Energía nuclear ,conceptos básicos

Energía nuclear ,conceptos básicos
ENERGÍA NUCLEAR. CONCEPTOS BÁSICOS.

Encontrar recursos energéticos inagotables, baratos y no contaminantes ha sido un afán del hombre prácticamente desde la revolución industrial.

Los combustibles tradicionales (carbón, petróleo, gas...) resultan caros, contaminan y son cada vez más escasos.



El gran salto cuantitativo lo dio el descubrimiento, hacia 1938-1939, de que la fisión, esto es, la separación del núcleo de un átomo en otros elementos, liberaba gran cantidad de energía.

Desgraciadamente esta energía, a pesar de su rendimiento, es también altamente peligrosa -recuérdese que uno de sus primeros usos fue el militar en Hiroshima y Nagasaki.
Ténganse en cuenta también los desastres de Chernobyl y las fugas radiactivas, paradas de reactores por problemas diversos... aparte de los problemas que no se dan a conocer.

La alternativa de futuro es la fusión nuclear. Pero antes de continuar conviene aclarar algunos conceptos fundamentales.

La energía nuclear debe su nombre a que se basa en el poder de los núcleos de los átomos, por lo que debemos definir qué es un átomo, lo cual no resulta del todo fácil. Como aproximación baste decir que es la partícula más pequeña de un elemento químico que entra en combinación para formar dicho elemento.

El átomo:

En física nuclear se estudian las llamadas partículas fundamentales, esto es, las que forman parte de todos los átomos, y que según su número en éstos darán los distintos tipos de átomos. Las partículas más conocidas y las necesarias a los efectos de este trabajo son el electrón, el protón y el neutrón.

Composición.- Un átomo está compuesto por un núcleo, formado por neutrones (no siempre) y protones -llamados conjuntamente nucleones-. Estos con carga eléctrica positiva y aquellos neutra; a su vez, el átomo consta de una envoltura electrónica a base de electrones, de carga eléctrica negativa.

En la naturaleza todos los átomos son eléctricamente neutros, teniendo igual número de protones que de electrones. Los electrones giran en torno al núcleo gracias a las fuerzas de atracción y repulsión (cargas eléctricamente opuestas se atraen.

Para evitar que los electrones se unan al núcleo aquellos giran, como decimos, velozmente en diversos niveles de energía. A más lejanía de cada nivel respecto del núcleo más despacio giran, pues las fuerzas de atracción son inferiores.

Otros conceptos:

- Número atómico Z.- Es el número de protones que componen el núcleo del átomo. Así, el Hidrógeno (símbolo H), que es el átomo utilizado en la fusión nuclear, tiene un número Z=1, pues solamente dispone de un protón en su núcleo. De hecho, el hidrógeno es el elemento químico más sencillo -y a la vez más abundante en la naturaleza-.
- Masa atómica A.

Es la suma de protones y neutrones. También se llama número másico. Considerando N al número de neutrones de un átomo, tenemos que A=Z+N.

- Peso atómico. Es el peso del átomo, tomando como unidad la duodécima parte del peso del átomo de Carbono (C). Así, el Hidrógeno pesa aproximadamente 1 y el Carbono 12.
- Isótopo. Un mismo tipo de átomo puede tener en su núcleo distinto número de neutrones. A cada variedad se le llama isótopo.

Así, como se ve en el gráfico de abajo, el hidrógeno tiene tres isótopos diferentes: isótopo hidrógeno, isótopo deuterio e isótopo tritio. Estos dos últimos son los utilizados en la fusión nuclear.

El hidrógeno y sus isótoposDiferencia entre fisión y fusión.

Por la fisión nuclear, un núcleo pesado como el Uranio 235, es dividido generalmente en dos núcleos más ligeros debido a la colisión de un neutrón (recordemos que un átomo se compone básicamente de electrones, protones y neutrones). Como el neutrón no tiene carga eléctrica atraviesa fácilmente el núcleo del Uranio.

Al dividirse éste, libera más neutrones, que colisionan con otros átomos de Uranio creando la conocida reacción en cadena, de gran poder radiactivo y energético. Esta reacción se produce a un ritmo muy acelerado en las bombas nucleares, pero es controlado para usos pacíficos.

Por contra, la fusión consiste en la unión de dos núcleos ligeros (Litio y Deuterio) en uno más pesado (Helio) -aunque la suma de su masa es menor que la masa de los núcleos reaccionantes, pues esa pérdida se ha convertido en energía-, obteniéndose del orden de 4 veces más energía que en la fisión. Dicha energía se produce en virtud de la famosa Teoría de la Relatividad formulada por Albert Einstein, E=mc2 (Energía = masa por el cuadrado de la velocidad de la luz en el vacío), ya que aquella ni se crea ni se destruye, sino que se transforma. Hemos transformado masa en energía.


