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Por qué el uranio del agua de mar puede bajar los costos de la energía nuclear

Nuevos métodos de extracción ensayados con éxito acercan la posibilidad de disponer de cantidades casi ilimitadas del combustible usado en reactores nucleares.
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La vieja ley de la oferta y la demanda no sólo rige para las transacciones comerciales, sino que bien puede aplicarse en el sistema productivo, marcando una relación inversa entre la mayor o menor disponibilidad de un bien o servicio y su precio en el mercado. En ese sentido, a la industria energética le caben las generales de la ley.

Desde hace varios años se sabe que el uranio que se aloja en los mares excede ampliamente las reservas estimadas en tierra en todo el planeta, pero la dificultad para extraerlo lo hacía económicamente menos rentable y por tanto, poco atractivo para su explotación.

Ya en 2018, la Agencia Internacional de Energía (AIE) había determinado que el consumo de energía a nivel global podría experimentar un incremento de hasta 18% para 2030 y del 39% para 2050, lo que pondría mayor presión sobre la generación de energía, cualquiera fuera su fuente.

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Con las nuevas demandas de las sociedades en torno a la generación de energías de fuentes renovables, la actividad nuclear cobró renovado impulso, especialmente en los países europeos y en Latinoamérica, y con ello la necesidad de abastecimiento de uranio, el principal combustible utilizado en los reactores.

Para la Organización Internacional de Energía Atómica (OIEA), el suministro adecuado de uranio será “un factor crítico para el abastecimiento energético durante los próximos decenios”.

“Se prevé que el combustible de uranio siga siendo una fuente básica y fiable para la generación de energía nucleoeléctrica con bajas emisiones de carbono. La manera en la que utilicemos este combustible dependerá en gran medida del desarrollo de nuevas tecnologías y estrategias para la gestión sostenible de los recursos”, aseguró Adrienne Hanly, especialista en fuentes de uranio del OIEA.

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Avance subacuático

Al respecto, nuevas investigaciones llevadas a cabo por la Academia China de Ciencias con sede en Beijing, y publicadas a comienzos de diciembre en la revista Nature Sustainability, utilizaron membranas especiales de polímeros para capturar el uranio del agua de mar, que está en suspensión en las profundidades a partir de reacciones químicas estables entre el agua de mar y las rocas.

Según estudios de la OIEA los mares contienen casi 4500 millones de toneladas de uranio disuelto, lo cual supone unas 500 veces más que el uranio existente en toda la corteza terrestre.

Las investigaciones determinaron que cuando se extrae el uranio del agua de los océanos, la misma cantidad se filtra luego desde las rocas para reemplazarlo. Así, los estudios concluyeron que potencialmente se dispone de una cantidad casi ilimitada de este elemento, utilizado como combustible en reactores nucleares.

Pero la clave es cómo extraerlo desde las profundidades y hacerlo de manera económicamente eficiente y rentable. En este punto y dada las bajas concentraciones de uranio, es fundamental lograr una mayor absorción del material utilizado para la captura, que luego puede almacenarse para ser usado en la industria energética.

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En esta ocasión el equipo del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias, liderado por los profesores Jiang Lei y Wen Liping, fabricaron una membrana de polímero (microporosa), llena de pequeños canales que se ramifican en túneles aún más pequeños de apenas 300 a 500 nanómetros de diámetro.

Con ese entramado se imita la forma en que los vasos sanguíneos se abren en conductos cada vez más pequeños dentro de los órganos de los mamíferos y sus extremidades. Para el estudio el material se impregnó con un compuesto llamado amidoxima, que se une a los iones de uranio.

Los investigadores pasaron agua mezclada con uranio a través del material y utilizando espectroscopía de fotoelectrones de rayos X detectaron si el elemento había sido capturado, logrando resultados positivos. También descubrieron que el material absorbía hasta 20 veces más que los materiales desarrollados con anterioridad, lo que abre un abanico de oportunidades para el futuro de la generación nucleoeléctrica.