Científico argentino participó de descubrimiento histórico

2011-06-17T11:48:00.002-03:00

Es sobre agujeros negros y su incidencia en el inicio del cosmos. El científico lidera un equipo de la NASA.
Un grupo de científicos de la NASA comandados por un argentino encontró pruebas directas de que los agujeros negros eran comunes en los principios del Universo.
El equipo de investigadores llegó a esta conclusión gracias a las fotografías que logró tomar el Observatorio de rayos-X Chandra. Este descubrimiento muestra que los agujeros negros jóvenes crecieron con mayor rapidez de lo que se pensaba hasta ahora, a la par que el crecimiento de las galaxias que los albergan.
Ezequiel Treister, científico argentino que trabaja en la Universidad de Hawaii, es el principal autor del estudio. En declaraciones a la prensa, manifestó su sorpresa por la novedad a la que accedieron y que dieron a conocer esta semana en un artículo de la revista británica Nature. "Hasta ahora, no teníamos idea del papel de los agujeros negros en estas primeros galaxias, o si existían", indicó. "Ahora sabemos que están allí, y están creciendo frenéticamente", agregó.
Las observaciones permitieron saber que entre el 30 y el 100 por ciento de las galaxias distantes contienen un agujero negro creciente. Esto significa que existen por lo menos 30 millones de agujeros negros en el Universo temprano.
Estas galaxias al parecer existieron de 700 a 950 millones de años después del Big Bang. Por lo tanto, su luz habría viajado cerca de 13.000 millones de años en el cosmos antes de ser captada por el Telescopio Espacial Hubble.

Nuevas tecnologías en Argentina

2011-06-17T11:18:00.000-03:00

Aquí les dejamos este contenido exclusivísimo para "La vida moderna", que reúne en poco menos de cinco minutos y en tono liviano algunas de las realidades con las que lidiamos todos los días.

(también disponible en HD)

El futuro de la tecnología multitáctil!

2011-06-17T11:10:00.000-03:00

Parece increíble, pero la tecnología está en la punta de nuestros dedos!

Japón, la energía nuclear y nosotros

2011-06-17T10:55:00.002-03:00

Seguir los acontecimientos en los reactores nucleares de Fukushima en Japón ha sido un desafío. En el mejor de los casos, incluso los que están ahí tienen una visión limitada de lo que está pasando en el interior de los reactores, y la situación se mantiene cambiante en los últimos días. Además, la terminología que se usa es confusa, por ejemplo, algunas barras de combustible casi con toda seguridad se han fundido, pero no hemos visto una fusión; material radiactivo ha sido liberado de los reactores, pero el combustible nuclear sigue contenido
Lo que hemos tratado de hacer es conjugar la información más fiable que pudimos encontrar, con material proporcionado por múltiples fuentes dignas de crédito.

¿Qué pasa adentro de un reactor nuclear?
Los reactores nucleares son alimentados por la fisión de un elemento radiactivo, por lo general, uranio. Esta reacción produce una serie de subproductos, pero lo que se usa para producir energía es el calor, que el proceso de fisión emite en abundancia.
Hay diferentes maneras de extraer electricidad de ese calor, pero la forma más común lo usa para hervir agua y usar la presión de ese vapor para mover un generador eléctrico.
En ese sentido, la radiactividad hace las cosas más simples y más complejas. Simples porque la fisión ocurre fácilmente bajo el agua, así que es fácil transferir el calor generado meramente sumergiendo el combustible nuclear en agua.
En el diseño de reactor usado en la planta japonesa, el combustible se sumerge en agua, que hierve para generar energía, es enfriada, y después vuelve al reactor. El recipiente a presión y una estructura especial, la contención primaria, mantienen adentro la radiactividad.
Y por eso decimos que la radiactividad complica las cosas. A pesar de que el combustible está sellado en barras especiales, es inevitable que el agua recoja algunos isótopos radiactivos. Por eso, uno no puede hacer cualquier cosa con el agua que ha sido expuesta a las barras de uranio. Por eso, las barras y el agua permanecen selladas en un contenedor a alta presión, con el agua caliente -o el vapor- distribuido para hacer marchar la maquinaria, pero que luego se vuelve a inyectar en el reactor después de que se haya enfriado, para mantener el ciclo cerrado.
La recirculación del agua no solo permite conseguir energía, es esencial para mantener la temperatura del reactor baja.
A menos que el calor de la reacción sea reducido, la temperatura va a aumentar un montón, y tanto el combustible como el soporte estructural, es decir, la estructura de acero y concreto donde ocurre la reacción, se van a derretir.