La radiactividad.-

El descubrimiento de la radiactividad se debe al físico francés Henri Becquerel, al comprobar casualmente en 1896 cómo quedaba impresa una placa fotográfica en la que se habían colocado cristales de uranio y potasio, aun sin la intervención de la luz solar.

La radiactividad supone que las sustancias llamadas radiactivas emiten espontáneamente radiaciones capaces de atravesar la materia, impresionar placas fotográficas o producir ionización o fluorescencia.



La Radiación nuclear.

Los procesos nucleares emiten tres clases de radiaciones:

- Partículas Alfa.- Son núcleos de átomos de helio, compuestos por 2 neutrones y 2 protones. Tienen carga eléctrica positiva y se desvían poco al pasar a través de un campo electromagnético.

Cuando un núcleo radiactivo emite una partícula alfa, su número atómico Z disminuye en 2 unidades, y su número másico (masa) en 4 unidades. El nuevo núcleo corresponde a otro elemento químico.

Por ejemplo, cuando un núcleo de Uranio 238 (Z=92) emite una partícula alfa, el núcleo residual es Torio 234 (Z=90).

- Partículas Beta.- Son electrones de alta velocidad, que se desvían fácilmente ante un campo electromagnético.

Cuando un núcleo emite una partícula beta su número atómico aumenta en 1 unidad, pero el número másico aumenta 2 unidades. Así, cuando Th 234 (Z=90) emite una partícula beta, resulta Th 235 (Z=92).

- Rayos Gamma.- Son fotones de gran energía. No se trata de partículas, sino de ondas electromagnéticas, como los rayos X o la luz, pero su energía es mucho mayor que ésta al tener una longitud de onda mucho menor.


Poder de penetración de la radiación.

Las partículas y rayos definidos tienen diferente poder de penetración en la materia. Así, y tomando como referencia una plancha de aluminio, tenemos:

- Partículas Alfa: 0´0005 cm. de espesor. Son absorbidos por una hoja de papel, que no logran atravesar.

- Partículas Beta: 0´005 cm. de espesor.

- Rayos Gamma: 8 cm. de espesor. Son los más peligrosos en toda reacción nuclear.

Actividad de una muestra radiactiva.-

Es el número de desintegraciones por segundo que en ella se producen, y es proporcional al número de átomos radiactivos que contenga. Esto nos lleva a la Ley de decrecimiento exponencial de la actividad de una muestra radiactiva, o dicho de otro modo, el tiempo que cada elemento radiactivo tarda en perder la mitad de su radiactividad (semivida).

Por ello, cuando se dice, por ejemplo, que el torio 238 tiene una semivida de 24´1 días, nos están diciendo que tarda ese tiempo en perder la mitad de su radiactividad.
ELEMENTO SEMIVIDA TIPO DE DESINTEGRACIÓN
Uranio 238 4´51x109 años Alfa
Uranio 234 2´48x105 años Alfa
Torio 234 24´1 días Beta y Gamma
Radio 226 1620 años Alfa y Gamma
Radón 222 3´82 días Alfa
Polonio 218 3´05 minutos Alfa
Polonio 214 1´64x10-4 segundos Alfa

De masa a energía.-

Hemos dicho que la energía ni se crea ni se destruye, sino que sólo se transforma. El gran "secreto" de la energía atómica es que se obtiene energía de la variación de la masa de los átomos. Esta obtención de energía se basa en la referida fórmula de Einstein E = mc2.

Sustituyendo c por su valor tenemos: E = (2´99776 x 1010)2 = 8´9866 x 1020 unidades de energía por cada gramo de masa, lo que equivale a 25 millones de kilowatios/hora (25 Megawatios/hora) de energía por cada gramo de masa transformada.

Sin embargo, no toda la masa se transforma en energía, por lo que siempre habrá cierta pérdida de ésta.

En las reacciones nucleares se expresa la energía en términos de eV (electronVolt), unidad que corresponde a la energía susceptible de adquirir un electrón (carga del electrón = 1´602 x 10-19 columbios) bajo el campo electrostático de la unidad de medida MKS. Para expresar la energía en unidades de masa atómica (u.m.a)) se aplica la relación: 1 u.m.a = 9´315 x 108 eV = 931´5 MeV

El problema nuclear está ahí, y es previsible que acompañe a la humanidad durante muchísimo tiempo (seguramente para siempre); por eso se impone cuanto antes una solución, ya que hasta entonces no habrá futuro para el hombre.

