Uranio
“Extracted”, de Ugo Bardi

Artículo publicado originalmente en Cassandra's Legacy.

Aunque haya cierto renacer en el interés por la nuclear, sigue habiendo un problema clave: el uranio es un recurso mineral finito.

Ya en los años 50 se sabía que los recursos de uranio no eran suficientes para avivar una “era atómica” por un periodo superior a unas pocas décadas.

Eso dio paso a la idea de la “reproducción” de combustible de plutonio fisible a partir del más abundante isótopo 238 de uranio, que no es fisible. Esto era muy ambicioso: alimentar el sistema industrial con un elemento que no existe sobre la Tierra en cantidades medibles, sino que sería creado por los seres humanos. El concepto dio paso a sueños de una economía basada en el plutonio. Este plan nunca se llevó a la práctica, al menos no como se imaginaba en los 50 y 60. Hubo varios intentos de construir reactores reproductores en los 70, pero la tecnología resultaba demasiado cara, difícil de gestionar y proclive al fracaso. Además, implicaba problemas estratégicos imposibles de solucionar en términos de la proliferación de materiales fisiles que podrían usarse para construir bombas atómicas. La idea se abandonó en los 70, cuando el Senado de los EEUU aprobó una ley que prohibía el reprocesamiento del combustible nuclear usado.

Aunque haya cierto renacer en el interés por la nucler, sigue habiendo un problema clave: el uranio es un recurso mineral finito.

Un destino parecido fue el que encontró otra idea relacionada con la “reproducción” de combustible nuclear a partir de un elemento que existe de manera natural, el torio. El concepto consistía en transformar el isótopo 232 de torio en el isótopo 233 de uranio, que es fisible, para emplearlo como combustible en un reactor nuclear. O para las ojivas nucleares. Durante el apogeo de la industria nuclear se discutió mucho esta idea, y a día de hoy sigue siendo así. Pero, hasta ahora, no se ha conseguido nada y la industria nuclear sigue basándose en el uranio como combustible.

A día de hoy, la producción minera de uranio es insuficiente para alimentar los reactores nucleares que ya existen. El espacio entre la oferta y la demanda del mineral del uranio ha sido tan grande como para suponer el 50% entre 1995 y 2005, aunque se redujo gradualmente en los años subsiguientes.

En los EEUU se minaron 370.000 toneladas métricas en los últimos 50 años, alcanzándose el pico en 1981 con 17.000. Europa alcanzó el suyo en los 90 tras extraer 460.000 toneladas. Hoy, se importa casi la totalidad de las 21.000 toneladas necesarias para mantener las centrales europeas cada año.

Tabla 1. El ciclo minero europeo nos permite determinar cuánto de las reservas de uranio estimadas en un principio podrían ser extraídas en contraposición a lo que sucedió realmente antes de que los gastos impideran seguir así. Llama la atención que en todos los países en los que se puso fin a la minería, se hiciera muy por debajo de las estimaciones iniciales (entre un 50 y un 70%). Por tanto, es probable que la producción definitiva en Sudáfrica y los EEUU se pueda predecir también.

La Unión Soviética y Canadá minaron cada una 450.000 toneladas. En 2010 la producción global acumulada era de 2,5 millones. De estas, 2 millones se han usado ya, y los ejércitos tienen la mayor parte del medio millón restante.

Los datos disponibles más recientes muestran que el uranio mineral supone aproximadamente el 80% de la demanda. La diferencia se complemente con el uranio recuperado del arsenal de la industria militar y del desmantelamiento de las viejas ojivas nucleares.

Convertir espadas en arado es sin duda una gran idea, pero las viejas armas nucleares y los arsenales militares son un recurso finito y no podemos considerarlos como una solución definitiva para el problema de la oferta insuficiente. Ante el presente inmovilismo de la demanda de uranio, es posible que la diferencia  en la producción se cierre en una década por medio de un aumento de la producción del mineral. Sin embargo, las perspectivas no están nada claras, como se explica en el capítulo 'The End of Cheap Uranium' ('El fin del uranio barato'). En particular, si la energía nuclear se expandiera a lo largo del planeta, es difícil ver cómo la producción de uranio podría satisfacer la subida de la demanda, dadas las gigantescas inversiones que harían falta, e igual de difícil de ver cómo serían posibles dada la actual circunstancia económica.

Al mismo tiempo, los efectos del incidente de 2011 en Fukushima sin duda afectarán negativamente las posibilidades de un crecimiento de la producción de energía nuclear, y con la consiguiente reducción en la demanda del uranio, los reactores que sigan en activo tendrían suficiente combustible para seguir en operación durante varias décadas.

