Usos positivos de la radioactividad

61 VIDA MEDIA DE LOS RADIONUCLEIDOSLa RADIACTIVIDAD decae con el tiempo. Cada radionucleido posee un “periodo de semidesintegración”. En cada periodo transcurrido la actividad decae a la mitad Bq inicial A Actividad inicial (Bq) A/2 A/4 A/8 A/16 A/32 60 Co 5,3 años I 8,04 dias 137 Cs 30 años 99Tc 2.13*105años 134 Cs 2.6 años I 1.57*107 años 0 Bq Periodos 4 5 1 2 3

62 CLASIFICACIÓN Baja actividad: inferior a 60 añosBaja-media actividad: inferior a 300 años Muy alta actividad: mill0nes de años (*)

63 PISCINA NUCLEAR

64 ATC. (Cementerio Nuclear) Almacén temporal CentralizadoObjeto: Almacenar temporalmente los elementos radiactivos de ALTA ACTIVIDAD, ( Barras de combustible gastado), que producen las CC. NN y que en la actualidad se almacenan en las Piscinas de Combustible en cada C. Nuclear. ATC de Borssele. Holanda

65 GESTIÓN Instalaciones especiales Materiales específicosMétodos de reducción de radioactividad Reducción de su durabilidad

66 EL CABRIL

67 DESMANTELAMIENTO DE LAS CENTRALESFunciona años Varias posibilidades Custodia por la compañía Soterramiento con hormigón Desmantelamiento de la central (*)

68 CONCLUSIÓN Importancia futura de la nuclear, pero antes hay que resolver problemas de seguridad y gestión de residuos. Dos factores para rehabilitar la energía nuclear: cambio de la percepción social de ésta y soluciones técnicas que la mejoren.

69 No se trata de minimizar las causas por las que la población cree que la energía nuclear no es segura, sino de introducir las mejoras necesarias para que no haya dudas al respecto

70 FUENTES CONSULTADAS COL BUTI, Pedro Fundamentos de dosimetría teórica y protección radiológica. Ed. UPC. Barcelona CASTELO, Javier (ed), Manuel Gamo, Jerónimo Iñiguez et alt Protección Radiológica aplicada a instalaciones nucleares. ED CIEMAT. Madrid CSN Colección de guías de seguridad. Ed CSN GUIAS DE SEGURIDAD. I.E.N Legislación española sobre instalaciones radiactivas. Ed. JEN. Madrid Antich Bartroli, Jorge Radiologái industrial en OIEA-JEN Curso sobre las condiciones de seguridad de centrales nucleares en explotación.Ed. JEN. Madrid. Documentación divulgativa e informativa emitida por el Departamento de Formación de la CN. Vandellós II . Gamo , Juan M CN. Vandellós ” Formación específica de Protección Radiológica” Ed. CN Vandellós