Vivimos pendientes de un hilo aunque parezca que la situación internacional está en relativa calma, pero nadie nos dice que dentro de un año las cosas se pongan tan mal que cualquier fallo suponga un holocausto nuclear y, sin género de duda, el fin de la humanidad. Además siempre existe la amenaza terrorista y la venta de los arsenales rusos a las mafias junto con la famosa desaparición de los maletines nucleares.

Por eso es necesario que sepamos bajo qué peligro nos enfrentamos para poder valorarlo en su justa medida.

¿Cómo funciona una bomba nuclear?, ¿cuáles son sus efectos?. Estas y otras muchas preguntas son evitadas, y si empezamos por interesarnos por ellas estaremos en el buen camino para hallar una solución al hacernos así conscientes del problema.

Frente a la energía de fisión, que fue la primera en conocerse y dominarse, la gran alternativa de futuro es la fusión nuclear, que resulta ser una fuente inagotable, ya que utiliza el agua, un recurso abundante, barato y limpio.

La fusión nuclear se basa en la energía que se libera de la unión entre los átomos. Concretamente en la fusión intervienen dos isótopos del hidrógeno: el tritio y el deuterio. Se utilizan estos isótopos porque para que se produzca la fusión de los átomos -su unión- es necesario que sus núcleos tengan la mínima fuerza de repulsión, y esto se logra precisamente con los átomos más ligeros, los de hidrógeno, que sólo tienen un protón en su núcleo. Baste recordar que en la fisión se requiere todo lo contrario, que los núcleos tengan la máxima repulsión posible, lo que que consigue con átomos con muchos protones (polos iguales se repelen).


Iones del Hidrogeno

Como recordará, un átomo está compuesto por un núcleo, formado por neutrones (no siempre) y protones. Estos con carga eléctrica positiva y aquellos con carga neutra (sin carga); a su vez, el átomo consta de una envoltura electrónica a base de electrones, de carga eléctrica negativa. En la naturaleza todos los átomos son eléctricamente neutros, teniendo igual número de protones que de electrones.


Mientras que la fisión nuclear se conoce y puede controlarse bastante bien, la fusión plantea el siguiente gran inconveniente, que hace que continúe en fase de estudio, aunque bien entrado el s. XXI se espera resolver:

Para que la reacción de fusión sea posible hay que vencer la mencionada repulsión electrostática entre dos núcleos igualmente cargados; esto es, al existir núcleos atómicos con igual carga, y en virtud del principio de que cargas iguales se repelen, hay que aplicar una gran energía para conseguir la unión de las mismas.

Esto se logra gracias al calor, aplicando temperaturas de millones de grados. El problema referido proviene de la Proceso de la fusión nucleardificultad de encontrar un reactor que aguante esa temperatura.

Dicha temperatura se logra en el interior de una explosión de fisión, que es el comienzo de toda bomba de fusión o bomba H, cuyo padre científico fue Edward Teller.


Con este calor se crea un nuevo estado de la materia, el plasma, en el que se da un absoluto desorden de iones y electrones.

Una vez acabada la reacción de fusión nos encontraremos con una esfera expandida con una temperatura de millones de grados en la que pululan los productos de la fusión (litio e isótopos del hidrógeno), tal es su velocidad que pueden fundirse unos con otros dando lugar a la reacción de fusión.

Esta reacción genera más energía que la anterior y libera gran cantidad de partículas nucleares, pero no es una reacción en cadena, ya que el propio calor que genera hace que las partículas se separen y se expandan en forma de una esfera de plasma con una temperatura que tan sólo experimenta el universo de manera natural en muy raras ocasiones (en forma de supernova).

De esta forma cada gramo de Hidrogeno produce del orden de 173.000 Kilovatios/hora.

El proceso de fusión a nivel atómico.

El doctor Henry Kendall, profesor del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT), puso un ejemplo muy gráfico:

"Supongamos que una pequeña concavidad hemisférica -a modo de cuenco- hecho en una tabla horizontal es un núcleo, y que una bola de acero de un tamaño muchísimo menor es una partícula. Si empujamos la bola por la tabla hacia el cuenco caerá rodando por uno de sus lados y subirá por el opuesto, saliéndose del mismo.

Por otra parte, si se suelta la bola dentro del cuenco en uno de sus lados a medio camino del fondo, subirá hasta igual altura por el otro lado, volverá al punto de partida, y si no existen influencias externas, seguirá oscilando eternamente.

Pues bien, el problema de la fusión consiste en introducir la bola de acero en el cuenco y lograr que permanezca en su interior en lugar de salirse. Esto sólo lo podrá hacer cediendo energía de algún modo. En la fusión se llama energía de enlace a la cantidad de energía que debe ceder la partícula externa para quedar atrapada en el cuenco.

