EEUU y China se lanzan a extraer uranio del mar para lograr energía nuclear inagotable

El fin de los combustibles fósiles está reavivando el debate sobre la energía nuclear. Mientras Alemania la ha abandonado precipitadamente para evitar cualquier atisbo de que se produzca un nuevo accidente como el de Fukushima, China no deja de sumar nuevos reactores para cubrir sus crecientes necesidades energéticas a la vez que trata de descontaminarse. Para algunos, no deja de ser un peligro del que se puede prescindir. Para otros, va a tener un papel clave en el futuro como respaldo indispensable de las energías renovables. En cualquier caso, el suministro de uranio, el combustible que utilizan estas centrales, es una pieza esencial no solo para el sector, sino en la geopolítica mundial.

Aunque es un mineral muy presente en la naturaleza, en pocos lugares alcanza la concentración suficiente para que una explotación sea rentable. Por eso, el 96% de la producción de uranio está en manos de solo ocho países, según los datos de la World Nuclear Association. En la actualidad, el líder destacado en el suministro internacional es Kazajistán. Algunas de las principales reservas están en Australia o Canadá, en teoría, lugares fiables y seguros; pero otras se hallan en países tan inestables como Níger, que el año pasado, sin ir más lejos, sufría un golpe de Estado. No es de extrañar que en los últimos tiempos suban los precios y que la capacidad de los productores para satisfacer las demandas del mercado sea cada vez más pequeña.

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De hecho, los expertos prevén un importante aumento de la demanda en las próximas décadas, impulsada por los nuevos proyectos nucleares de países emergentes y por el desarrollo de los nuevos reactores modulares pequeños (SMR, por sus siglas en inglés), que harán más accesible este tipo de energía. A pesar de todo, el suministro parece garantizado para un futuro próximo. No obstante, algunos cálculos estiman que las reservas podrían empezar a agotarse hacia finales de este siglo. Por eso, las grandes potencias han empezado a fijarse en un recurso que contiene más uranio que todos los yacimientos del mundo: el agua del mar.

Los océanos de la Tierra contienen 4.000 millones de toneladas de uranio disuelto, que se genera mediante las reacciones químicas estables entre el agua y las rocas que lo contienen. Esta cifra multiplicaría por mil la cantidad accesible en las explotaciones terrestres. La teoría dice que es posible extraerlo y que, al hacerlo, volvería a aparecer gracias a esa interacción entre los minerales y las aguas. Un avance así supondría convertir la energía nuclear en una fuente casi inagotable. Sin embargo, en la práctica no es tan fácil: hasta ahora nadie ha conseguido desarrollar un método eficiente para hacerlo posible, pero cada vez estamos un poco más cerca.

Ensayando en el laboratorio

“Todas las sales del mar provienen de que el agua va disolviendo las rocas y estas contienen algo de uranio. Por ejemplo, está presente en el granito en una proporción bastante alta”, explica a El Confidencial Alberto Abánades, catedrático del Departamento de Ingeniería Energética de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Por eso, la idea de obtener este elemento del océano está perfectamente justificada, “al igual que podrían extraerse otras materias disueltas y componentes de todo tipo”, aunque “la proporción es muy baja”, aclara.

Los científicos japoneses han sido pioneros en este planteamiento, pero el Departamento de Energía de EEUU se tomó en serio su desarrollo hace más de una década y montó un programa de investigación específico. Los resultados más relevantes se publicaron en la revista Industrial & Engineering Chemistry Research: los investigadores llegaron a desarrollar unas fibras de polietileno que, tratadas con amidoxima, un compuesto químico, conseguían atraer el uranio. En concreto, obtuvieron unos seis gramos por cada kilo del material absorbente al cabo de dos meses.

Más recientemente, esta línea de investigación se ha revitalizado con un artículo de investigación que se publicó hace unos meses en la revista ACS Central Science y que recoge una propuesta mucho más avanzada. La Northeast Normal University de China utilizó una tela flexible tejida con fibras de carbono a la que aplicaron diversos tratamientos y componentes, incluyendo también amidoxima y grafito. Al hacer circular por ella una corriente eléctrica lograron acumular precipitados amarillos brillantes a base de uranio. En las pruebas, extrajeron 12,6 miligramos de uranio por gramo del material usado durante 24 días.

Por el momento, “todo lo que hay son ensayos de laboratorio”, comenta Abánades, y probablemente “falta mucho para que esta tecnología se pueda aplicar a nivel comercial”. Las propuestas de los estadounidenses y de los chinos tienen mucho en común. Básicamente, introducen placas de distintos tipos de materiales en agua del mar o en una solución salina que lo simula y “le aplican un potencial, lo que genera una afinidad de esa placa con los iones de uranio, de manera que el mineral queda fijado”, explica el experto.

Cómo escalar la tecnología

En el ámbito experimental, el proceso se va perfeccionando y puede llegar a ser eficiente. Sin embargo, el gran reto será escalar esta tecnología. En los niveles actuales, de acuerdo con los resultados más recientes, “para conseguir un kilo de uranio, te hace falta una placa de carbono de una tonelada”. Además, hay que tener en cuenta que cuando la placa esté cubierta de uranio, será necesario recuperarla para extraer el mineral y volverla a introducir en el mar. Tanto las dimensiones como los tiempos serán muy importantes para valorar si el sistema puede ser rentable.

En cualquier caso, llevar este sistema a práctica “implicaría unas instalaciones muy grandes dentro del mar”, afirma el catedrático de la UPM. También hay que tener en cuenta que, tal y como está planteado en la actualidad, implicaría consumo eléctrico importante, porque la atracción del uranio se consigue a través de la corriente. Posiblemente, la solución estaría en algún tipo de estructura similar a las plataformas fotovoltaicas flotantes que ya se están instalando en algunas costas. Por otra parte, hay otro aspecto relevante que dificulta el proceso de obtención del uranio y es que los científicos no han logrado extraerlo de una manera limpia, sino que aparece junto con otras sustancias, así que “habría que ver cómo separar el vanadio y otros elementos”. En general, “todos estos trabajos de investigación pretenden demostrar que es posible obtener uranio del mar, pero están en un nivel de desarrollo bajo”.

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A pesar de todo, la perspectiva de un posible desarrollo de esta tecnología a largo plazo resulta muy estimulante, especialmente, para potencias como Japón, que carecen de grandes recursos energéticos. “Es una fuente más que estaría disponible y que incrementaría la capacidad de uso de la energía nuclear en el mundo”, comenta el experto. Al fin y al cabo, “todas las fuentes energéticas utilizan recursos naturales, aunque los orígenes son muy diversos”. Por el momento, todo el uranio que se utiliza actualmente, sea para el fin que sea, se obtiene de las minas terrestres y probablemente esto seguirá siendo así durante muchos años.

A largo plazo, otra cuestión sería “si la tasa de reposición del mar sería equivalente al posible uso en el futuro”. La interacción del agua del mar con las rocas va a seguir proporcionado ese uranio disuelto en el agua del mar que, potencialmente, sería extraíble. Si se regenera al ritmo suficiente, “se podría considerar que la energía nuclear sería más sostenible, aunque finalmente el uranio se agotara al cabo de milenios”, reflexiona Abánades.