La reacción de fisión
Por si mismo, el isótopo de uranio usado en los reactores nucleares se degrada lentamente, largando una cantidad mínima de calor. Sin embargo, uno de los productos de desintegración es un neutrón, que puede golpear a otro átomo e inducirlo a dividirse; y así.
Cuando las densidades son suficientemente altas, esta reacción en cadena de los neutrones pueden producir una explosión nuclear. En un reactor nuclear, la densidad del combustible no es lo suficientemente alta para que esto sea una amenaza, y la tasa, la cantidad de fisión, se controla poniendo o sacando en el reactor las barras de un material que absorba los neutrones, típicamente se usa boro.
Insertar unas barras de control para limitar la fisión, sin embargo, no afecta a los productos de las reacciones nucleares anteriores. Muchos de los elementos que se producen después de dividir el uranio son radiactivos por si mismos, y decaen, es decir, pierden su radiactividad, rapidamente. Algunos de los neutrones del reactor también van a ser absorbidos por los átomos en el agua. Igual, la mayoría de este material radiactivo que se genera como un subproducto decae en el lapso de unos días, así que no es un problema a largo plazo. Pero si significa que, incluso después de que un reactor se apaga por algún problema, hay suficiente descomposición radiactiva para mantener las cosas calientes por un tiempito.
Todo esto quiere decir que la operación continua del sistema de enfriamiento de una planta es esencial. Por desgracia, fallas del sistema de refrigeración han afectado a varios de los reactores de Fukushima Daiichi.

Se sobrevive al terremoto, pero no al tsunami
Porque el enfriamiento es tan esencial para el funcionamiento de la planta, hay unas serie de medidas de respaldo para mantener las bombas funcionando. Para empezar, aunque los reactores en sí queden fuera de línea, las bombas de refrigerante puede recibir energía desde afuera de la planta nuclear. Esta opción fue, desafortunadamente, eliminada por el propio terremoto, que cortó la fuente de alimentación externa a Fukushima, además de apagar los reactores nucleares que generaban la electricidad para sus propias bombas de agua. Ahí es cuando el sistema de respaldo entró a funcionar, activando un conjunto de generadores en las instalaciones que queman diesel para mantener el equipo funcionando.
Estos generadores duraron apenas hasta que el tsunami llegó y los inundó, momento en el cual entraron a trabajar las baterías que se usan como respaldo final en caso de que falle el reactor, el suministro eléctrico exterior y finalmente los generadores diesel adicionales. En este momento no está claro si las baterías fallaron debido a los problemas con el sistema eléctrico mojado, o simplemente se gastaron del todo. En cualquier caso, los pocos generadores adicionales que se pudieron mandar adicionales tardaron en llegar por la destrucción generalizada, y no fueron suficientes, por su poca potencia o los daños en el sistema eléctrico, de conseguir que las bombas de agua volvieran a operar.
Por eso, los reactores han operado sin un sistema de enfriamiento desde poco después del terremoto y prácticamente hasta principios de junio.A pesar de que la reacción primaria de uranio fue detenida inmediatamente, los núcleos del reactor han seguido calentándose debido a los productos de la descomposición secundaria de los que hablábamos antes.