Un buen ejemplo de esta pérdida de energía es la producida por la fusión del deuterio y el tritio, dos isótopos del hidrógeno.

El núcleo del tritio contiene un protón y dos neutrones, y el del deuterio un protón y un neutrón, dando un total de 5 partículas. En la fusión de esos isótopos, cuatro de las partículas -2 neutrones y 2 protones- se unen con gran fuerza, siendo capaces de expulsar violentamente al neutrón restante, desprendiéndose así de la cantidad de energía necesaria. Esta es la energía que libera una reacción de fusión. Cuando las anteriores 4 partículas han hecho esto pueden rodar por su cuenco sin que nada les moleste, pero para lograr esto hay que comprimir fuertemente los núcleos. Sólo en ese momento la fuerte interacción puede extender sus cortos pero potentes brazos en ese abrazo que desencadena la energía explosiva de una bomba de hidrógeno".



Cómo se puede conseguir la fusión.-

Hay formas de conseguir la energía nuclear de fusión que se están experimentando actualmente, el confinamiento magnético y el confinamiento inercial.

- Confinamiento magnético.- Se consigue crear y mantener la reacción gracias a grandes cargas magnéticas que hacen las veces de muros de contención de las cargas nucleares. La explicación es la siguiente:

Puesto que el plasma esta formado por partículas cargadas, éstas deben moverse describiendo hélices a lo largo de las líneas magnéticas. Disponiendo estas líneas de manera que se cierren sobre sí mismas y estén contenidas en una región limitada del espacio, las partículas estarán confinadas a densidades más modestas durante tiempos lo suficientemente largos como para conseguir muchas reacciones de fusión.

- Confinamiento inercial.- El calentamiento se consigue con láseres de gran potencia y el confinamiento del plasma con la propia inercia de la materia. Este plasma se contiene por muy poco tiempo (microsegundos), pero a densidades muy altas (produciéndose muchas reacciones).

La investigación actual se está inclinando más por el confinamiento magnético, habiéndose descubierto recientemente un nuevo método para mantener la reacción, cambiando el campo magnético de la forma cilíndrica a otra aproximadamente en forma de cuerno de toro.

También se ha hablado de la fusión en frío, para evitar los problemas antedichos. Este sistema lo propuso hace pocos años un importante científico, que supondría un gigantesco avance en este campo.

Desgraciadamente, y como la inversión en los otros dos sistemas ha sido grandísima y costaría mucho dinero cambiar los métodos de investigación a esta nueva vía, aparte de las presiones de los científicos que ahora investigan, que vieron peligrar sus subvenciones, al descubridor de la fusión en frío poco menos que se le lapidó, no volviéndose a oír hablar de él ni de su sistema. Científicos más objetivos consideran que con ello se han perdido al menos 40 ó 50 años en la investigación de la fusión.


Podemos decir con orgullo que España se encuentra en los primeros puestos en cuanto a investigación de la energía de fusión, disponiendo de prestigiosos científicos dedicados a esta materia y con gran reconocimiento internacional.

La reacción de fusión se suele conseguir por la unión del tritio y el deuterio (isótopos del hidrógeno) para conseguir una partícula X (alfa) logrando el calor necesario.

El deuterio se encuentra en un 0`15% en el hidrógeno, y el tritio se extrae del litio, muy abundante en el agua, por lo que no hay problemas en cuanto a estas materias primas.


Resultados y futuro.

Comparativamente, la energía de fusión proporciona más energía que la de fisión. Por ejemplo, medio kilo de hidrógeno (muy abundante en la naturaleza, ya que forma parte del agua) produciría unos 35 millones de kilovatios hora:

1 Kg. de Hidrógeno = 70.000.000 Kw/h.

Por otro lado la fusión no contamina, o al menos, no tanto como la fisión, no existiendo peligro de radiactividad. La fisión por contra, requiere de una materia prima de difícil y costosa extracción.

En cuanto a la utilidad de la energía de fusión, que es la que se da en el Sol para generar el calor que nos permite vivir, podemos destacar primeramente que sería una fuente casi inagotable de electricidad. Paulatinamente se deberían ir sustituyendo los reactores de fisión por los nuevos de fusión, evitándose así los problemas de radiactividad.

En un futuro no demasiado lejano incluso podrían instalarse estos reactores, como ahora ocurre con los de fisión, en submarinos, naves espaciales, y también en aeronaves y vehículos terrestres. Quizás se puedan llegar a tener automóviles, camiones, trenes, autobuses...con motores de fusión (quién sabe).


