Publicado el 11/08/2020 - 06:00 Hs.

La impresión 3D en el futuro de la energía nuclear

En un mundo en el que la energía limpia es algo más que un lujo, el tema de la energía nuclear vuelve a aparecer en los debates internacionales.

 

Estamos hablando de una energía limpia, sí, pero con riesgos que pueden tener efectos devastadores, por eso motivo el «limpia» se debería poner entre comillas. El caso es que aún no se ha deseachado completamente, y hay equipos que están investigando como la impresión 3D y la Inteligencia Artificial podría devolverle la vida al sector.

Ahora es el Programa de Reactores del Desafío Transformacional del Laboratorio Nacional de Oak Ridge quien espera traer energía nuclear al siglo XXI mediante el despliegue de la impresión 3D y la IA para diseñar y producir tecnología para el núcleo de los reactores.

Comentan en power-technology.com:

La energía nuclear está en medio de una crisis. En 20 años, solo se ha construido una planta nuclear en los Estados Unidos y en Europa occidental. Los países están eliminando la tecnología por completo o los proyectos comisionados están experimentando costos crecientes y días interminables. Además, el cambio de la potencia de base a gran escala a las energías renovables intermitentes plantea dudas sobre la relevancia de las potencias nucleares en el futuro.

Kurt Terrani, científico senior del Laboratorio Nacional Oak Ridge, dice que el ser humano ha perdido la voluntad o el conocimiento de cómo diseñar, construir y desplegar sistemas nucleares como se hizo en los años 50, 60 y 70; no hemos construido un reactor avanzado sin refrigeración por agua en aproximadamente 40 años. Cree que con impresión 3D, inteligencia artificial y big data se puede avanzar en el diseño de un nuevo sistema, mejor y más seguro.

Uno de los problemas es el enorme costo de la energía nuclear. Se espera que la central nuclear de Hinkley Point C en el Reino Unido, por ejemplo, cueste 22 mil millones de libras… hay opciones mucho más baratas para obtener energía.

Para abordar el problema de los costos, los investigadores de Oak Ridge, el laboratorio nacional de ciencia y energía más grande del sistema del Departamento de Energía, están refinando su diseño de una tubería de gas impresa en 3D al núcleo del reactor que puede utilizar la fabricación aditiva ampliada para la construcción. El prototipo es un reactor «micro» de tres megavatios.

Utilizando una metodología de impresión 3D, desarrollada durante un programa anterior, se puede imprimir utilizando carburo de silicio, que es un material refractario, resistente a altas temperaturas y a la radiación.

De esta manera consiguen alta complejidad de diseño para canales de enfriamiento, utilizando algunos materiales de alto rendimiento, que antes no era posible.

Por otro lado la impresión 3D permite que se usen estructuras «híbridas». Esto significa que en lugar de usar un trozo de un solo material, como el acero, los investigadores pueden incrustar e incorporar otros componentes en el material, como sensores, por ejemplo.

En estos momentos están haciendo impresión 3D en pequeños volúmenes, y consiguen recopilar información a medida que lo hacen, graban con cámaras, usan sensores y usan datos con diferentes variables. Están recolectando cientos de gigabytes que se analizarán con inteligencia artificial para buscar parámetros críticos de rendimiento.

¿Será todo esto suficiente para resucitar una tecnología que mucha gente no quiere ver ni en pintura?

Escrito por: Santiago Girolami

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