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Propulsión nuclear para barcos mercantes

Al Fin Energy
Septiembre 25, 2011

El barco mercante nuclear norteamericano Savanah funcionó como barco de carga y pasajeros.

El Savanah, construido en 1962 en EEUU fue comisionado en 1962. Tenía un reactor de 74MWt que entregaba 16,4 MW a la hélice.

Durante un breve período en las administraciones Kennedy y Johnson, el barco fue una Super-estrella náutica, dando vuelta al mundo como un embajador para el uso pacífico de la energía nuclear y fue huésped de la realeza. En mayo de 1964 consiguió más de 13.000 visitantes durante una reunión aquí.

Es todavía propiedad de, y está mantenido por la Administración Marítima Federal y regulado por la Comisión Reguladora Nuclear, el barco es abierto ocasionalmente a los visitantes. Los grupos pueden hacer arreglos para visitas, en tanto no esperen mucho en relación al aire acondicionado, ascensores y otras comodidades modernas. LATimes

El barco de carga y de investigaciones Otto Hahn construido en Alemania navegó en 10 años unas 650.000 millas náuticas en 126 viajes sin problemas técnicos. Tenía un reactor de 36 MWt que entregaba 8 MW a la hélice.

El barco japonés Mutsu, de 8000 toneladas, fue el tercer barco mercante, puesto en servicio en 1970. Tenía un reactor de 36 MWt que entregaba 8 MW a la hélice. Estuvo plagado de problemas técnicos y políticos y resultó un fracaso embarazoso. Estos tres barcos usaron reactores con combustible de uranio de bajo enriquecimiento (3,7 – 4,4% U-235)

En 1998 el NS Sevmorput fue comisionado en Rusia, principalmente para servir los puertos del norte Siberiano. Es un carguero LASH de 61.900 toneladas de 260 metros de longitud (llevando cargas ligeras a puertos con aguas poco profundas) y un barco contenedor con una proa rompehielos. Está impulsado por el mismo reactor KLT-40 usado en rompehielos más grandes, desarrollando 32,5 MW a la hélice desde un reactor de 135 MMWt, y necesitó reabastecimiento de combustible una vez en 2003.

Está planeado un rompehielos ruso más poderoso, de 110 MW y 55.600 dwt, con otros dos más en el futuro, de 32.400 dwt y 60 MW en las hélices. Se espera que el primero de estos rompehielos de tercera generación sea terminado en 2015 a un costo de 17.000 millones de rublos. World Nclear News

Los rusos están dedicando una gran cantidad de esfuerzo al desarrollo de una infraestructura nuclear flotante que pueda ser usada para desarrollar los ricos recursos naturales del Ártico. En este respecto, ninguna otra industria nacional está tan dedicada al desarrollo de propulsión nuclear marina no militar.

Las fuerzas navales del mundo tienen un buen registro de seguridad con relación a la propulsión nuclear marina. Más de Rod Adams:

Ninguna nave occidental se ha perdido debido a una falla de la energía.

La propulsión nuclear es limpia. Un motor nuclear puede hacer funcionar a un submarino durante meses seguidos sin afectar la atmósfera en la nave.

Los motores nucleares pueden ser muy poderosos para un peso dado de propulsión total. Aunque los números exactos son clasificados, es obvio que un motor que puede impulsar a un portaaviones de 80.000 toneladas a 35 nudos en contra del viento mientras que está haciendo despegar aviones con catapultas movidas a vapor, tiene una significativa capacidad de potencia.

Basado en la cantidad de carga útil en cargueros nucleares comparado con los cargueros impulsados por combustibles fósiles, los motores nucleares requieren menos espacio y peso que las turbinas de vapor que usan petróleo a las que reemplazan.

Puramente en capacidad, la energía nuclear es merecedora de una mirada. El costo es una valla, sin embargo, dado que los portaviones y los grandes submarinos son máquinas de varios miles de millones de dólares. -RodAdamas

El costo elevado es un problema para las aplicaciones civiles, y la naturaleza altamente enriquecida usada en los rectores marinos podría también ser un problema.

Ellos entregan mucha potencia desde un volumen muy pequeño y por consiguiente funcionan con uranio altamente enriquecido (&rt;20% U-235, originalmente c 97% pero aparentemente 93% ahora en los últimos submarinos de EEUU, c 20-25% en algunos navíos occidentales, 20% en la primera y segunda generación de reactores rusos (1957-81)*, luego 45% en unidades rusas de tercera generación, 40% en el Arihant de India.

La larga vida del núcleo se logra por el relativamente alto grado de enriquecimiento del uranio y por la incorporación de una “veneno quemable” tal como el gadolinio –que es gastado progresi-vamente a medida que se acumulan los productos de fisión y los actínidos. Estos venenos en acumulación causarían normalmente una reducción de la eficiencia del combustible, pero los dos efectos se cancelan mutuamente.

Sin embargo, el nivel de enriquecimiento del nuevo combustible naval francés ha sido disminuido a 7,5% U-235, y al combustible se lo denomina “caramelo”, que necesita ser cambiado cada 10 años o algo así. Esto evita la necesidad de una línea de enriquecimiento militar específica, y algunos reactores serán versiones más pequeñas de los instalados en el Charles de Gaulle. En 2006, el Ministerio de Defensa anunció que los submarinos de la clase Barracuda usarían combus-tible con “enriquecimiento civil idéntico al de las plantas nucleares de EdF,” lo que podría ser una exageración pero ciertamente marca un cambio allí.” -NWM

El uso de U-235 al 7,5% por Francia es un desarrollo prometedor, que podría ayudar a abrir la puerta a una aprobación más fácil para los reactores marinos civiles.

Otra tendencia promisoria para la potencia nuclear civil es el desarrollo de pequeños reactores modulares (SMRs) construidos en fábrica y transportables, que están siendo diseñados para suministrar energía ente 25 MW y 250 MW. Muchos de estos diseños más pequeños podrían instalarse en un barco grande, quizás en configuraciones multi reactor.

Otra aplicación para la propulsión nuclear marina civil que debería ser mencionada, es el “seastead” civil. Un seastead es un lugar de trabajo y residencia para una gran cantidad de personas. Los seasteads bien diseñados pueden flotar en océanos abiertos, realizando muchos trabajos que requieren largos periodos lejos de la costa. La energía nuclear es una elección natural para tales ciudades flotantes.

La mayor parte de los reactores navales pueden pasarse 10 años o más sin ser reabastecidos de com-bustible. Esta es una ventaja definitiva para cruceros extensos. Y el combustible nuclear es relativa-mente barato, en comparación con los costos de combustibles fósiles. Son los costos primarios de la energía nuclear lo que representa el mayor gasto. Y esos costos iniciales representan enormes oportu-nidades para el ingeniero innovador.



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