El Sol. La gran central nuclear de fusion

Aparte de que esto, técnicamente, llegará a ser factible, habrá que contar de nuevo con los intereses económicos y políticos (la industria del petróleo mueve anualmente miles de millones de euros, y los estados ganan muchísimo a través de los impuestos).

Recordemos, por ejemplo, el caso de aquel español que inventó un motor a base de agua hace unos años; sorprendentemente la noticia desapareció de los medios de comunicación en cuestión de días (¿presiones económicas y políticas?).

Con todos estos antecedentes cabe preguntarnos si de verdad podremos ver un día estos avances y beneficiarnos, como ciudadanos de a pie, de ellos.

Recientemente se ha logrado en el reactor español de fusión TJ-II, del CIEMAT, confinar plasma a una temperatura similar a la del sol. El objetivo de este reactor no es conseguir la fusión y generar electricidad, sino estudiar durante los próximos quince años el comportamiento del plasma.


CÓMO FUNCIONA UNA BOMBA NUCLEAR EN LA TEORÍA

El 16 de Julio de 1945 estalló la primera bomba atómica en el campo de pruebas de Trinity, cerca de Álamo Gordo (Nuevo Méjico). Desde ese preciso instante la historia de la humanidad ha pasado a una nueva era, la era nuclear.

Nunca hasta entonces se habían tenido los conocimientos necesarios como para saber que la masa puede convertirse en grandes cantidades de energía y cómo podía realizarse ese proceso, hasta entonces reservado tan sólo a las estrellas.

La famosa fórmula E=mc2 ha pasado ya a formar parte de la cultura popular aun sin que en realidad se llegue a saber qué implica. En ella se expresa la relación entre masa y energía, es decir, que una cantidad de masa puede convertirse en ingentes cantidades de energía, y viceversa. Por ejemplo, de un gramo de uranio, si se convirtiese totalmente en energía, se obtendrían 25 millones de Kw.

Esquema de la fisión nuclear Aplicado en forma de bomba nuclear basta decir que para asolar Hiroshima sólo se convirtió un gramo de masa Devastadores efectos de la bomba de Hiroshima(aunque toda la bomba como mecanismo pesara cuatro tonelada); su potencia fue de 12´5 kilotones, es decir, para igualar su potencia serían necesarias 12.500 toneladas de TNT. La materia usada en una bomba nuclear suele ser uranio 235 o plutonio 239, ya que debido a su gran densidad las hace ideales como combustibles de fisión. Cuando en un espacio se reúne la suficiente cantidad de materia (denominada masa crítica) se produce una reacción en cadena espontánea; esto es, el núcleo de los átomos del material se divide liberando energía y varios neutrones "rápidos" que provocan que otros núcleos también se dividan y liberen más energía y neutrones.

Sin embargo, si la densidad no es suficiente la energía liberada hace que el material se expanda y se detenga el proceso. Para evitar que se pare la reacción se recurre a una materia muy densa de por sí (isótopos del uranio y plutonio) que además se comprime de manera muy rápida para lograr una altísima densidad que permite que los neutrones "rápidos" choquen antes con otros núcleos y se produzca antes el mayor número de divisiones.

Como la cantidad de divisiones aumenta exponencialmente (por ej.: 2, 4, 16, 256...) es casi al final del proceso cuando se libera más energía. Para una explosión de 100 kilotones son necesarias 58 generaciones, las 7 últimas generan el 99,9 % de la energía en período cortísimo de tiempo.Otro ejemplo de explosión nuclear.

También puede liberarse energía con la fusión; en este proceso los núcleos se unen en vez de separarse, pero se requieren altísimas temperaturas (del orden de millones de grados) para que el mismo se lleve a cabo.

Para esta reacción se usan átomos ligeros (más fáciles de unir), generalmente hidrógeno osus isótopos (deuterio y tritio). Para unir dos átomos "basta" con hacerlos chocar. Los protones de cada átomo se repelen debido a que ambos tienen carga positiva, de modo que no llegan a acercarse lo suficiente para que se unan (gracias a la fuerza nuclear fuerte).

Por eso, para que se lleve a cabo la fusión deben comprimirse fuertemente los núcleos, y una vez hecho sólo podrán continuar unidos si pierden un equivalente de la energía que les hizo apretarse. En el caso de usar deuterio y tritio se libera violentamente un neutrón. Esta energía liberada es la que forma una bomba de fusión, también denominada bomba H.

El TJ-II tiene un peso de 60 toneladas y un diámetro de 5 metros, y funciona calentando hidrogeno inyectado en su interior, gracias a una potencia eléctrica de un millón de watios generados.