Un conjunto de posibilidades desagradables
Con la refrigeración muerta, hay una serie de posibilidades muy feas. Como el agua que rodea al reactor sigue siendo calentada, se genera más vapor dentro del reactor, hasta que el aumento de la presión lo rompe. Si eso pasa, el reactor va a estallar en el recipiente de contención primaria que mencionamos antes, limitando entonces la difusión inmediata de los materiales radiactivos. Sin embargo, esa ruptura de la del reactor descarta por completo la posibilidad de restaurar el sistema de enfriamiento por agua, y en última instancia, puede dejar el núcleo del reactor expuesto al aire, con el enorme riesgo que eso implica, porque el aire no se lleva el calor tan bien como el agua, así que es más probable que las temperaturas aumenten lo suficiente como para empezar a derretir las barras de combustible.
El otro problema con la exposición de las barras de combustible con el aire es que la cubierta principal de las barras, hecha de un material que se llama circonio, puede reaccionar con el vapor de agua producto de la temperatura, dañando más las barras y produciendo hidrógeno explosivo.
Para responder a estas posibilidades, los operadores de la planta hicieron dos cosas, en diferentes días con diferentes reactores. Para empezar, se trató de tirar agua de mar, que es fría, directamente en los reactores para reemplazar el agua de refrigeración que se hirvió.
Y esto no es una decisión que se tome a la ligera, porque el agua de mar es muy corrosiva y, va a dañar las partes metálicas del reactor, ademas de complicar la limpieza futura del reactor. Esto quiere decir que han roto la planta de manera definitiva tratando de enfriarla. Hay que cambiar todo para que vuelva a funcionar, y los reactores nucleares no son baratos. Como precaución adicional, el agua de mar fue enriquecida con un compuesto de boro para que aumente la absorción de neutrones en el reactor, un poco como habiamos dicho que hacían las barras de control antes.
La segunda acción tomada implico liberar un poco de la presión del reactor para disminuir el riesgo de una explosión como la que decíamos antes, una explosión catastrófica. Esta también fue una opción poco atractiva, porque el vapor de agua contiene necesariamente un poco de radiactividad. Sin embargo, evidentemente fue considerada una opción mejor que dejar que el reactor estalle.
Esta decisión de aliviar la presión condujo en última instancia a los primeros indicios de radiactividad escapada del núcleo del reactor y de su estructura de contención. Por desgracia, también voló el techo del edificio donde está el reactor.

De decisiones difíciles a malos resultados
Como vimos en los dramáticos videos que la televisión transmitió por días, poco después de que se alivió la presión hubo explosiones en los edificios.
El culpable de todo fue el hidrógeno, creado por la reacción del combustible nuclear con el vapor de agua de lo que queda del sistema de enfriamiento. Las explosiones iniciales no dañaron el reactor en si, lo que significa que los materiales radiactivos más importantes se mantuvieron contenidos en su lugar. Igual, los aumentos grandes en la radiactividad, indican un posible daño al reactor en si. Igual, los niveles desde entonces han fluctuado, haciendo difícil determinarlo con certeza.
De todas maneras, la mera presencia de tanto hidrógeno indicaba un problema grave: sólo debería formarse si las barras de combustible han estado expuestas al aire, lo que indica que los niveles de refrigerante dentro del reactor han caído enormemente. Entonces, también significó que la integridad estructural de las barras de uranio era muy baja, lo que se comprobó recientemente al enviar un robot, que las encontró parcialmente fundidas.

Y a este respecto, cabe destacar que parte de la confusión en la cobertura de estos eventos ha sido generada por el uso del término "fusión". Lo que pasa es que en el peor de los casos, la varilla del combustible se funde, es decir, se derrite, lo que le permite depositarse en la base del reactor, lejos del efecto moderador de las barras de control que decíamos antes.
Así, la temperatura de la barra fundida se elevaría, hasta el punto en que el material llega a ser tan caliente que se derrite a través del piso de acero del reactor, o llegue a una de las fuentes de agua del reactor y produzca una liberación explosiva de vapor de agua mezclada con elementos radiactivos.
Sin embargo, el derretimiento parcial de algo del combustible incrementa la probabilidad de que material altamente radiactivo sea liberado. Sabemos que estamos muy lejos del peor de los casos, pero eso es poco consuelo.
Una amenaza adicional se ha puesto de manifiesto, cuando uno de los reactores inactivos en el lugar sufrió una explosión y un incendio en la zona donde está el combustible de uranio almacenado. Prácticamente no hay información disponible acerca de cómo el tsunami afectó al combustible almacenado. El hidrógeno es de nuevo el sospechoso de la explosión.

