Nuclear — mucha energía en poco combustible

Coste, construcción, uranio, agua, seguridad y electricidad continua sin consignas.

Una central no es solo su reactor

Por qué un núcleo pesado libera tanta energía al partirse

La fisión aprovecha un hecho de física nuclear que no tiene equivalente químico: cuando un núcleo de uranio-235 absorbe un neutrón, se vuelve inestable y se rompe en dos núcleos más ligeros, liberando varios neutrones nuevos y una cantidad de energía enorme comparada con cualquier reacción química. Esa energía sale, sobre todo, en forma de energía cinética de los fragmentos —es decir, calor—, exactamente el mismo tipo de energía que produce quemar carbón, solo que la cantidad liberada por cada núcleo dividido es millones de veces mayor que la liberada al romper un solo enlace químico del carbono. Los neutrones liberados en cada fisión pueden provocar, a su vez, nuevas fisiones en otros núcleos cercanos: es la reacción en cadena que un reactor mantiene de forma controlada y estable, ni creciendo sin control ni apagándose, mediante barras que absorben el exceso de neutrones.

De la mina al combustible, antes de que exista electricidad

Antes de que el reactor produzca nada, el uranio tiene que extraerse, concentrarse, convertirse y enriquecerse —ese proceso completo se desarrolla en la hoja «Del uranio al combustible» de esta misma sección—. Solo cuando el combustible ya está fabricado en pequeñas pastillas cerámicas, ensambladas en barras dentro de una vasija de acero, empieza la fase que la mayoría de la gente asocia con «energía nuclear»: el calor de la fisión hierve agua, el vapor mueve una turbina, y la turbina gira un generador — el mismo principio mecánico final que una central de carbón o de gas, solo que la fuente de calor es completamente distinta.

Por qué el edificio pesa tanto como el reactor mismo

Una central nuclear no es solo el núcleo del reactor: alrededor de él hay grandes cantidades de acero y hormigón armado formando varias barreras de contención sucesivas, sistemas de refrigeración redundantes y diversos entre sí (para que un mismo fallo no inutilice a todos a la vez), instrumentación de control extremadamente redundante, y una estructura de operación sometida a inspección independiente casi permanente. Esa robustez estructural no es un exceso burocrático: es la contrapartida directa de manejar un material que sigue siendo peligroso mucho después de haber generado su última unidad de electricidad, y es también la razón principal de que una central nuclear sea cara y lenta de construir, aunque después sea barata de operar durante décadas.

Densidad energética: la característica que lo explica casi todo

Un solo gramo de uranio-235 completamente fisionado libera, aproximadamente, tanta energía como quemar varias toneladas de carbón. Esa diferencia de escala —órdenes de magnitud, no un simple porcentaje mejor— es la explicación física de por qué una central nuclear puede generar electricidad de forma continua, con una ocupación de suelo compacta y sin necesitar un suministro constante de camiones de combustible como una central térmica. Es también la razón de que las centrales nucleares tengan, en la práctica, los factores de capacidad más altos de cualquier tecnología de generación —operando cerca de su máximo casi todo el año—, porque no dependen del clima ni de un flujo continuo de combustible fresco: la recarga ocurre solo cada uno o dos años.

Por qué «¿cuánto cuesta la nuclear?» no tiene una respuesta única

El coste de una central nuclear depende brutalmente de si es un diseño ya construido varias veces en el mismo país (coste predecible) o el primer ejemplar de una tecnología nueva (riesgo de sobrecoste y retraso considerable, como muestra el caso Vogtle desarrollado en la pestaña de datos de esta hoja). También pesan el coste del capital financiero —los tipos de interés a los que se financia una obra de una década—, la estabilidad regulatoria del país, y si existe ya una cadena industrial local de suministradores especializados o hay que crearla desde cero. Ninguno de esos factores es una propiedad física del reactor: son decisiones económicas e institucionales, y por eso países con reactores casi idénticos llegan a costes finales muy distintos.

Ventajas y obligaciones inseparables

A favor: producción gestionable, alta densidad, bajas emisiones de ciclo de vida y poco combustible.