Hasta el momento se han logrado en 120 ocasiones plasma, durando cada prueba aproximadamente un segundo.
El éxito de este experimento es un paso más en la consecución de la esperada energía de fusión.



CÓMO FUNCIONA UNA BOMBA NUCLEAR EN LA PRÁCTICA

Sea cual fuere el sistema de funcionamiento de una bomba nuclear (fusión o fisión), una cantidad de masa se convierte en energía, la potencia sólo depende de la capacidad de la ingeniería para convertir más masa antes de que la reacción disperse la moléculas; en teoría la potencia es, por tanto, ilimitada.

Una bomba nuclear consiste básicamente en una esfera hueca de plutonio que no es lo suficientemente densa como para producir una reacción en cadena. En su interior se encuentra un mecanismo iniciador de neutrones, y el exterior se encuentra revestido de un material explosivo.

Para iniciar la explosión se disparan los detonadores que hacen que el material explosivo estalle de la manera lo más regular posible para que envíe una onda de choque esférica hacia el plutonio. Cuando ésta impacta contra él lo comprime y reduce su volumen empujándolo hacia el centro de la esfera hasta que alcanza una densidad suficiente (supercrítica) y se dispara el iniciador de neutrones para comenzar la reacción en cadena que da lugar a la explosión nuclear.

Las bombas termonucleares, de fusión o H, necesitan de una gran temperatura para que se puedan unir los núcleos, esto se consigue en el interior de una explosión de fisión, que es el comienzo de toda bomba H.



Una vez acabada la reacción de fusión nos encontraremos con una esfera expandida con una temperatura de millones de grados en la que pululan los productos de la fusión (litio e isótopos del hidrógeno). Tal es su velocidad que pueden fundirse unos con otros dando lugar a la reacción de fusión.

Esta reacción genera más energía que la anterior y libera gran cantidad de partículas nucleares, pero no es una reacción en cadena, ya que el propio calor que genera hace que las partículas se separen y se expandan en forma de una esfera de plasma con una temperatura que tan sólo experimenta el universo de manera natural en muy raras ocasiones (en forma de supernova). Pero antes de que la reacción se extinga, los neutrones generados por las detonaciones anteriores provocan de nuevo una reacción de fusión sobre una camisa de U-238, pero esta vez mucho mayor que las anteriores.

La potencia de una bomba termonuclear carece de límite; una bomba como la de Hiroshima de 12,5 kilotones (un kilotón equivale a 1.000 toneladas de TNT) se considera dentro de los arsenales modernos como pequeña, siendo las de un megatón las "standard".

En la URSS llegaron a detonar una de 60 megatones. Un submarino norteamericano Trident posee el poder destructivo equivalente a 25 veces el de toda la Segunda Guerra Mundial.

Explosión nuclear en Nagasaki
Para la construcción de una bomba nuclear normalmente se usa U-235 mezclado con U-238. El primero no forma parte de la reacción nuclear sino que es el segundo el que es fisionable de manera espontánea emitiendo neutrones, que son absorbidos por el U-235 para evitar que se produzca de manera accidental la reacción en cadena. Así el U-235 hace de escudo absorbiendo los neutrones del U-238 que es el que produce la detonación nuclear. El U-235 puede ser sustituido por PU-239, que no se halla de manera natural en cantidad apreciable, de modo que se obtiene de los reactores nucleares a partir del U-238.

La desintegración del uranio en la reacción en cadena se produce de manera espontánea para una masa de 50 Kg si éste elemento es puro. El plutonio no es capaz por si solo de comenzar una rápida reacción en cadena de modo que se mezcla de berilo y polonio, dando como resultado un producto que, aunque no es fisionable por si solo, una pequeña cantidad actúa como catalizador para las grandes reacciones. Así bastan 16 Kg. de PU-239 para obtener la masa supercrítica, y 10 Kg. si se mezcla con U-238.Prueba nuclear secreta de 15 Kton. 20-5-1959.

El U-238 es muy difícil de extraer por encontrarse en la naturaleza muy mezclado con otros compuestos. Así, por cada 25.000 toneladas de mineral de uranio bruto sólo se obtienen 50 toneladas de uranio, del que el 99´3% es U-238 y el resto el rarísimo isótopo U-235; ambos sólo se pueden separar de manera mecánica gracias a la levísima diferencia de peso entre ambos. Así, el uranio se mezcla en forma gaseosa con fluor (hexafluorídrico) que es impulsado a baja presión haciéndolo pasar por unas cámaras, que aumentan la concentración de uranio sensiblemente tras cientos de pasadas. Para una central nuclear la pureza ha de ser del 2% y para una bomba (teóricamente) el 95%.