Donde están parados
La mayoría de los materiales radiactivos de larga vida en el lugar están contenidos dentro de los edificios de los reactores.
Aunque se haya detectado radiación por encima de los niveles normales lejos del emplazamiento del reactor, la mayor parte ha sido de bajo nivel y producida por isótopos de vida corta. Además, los vientos han enviado una gran cantidad del material radioactivo al Pacífico.
Entonces, la mayoría de los problemas de la exposición radiactiva han sido en las inmediaciones de los reactores de Fukushima, donde la radiación ha llegado a los niveles amenazantes.
Todo esto complicó seriamente los esfuerzos para enfriar los núcleos. El personal simplemente no puede pasar mucho tiempo en el sitio del reactor sin quedar expuestos a niveles peligrosos de radiactividad. Como resultado, todos los esfuerzos para refrigerar el lugar fueron limitados y sujetos a la interrupción cuando la radiación aumenta. La verdad absoluta es que esos técnicos que aún hoy siguen trabajando en la planta están poniendo su vida en riesgo por los otros.
Las buenas noticias son que cada día sin un fallo crítico permiten que más y más de los materiales radiactivos secundarios decaigan, reduciendo el riesgo de una catástrofe.

Lo que esto dice sobre la energia nuclear
La energía nuclear desempeña un papel importantísimo en la mayoría de los planes para limitar el uso de combustibles fósiles, y en nuestro país se ha estado impulsando la energía atómica como modo de solucionar las crisis energéticas con las que nos hemos encontrado desde que la producción volvió a funcionar a pleno en 2005. Los acontecimientos en Japón, sin duda, desempeñarán un papel prominente en el debate público, de hecho, es posible que por sí solo enciendan el debate sobre un tema en que el público era en gran medida caso omiso. El mensaje para llevar a casa, sin embargo, es un poco difícil de discernir en este momento.
De alguna manera, las plantas japonesas, a pesar de ser un diseño de hace 50 años, resistieron admirablemente. Resistieron el terremoto de mayor intensidad jamás registrado, y los sistemas de seguridad, incluyendo el corte automático y los suministros de energía de reserva, entraron en acción sin ningún problema. Los sistemas de contención primaria han sobrevivido hasta ahora varias explosiones de hidrógeno y los únicos materiales radiactivos que se han publicado son isótopos de corta vida que se concentran en los alrededores de la planta. Si las cosas terminan donde están ahora, las plantas se han hecho muy bien, dadas las circunstancias.
Pero, como se mencionó anteriormente, que las cosas terminen a donde estamos ahora también pone de relieve algunas de las razones por qué esto no puede ser considerado un triunfo. Algunos de los problemas están en el diseño. Aunque la planta estaba lista para un evento extremo, está claro que no fue diseñado con un tsunami en mente. Si bien es imposible hacer planes para cualquier eventualidad, esto parece ser una omisión importante dada la ubicación de la planta. También parece que las zonas de almacenamiento de combustible no estaban tan robustamente diseñadas como los reactores.
Una vez que comenzó la crisis del enfriamiento, un conjunto de cuestiones predecibles surgió. Nunca se va a poder enviar a seres humanos dentro de muchas de las áreas del reactor, dejándonos dependientes de equipos de monitoreo que pueden estar o no trabajando de manera fiable durante una crisis. Y, una vez que la radiación comienza a filtrarse, no se puede enviar gente a muchas de las áreas que antes eran seguras, lo que significa que tenemos aun menos idea de lo que está pasando en el interior, y menos puntos desde donde se pueda intervenir.
A fin de cuentas, los sistemas de seguridad de este reactor operaron razonablemente bien, pero se enfrentan a una mezcla de acontecimientos no previstos y en los límites de su diseño. Y, una vez que algo empieza a ir mal con un reactor nuclear, se pone a toda la infraestructura bajo estrés, y la corrección se convierte en algo muy, muy difícil de hacer.
Estas apreciaciones quieren decir que la mejor manera de construir una planta nuclear segura es asegurarse de que nada vaya mal en el primer lugar. Hay maneras de reducir el riesgo mediante la adición de más características de seguridad y vigilancia, mientras que se adapta el diseño a los eventos locales más extremos. Pero estos se suman al costo de una central nuclear, y no será nunca van a ser suficientes para asegurar que nada va mal. Así, el poder de decidir sobre si y cómo seguir ampliando la energía nuclear en argentina requieren un cuidadoso análisis de riesgo, algo para lo que el público en general está mal equipados para hacer en este contexto.

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