Es cierto que hay grandes cantidades de uranio en la corteza terrestre, pero hay un número limitado de depósitos lo suficientemente concentrados como para que sea rentable extraerlos. Si intentáramos extraer los dépositos con una concentración más baja, el proceso minero requeriría mucha más energía que la que produciría el uranio extraído, una Tasa de retorno energético (TRE) negativa.

Modelo de la futura oferta de uranio

Tabla 2. Oferta y demanda de uranio hasta 2030

Michael Dittmar usó datos históricos por país y por mina para crear un modelo que proyectara cuánto uranio se extraería de las reservas existentes en los próximos años. El modelo es meramente empírico y se basa en la asunción de que las empresas mineras, cuando planean el perfil de extracción de un depósito, proyectan sus operaciones para que coincidan con la esperanza de vida media del material e infraestructura, caros, necesarios para minar uranio. Es decir, aproximadamene una década.

La extracción se vuelve gradualmente más cara al reemplazarse equipamiento y extraerse los recursos más baratos. Consecuentemente, tanto la extracción como los beneficios disminuyen. En algún momento, la compañía deja de explotar el depósito y se cierra la mina. El modelo depende tanto de limitaciones geológicas como económicas, pero el hecho de que se haya demostrado válido en muchos casos pasados muestra que es una buena aproximación a la realidad.

Habiendo dicho esto, el modelo asume los siguientes puntos:

Los operadores de minas planean operarlas con un nivel de producción casi constante en base a detallados estudios geológicos y para manejar la extracción de tal manera que el nivel se puede mantener alrededor de una década. La cantidad total de uranio extraíble es aproximadamente la cantidad anual, conseguida o planeada, del nivel de extracción multiplicado por 10. Al aplicar este modelo a minas bien documentadas de Canadá y Australia, hayamos resultados increíblemente correctos. Por ejemplo, en un caso, el modelo predijo un total de producción de 319 ± 24 kilotones, muy cerca de los 310 finalmente producidos. Así que podemos confiar razonablemente en que se puede aplicar a las minas de uranio más grandes, tanto en operación como planeadas.

Al considerar que el nivel de producción conseguido en operaciones pasadas era normalmente más pequeño que el planeado, probablemente este modelo sobreestima la producción futura.

La Tabla 2 resume las predicciones del modelo para la futura producción de uranio, comparando los resultados con los pronósticos de otros grupos y con dos escenarios distintos del potencial para el futuro nuclear.

Como se puede ver, los pronósticos obtenidos por este modelo indican limitaciones sustanciales en la oferta en las próximas décadas, una imagen considerablemente diferente de la que presentan otros modelos, que predicen una disponibilidad mucho mayor.

Las predicciones de la WNA (Asociación Nuclear Mundial) de 2009 se diferencian de nuestro modelo principalmente porque asumen que las minas existentes y futuras tendrán una esperanza de vida de al menos 20 años. Como resultado, proyectan un pico de producción de 85 kilotones al años para 2025, 10 años más tarde que nuestro modelo, seguido de un declive estable hasta los 70 kilotones en 2030. Pese a ser relativamente optimistas, las predicciones de la WNA muestran que la producción de uranio en 2030 no sería mayor que la actual. En cualquier caso, la esperanza de vida de los grandes depósitos en su modelo no es consistente con los datos de minas anteriores. Las estimaciones de 2006 de la EWG (Grupo de trabajo medioambiental) se basaban en el Libro Rojo de 2005 de recursos razonablemente asegurados (RAR por sus siglas en inglés) y de recursos inferidos (IR). El EWG calculó un límite máximo de producción basado en la asunción de que la extracción aumentará de acuerdo con la demanda hasta que la mitad de los RAR o, como mucho, la mitad de la suma de los RAR y los IR se utilice. Eso llevó al grupo a estimar un pico de producción aproximadamente para el año 2025.

Asumiendo que todas las minas de uranio planeadas se mantendrán abiertas, la minería anual aumentará de las 54.000 toneladas anuales a un máximo de 58 (+ o – 4) toneladas en 2015. [Bardi escribió esto antes de que se supieran las cifras de 2013 y 2014. En 2013 hablamos de un total más alto de 59.673 y en 2014 de 56.252.]

El declive de la producción de uranio hará imposible obtener un aumento significativo de producción eléctrica procedente de centrales nucleares en un futuro próximo.

Traducción de Raúl Sánchez Saura.