Para separar el isótopo se recurre a la centrifugación del gas, siendo el más pesado U-238 despedido hacia el exterior con más fuerza. Para obtener otra vez el uranio separado del gas se recurre a la separación magnética.

Los mecanismos que suelen componer una bomba nuclear son:

ALTÍMETRO: No suele usarse el barométrico por verse afectado por las condiciones atmosféricas, tampoco los de contínua frecuencia modulada (FM CW) por su complejidad excesiva. Por tanto se suelen usar los que símplemente emiten un pulso intermitente que, rebotando en el suelo y volviendo a la bomba y según el tiempo transcurrido en el recorrido, Little Boy, la bomba de Hiroshima. puede saberse la altura sin necesidad de complicar más el sistema para dar una precisión que en realidad no es importante (2 o 3 m. de diferencia no son apreciables más que en minibombas bastante menores que las de Hiroshima), siendo la altura normal de detonación la de 2.000 m.

En la práctica, la bomba emite un pulso de 4200 Mhz, y al poco emite otra onda de alta frecuencia (la diferencia de tiempo depende de la altura), ambas frecuencias son recibidas y mezcladas electrónicamente para obtener la diferencia de ambas, que es proporcional a la altura. Los pulsos suelen emitirse 120 veces por segundo y alcanzan un rango de 3.000 m. sobre la tierra y 6.000 m. sobre el mar (la reflexión es allí mejor) siendo su error de hasta 1´5 m.

CABEZA DETONADORA: Como ya se dijo, está compuesta de una carga explosiva muy bien calibrada que, a la orden del altímetro, detona produciendo una onda de choque uniforme sobre el elemento radiactivo comprimiéndolo hasta alcanzar la masa supercrítica.

Compañías privadas producen camisas explosivas que, modificadas, pueden ser usadas para la fabricación del objeto que nos ocupa. La cantidad de presión necesaria a aplicar es un secreto por razones de seguridad, aunque se sabe que los explosivos plásticos son ideales sobre todo por su maleabilidad y facilidad de manejo.

El detonador varía si es combustible es uranio o plutonio:

DETONADOR DE URANIO: La masa total se divide en dos partes, una mayor de forma semiesférica y cóncava que se acopla perfectamente con la otra más pequeña. Como es de suponer, ambas se encuentran separadas hasta el momento de la detonación, en el que una explosión convencional dispara la parte pequeña que impacta contra la mayor para lograr en un instante la masa supercrítica.

Prueba nuclear a pequeña escala

DETONADOR DE PLUTONIO: Necesita una precisión de ingeniería mucho mayor que la anterior, ya que está compuesta de 32 secciones de plutonio-berilio-polonio, todas de igual forma y posición distribuidas concentricamente. El aspecto final es parecido al de un balón de fútbol. Todas han de cerrarse simétricamente en una diezmillonésima de segundo para conseguir la detonación.

DEFLECTOR DE NEUTRONES: Suele ser U-238. Su función es la que ya se explicó: evitar una reacción accidental, además refleja las partículas de vuelta cuando se alcanza la masa supercrítica.

ESCUDO PROTECTOR: Recibe otros nombres, pero su función es siempre la de proteger de la radiación natural tanto al personal que la maneja como a los circuitos de la bomba que pueden sufrir cortocircuitos o puestas en funcionamiento accidentales.

SISTEMA DE ARMADO: Es otro sistema más de seguridad, consistente en quitar una parte imprescindible de la bomba para evitar detonaciones accidentales, de modo que sólo cuando está próximo su lanzamiento se inserta esta parte. Una analogía sería como si al aparcar nuestro coche le quitáramos el volante o una bujía, así estaríamos seguros de que no nos lo roban porque sin estas partes el coche no funciona.


EFECTOS DE UNA EXPLOSIÓN NUCLEAR

Las bombas convencionales causan solamente un efecto destructivo provocado por la onda de choque, mientras que las nucleares tienen muchos, siendo cinco los principales:
Los terribles efectos en las personas.

Radiación nuclear inicial: la altísima temperatura y la elevada presión que se genera en el interior de la explosión emiten radiación en todas las direcciones. Esta se compone de rayos alfa, beta y gamma, que son una forma de radiación electromagnética de alta energía que puede causar la muerte sin que el individuo se de cuenta de que ha sido irradiado. Una explosión de un megatón (de tamaño estándar) mataría a todo ser humano en 15 km. a la redonda que se encontrase al aire libre.

Las partículas alfa son idénticas a un núcleo de helio, son las que mas larga vida tienen, unos mil años, pero su poder de penetración en la materia es poco, por tanto son las menos peligrosas ya que los que son irradiados por ellas suelen estar cerca del punto cero, y por tanto ya no han de preocuparse por la radiación. Con 45 cm. de tierra se consigue reducir la radiación veinte veces.

