Tuesday, November 24, 2009

El ejemplo del Helio 3

Esta historia la leí en el número de octubre de 2009 de la revista Physics Today (www.physicstoday.org) y trata sobre la escasez de Helio 3.
Los átomos de Helio 3 (He-3 o 3He) tienen un núcleo con dos protones y un neutrón, siendo pues un isótopo ligero del Helio "habitual" el cual cuenta con dos protones y dos neutrones. Por cada millón de átomos de Helio, uno es de 3He. El Helio es un gas inerte (es un gas noble) y, en general, no se combina con otros elementos o compuestos. Por su pequeña masa (el Helio es el segundo elemento más simple), los átomos de Helio no son retenidos por la atmósfera terrestre y se escapan al espacio. Así, la concentración de He en la atmósfera es de 5 partes por 10,000 o (0,0005%). Los átomos de He se forman como consecuencia de la desintegración radiactiva de elementos pesados como el Uranio y así, puede encontrarse en la corteza terrestre. Sin embargo, sus concentraciones son tan bajas, que no se pueden extraer cantidades importantes de este isótopo de manera "natural".
A pesar de su rareza, el 3He es muy utilizado en la industria. Especialmente en la tecnología de muy bajatemperatura (el helio líquido permite obtener las temperaturas más bajas, del orden de la centésimas de Kelvin). ¿De donde proviene el 3He utilizado por la industria? Sencillamente, se obtiene como subproducto del tritio (Un protón y dos neutrones, es decir es un isótopo del Hidrógeno). ¿Y el tritio? Pues también es un isótopo raro y su producción ha estado ligado a la producción de bombas nucleares. En definitiva, el 3He se recoge a partir del desmantelamiento de armas nucleares. Con la paulatina disminución de armas nucleares, ha disminuido la cantidad de 3He disponible. Si hace un par de años, el precio de un litro de 3He era de $100, hoy en día cuesta $2000. Las reservas de 3He se desconocen ya que si se hicieran públicas se podría estimar la cantidad de bombas nucleares que los gobiernos habían construido.
La demanda de 3He ha ido aumentando estos últimos años, provocada por la investigación en computación cuántica, nanotecnologías, investigaciones médicas, y aplicaciones de defensa. La escasez de 3He ha sido un hecho sorprendente para la gran mayoría de usuarios. El síntoma habitual de esta escasez aparece cuando quieren comprar, ya que nadie tiene 3He para vender. Personajes clave en estos sectores han pronosticado que la carencia de 3He supondrá la pérdida de puestos de trabajo y la desaparición de tecnologías punteras.
La principal causa de este súbito encarecimiento de 3He ha sido su acaparamiento por el Ministerio de Seguridad Nacional (Department of Homeland Security) que usa el 85% de 3He para los contadores de neutrones utilizados en las principales aduanas para evitar la entrada ilegal de material nuclear en los Estados Unidos. La situación puede empeorar aun más, ya que el gobierno americano presiona a otros gobiernos para generalizar mundialmente el uso de contadores de neutrones. Las únicas esperanzas de las tecnologías basadas en el 3He son: buscar tecnologías alternativas (aunque no todas las aplicaciones disponen de alternativas) y presionar al gobierno para el uso de tecnologías alternativas para contadores de neutrones. En algunos de estos casos, las alternativas suponen el uso de materiales menos eficientes y de mayor toxicidad (como el uso de BF3 en contadores de neutrones).
La Asociación Americana para el Avance de las Ciencias organizará en febrero de 2010 unas sesiones de trabajo para hacer llegar esta problemática a la comunidad científica interesada, y una comisión multiministerial del gobierno americano se ha creado para priorizar la disponibilidad de este material, tan importante pero tan escaso, entre los diferentes usuarios. Eso sí, el país al cuál se le supone la mayor reserva de 3He: Rusia.

La opción nuclear: Qué risa

Una de las alternativas energéticas propuestas para substituir (oops, mejor dicho, paliar la falta de) petróleo es la energía nuclear. A efectos de emisión de CO2, la energía nuclear es ideal. Buscando por Wikipedia, se encuentra que existe un estudio que compara la emisión de CO2 entre diferentes maneras de producir electricidad. Pues bien, para producir un KWh (1000 vatios por hora), la generación eléctrica nuclear emite un equivalente de 3,3 gramos de CO2. Esto no es nada, comparado con los 400 gramos emitidos para generar la misma potencia eléctrica mediante gas natural o los 700 gramos para el carbón. Vamos, energía verde donde las haya.
Pero, ¿es la energía nuclear una alternativa al petróleo barato? La respuesta es un rotundo no por dos razones: la energía nuclear es cara, y nos estamos quedando sin uranio. Sobre la primera, no hace falta decir nada nuevo. Sólo recordar que al coste de mantenimiento de una instalación que genera energía hay que sumarle los costos de creación y de desmantelamiento. Sobre la escasez de uranio, decir que hoy en día el uranio es una fuente agotable de energía (aunque en teoría podría convertirse en una fuente renovable con el continuo enriquecimiento del uranio, cosa que absolutamente nadie lo ha logrado). Hay 11 paises que ya han sobrepasado su máximo de producción de uranio y agotado sus reservas: Alemania, República Checa, Franccia, Congo, Gabón, Bulgaria, Tajikistán, Hungría, Rumanía, España, Portugal y Argentina. Hay otros países que también han sobrepasado su máximo de producción y que su producción está en claro decline como, por ejemplo, India, Suecia, Reino Unido y EE.UU. La gran mayoría de paises mantiene sus centrales nucleares en marcha ya sea vaciando sus reservas o utilizando el uranio de sus bombas atómicas.
Así, se entiende bien la política Española de mantener la moratoria nuclear. Porque, a pesar de que mentes brillantes como Luís María Ansón (http://www.elmundo.es/2008/07/15/opinion/2453468.html) abiertamente la han criticado duramente, uno se pregunta ¿para qué endeudarse aún más en construir centrales nucleares (cuyo coste es de 6.000-14.000 millones de dolares)? si luego dependeríamos de las importaciones de un uranio cada vez más caro (se espera que el pico de producción mundial de uranio tenga lugar en el año 2035). Si tenemos en cuenta que el periodo para construir una nueva central nuclear es de 10-15 años y se decidiera construir el año que viene, tendríamos esas centrales empezando a funcionar con un uranio prohibitivamente caro. Seguramente esta moratoria, sea el mejor servicio que este gobierno a hecho a este país.