A vigilar: accidente de baja probabilidad y gran consecuencia, inversión inicial, tiempo de obra, refrigeración, proliferación, desmantelamiento y custodia de residuos.

La comparación justa incluye el sistema que reemplaza, la capacidad institucional del país y el coste financiero real. Defender la nuclear sin hablar de residuos es incompleto; rechazarla comparando solo su peor escenario con la operación ideal de otra fuente también lo es.

Los números, con su origen

Cuadro comparativo (nueve fuentes primarias)

Emisiones de ciclo de vida, mortalidad y suelo ocupado, con la fuente de cada rango. Son medianas de estudios revisados por pares, no valores fijos: la tecnología concreta, el país y la mezcla eléctrica de fabricación mueven cada cifra.

Fuentes de esta tabla: IPCC AR6, WG3 y su armonización previa del NREL (NREL Life Cycle Assessment Harmonization); Our World in Data — Safest and cleanest sources of energy; Our World in Data — Land use per energy source.

Lo específico de la fisión

Densidad de combustible. Un kilogramo de uranio enriquecido para reactor libera, tras el ciclo completo, del orden de un millón de veces más energía que un kilogramo de carbón quemado. Esa densidad es la razón de la ocupación de suelo mínima y del bajísimo volumen de combustible que hay que mover, transportar y almacenar comparado con cualquier central térmica de igual potencia.

Factor de capacidad. Las centrales nucleares operan con los factores de capacidad más altos de cualquier tecnología: de forma sostenida por encima del 90% en Estados Unidos, frente a cifras típicas de 40-55% en térmicas de combustión, 30-40% en eólica terrestre y 20-25% en solar fotovoltaica. Esto significa que un gigavatio nuclear instalado entrega, de media, mucha más energía anual que un gigavatio instalado de casi cualquier otra fuente — un dato clave para comparar potencia nominal con generación real.

El coste que dispara los sobrecostes. El caso Vogtle (Georgia, EE. UU.) ilustra el riesgo financiero de la nuclear de nueva construcción: presupuestado en 14.000 millones de dólares, terminó costando más de 30.000 millones, con 8 años de retraso sobre el calendario original, en parte por usar un diseño de reactor (AP1000) sin experiencia previa de construcción en el país y por la quiebra del contratista principal (Westinghouse, 2017). No es representativo de toda la industria —Corea del Sur y otros países construyen reactores en plazo y presupuesto con diseños ya probados—, pero muestra por qué «coste de la nuclear» depende brutalmente de si es un diseño repetido o un primero de su clase.

Agua de refrigeración. Una central nuclear típica retira del entorno del orden de 160 litros de agua por kWh generado (similar al carbón, más que el gas de ciclo combinado), aunque la mayor parte se devuelve al origen tras enfriarse; el consumo neto —agua que no vuelve, evaporada en las torres de refrigeración— está en torno a 2 litros por kWh. Solar fotovoltaica y eólica no necesitan agua de refrigeración porque no hierven nada.

Qué no dice esta tabla

Ninguna cifra de esta página incluye el coste de gestionar el combustible usado durante los milenios en que sigue siendo radiactivo — eso se trata en la hoja de residuos — ni el riesgo de baja probabilidad y alta consecuencia de un accidente grave, que la estadística de «muertes por TWh» diluye entre toda la energía histórica producida sin capturar bien el miedo social ni el coste de una evacuación permanente de territorio.

Fuentes

• El OIEA explica el ciclo del combustible nuclear.
• La Agencia de Energía Nuclear de la OCDE analiza costes, financiación y valor de sistema.
• El IPCC evalúa la fisión junto a otras opciones de electricidad baja en carbono.
• El NREL armoniza las emisiones de ciclo de vida de todas las tecnologías eléctricas en Life Cycle Assessment Harmonization.
• Our World in Data compara mortalidad y ocupación de suelo por fuente en Safest and cleanest sources of energy.
• El seguimiento del sobrecoste de Vogtle puede leerse en E&E News y en el balance posterior de The Current.