Derivados del petróleo cuyo precio aumentará con el final del petróleo barato

La bajada de la capacidad de producir petróleo al ritmo necesario para mantener la capacidad inductrial mundial provocará su encarecimiento paulatino. Evidentemente, siempre se ha supuesto que esto al final pasaría. Lo sorprendente del hecho es de que ahora mismo estamos en las puertas de verlo con nuestros propios ojos en los próximos años, muchísimo antes de lo que siempre nos han dicho.
Con el aumento del precio del petróleo, aumentará el precio de las sustancias que de él se derivan. Aquí va una fragmento de Wikipedia sobre la destilación del petróleo (http://es.wikipedia.org/wiki/Petróleo):
El petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos, a este proceso se le conoce como destilación fraccionada. El petróleo natural hirviente (unos 400 grados Celsius) se introduce a la parte baja de la torre, todas las sustancias que se evaporan a esa temperatura pasan como vapores a la cámara superior algo más fría y en ella se condensan las fracciones más pesadas que corresponden a los aceites lubricantes.De este proceso se obtienen las fracciones:
  • Gases: Metano, etano y gases licuados del petróleo (propano y butano).
  • Bencina, ligroína o éter de petróleo
  • Gasolina
  • Queroseno
  • Gasóleo (ligero y pesado)
  • Fuelóleo
  • Aceites lubricantes
  • Asfalto
  • Alquitrán
La industria petroquímica elabora a partir del petróleo varios productos derivados, además de combustibles, como plásticos derivados del etileno, pesticidas, herbicidas, fertilizantes o fibras sintéticas."
Así, con fertilizantes, pesticidas y herbicidas más caros, imaginad el precio de las zanahorias, trigo (i.e. pan), centeno, arroz, manzanas, naranjas, etc. Los embases de plástico de jabones, agua, desodorantes, leche, etc. seran más caros que su contenido. Asfalto más caro: ¿Tendrán los ayuntamientos una economía suficiente para re-asfaltarnos las calles con la regularidad acostumbrada? Con gasolina, gasóleo y fuelóleos más caros, ¿cuánto nos va a costar transportar las mercancias del punto de salida al punto de destino?. Es muy probable que la obesidad haya sido una epidemia pasajera que no va a perdurar mucho en una sociedad insostenible.

Artículo de The Guardian del 9 de Noviembre del 2009: Datos clave sobre el petroleo falsificados por presión de los EE.UU.

Artículo original: http://www.guardian.co.uk/environment/2009/nov/09/peak-oil-international-energy-agency:
El mundo está mucho más cerca de quedarse sin petróleo de lo que las cifras oficiales indican, según una denuncia de un oficial anónimo de la IEA (International Energy Agency) que denuncia que se ha ocultado deliberadamente la cercana escasez de petróleo para evitar una psicosis de compra. El oficial de la agencia también indica que los EE:UU. han jugado un papel preponderante en minimizar el ritmo de extracción de petróleo de los campos existentes, a la vez que se han exagerado las posibilidades de encontrar nuevas reservas.
Esta denuncia pondría en entredicho la estimación hecha en el último World Economic Outlook de que la producción de petróleo se incrementará de los actuales 83 millones de barriles al día (MBD) actuales hasta los 120 MBD para el año 2030. Críticas externas a la IEA siempre han denunciado de que dichas cifras carecen de evidenci. Parece ser que la teoría de que el máximo de producción es inmediato empieza a hacerse un sitio en la IEA ya que en el 2005 se predijo de que para el 2030 la producción sería de 120 MBD, para luego reducirla a 116 MBD y, el año pasado, dejarla en 105 MBD.La fuente anónima de la IEA asegura de que "Muchos dentro de la organización creen que mantener un ritmo de 90-95 MBD será prácticamente imposible, pero que existe el temor de que el pánico podría extenderse a los mercados financieros si se publicaran estimaciones aún más bajas".
Una segunda fuente de la IEA (también en el anonimato) ha deunciado que se evitó molestarar a los norteamericanos, pero que el hecho es que no hay tanto petróleo en el mundo como se ha estado admitiendo. Según esta fuente, "estamos actualmente en el máximo de producción petrolífera"