Las partículas beta penetran más, siendo suficiente 38 cm. de pared de ladrillo para reducir a un quinto la radiación (una pared moderna ya espesa se compone de 1 pie de ladrillo más cámara más aislante más ladrillo hueco y yeso, que suele quedarse en los 37 cm.).
Prueba nuclear en el océano.

Los de más poder de penetración son las gamma, y por tanto los más peligrosos ya son los que se introducen en los refugios nucleares aún con grandes espesores de hormigón. La única protección eficaz es la de interponer grandes masas de material, mejor cuanto más denso, siendo el ideal el plomo, ya que pasa por los materiales como la luz por una tela, si esta es mas densa mayor cantidad de chocará con ella y no la traspasará. Para reducir la dosis a un veinteavo se precisan 30 cm. de hormigón armado.

Pulso electromagnético: La intensa actividad de los rayos gamma genera mediante inducción una corriente de alto voltaje sobre antenas, vías férreas, tuberías... , que destruye todas las instalaciones eléctricas de una amplia zona si la explosión se efectúa a gran altura. Una detonación de muchos kilotones a 200 km. sobre Omaha (Nebrasca) destruiría todos los circuitos eléctricos integrados de toda Norteamérica y parte de Méjico y Canadá.

Ante el riesgo de una detonación nuclear es conveniente alejarse de líneas eléctricas y vías férreas, ya que la corriente inducida puede electrocutarnos.

Pulso térmico: al expandirse la bola de fuego el aire circundante absorbe energía en forma de rayos X y la irradia en forma de una luz cegadora y un intensísimo calor. Una bomba de 20 Megatones produciría una intensa luz durante 20 segundos y causaría quemaduras de segundo grado a cualquier persona expuesta a 45 Km. de distancia. Onda de choque: La rápida expansión de la bola de fuego genera una onda de choque como cualquier explosión, pero de una potencia muy superior, ya que puede aplastar o barrer edificios dañándolos muy seriamente o destruyéndolos por completo, ya que más que "empujar" por su duración lo que hace es estrujar.

Una bomba de 20 megatones no dejaría en un radio de 20 Km. más que escombros, sólo se salvarían las cimentaciones y construcciones enterradas. Primera lluvia radiactiva o lluvia radiactiva local: una explosión de 20 megatones aras de suelo produciría un cráter de 183 m. de profundidad, la elevada temperatura vaporiza todo lo que se encuentra dentro de la bola de fuego, todo se funde con los materiales radiactivos de la fisión o fusión y se eleva con el hongo para luego precipitar en forma de finas cenizas.

Esto ocurrirá durante las 24 h. siguientes a la explosión y afectará a una región más o menos amplia para una misma potencia, según la climatología. El fenómeno se amplia considerablemente si la detonación se produce cerca del suelo.

La energía liberada por esta lluvia es de un 5% del total, aunque no se suele considerar al indicar la potencia de un arma nuclear. Estos son los denominados efectos primarios que no son los más destructivos; los denominados secundarios, como incendios en masa que acabarían con los pocos supervivientes y matarían a más que el pulso térmico y la onda de choque.

Además, caso de que se lanzaran muchas bombas nucleares sus efectos secundarios serían mucho más graves que la suma de ellos por separado, afectando a la totalidad del planeta y la biosfera, a estos se les denomina efectos globales secundarios, producidos por unos 10.000 megatones mínimos para considerar un holocausto como tal.Impresionante explosión nuclear.

El primero de estos efectos es que la radiactividad liberada en caso de holocausto penetraría en todos y cada uno de los seres vivos (y en el mar, la tierra y el aire). Mientras que en dosis altas (según la especie) produciría la muerte, en otras más bajas los efectos serían de lo más variados (mutaciones, esterilidad...)

El segundo sería que los materiales impulsados por las detonaciones se elevarían hasta la troposfera donde ocultarían la luz del sol durante meses o años, haciendo bajar la temperatura de la tierra y alterando la fotosíntesis de los vegetales y el plancton marino: sería el famoso invierno nuclear. Además estos materiales radiactivos irían cayendo durante meses o años convirtiéndose en una lluvia radiactiva global que, aún con menos dosis radiactiva que una lluvia provocada por una bomba, sería global.

Entre los trescientos productos radiactivos algunos son inofensivos a las pocos segundos u horas, pero otros son perjudiciales durante miles o millones de años.

Ese 5% de energía liberada por la lluvia radiactividad en una bomba es poco, pero en los 10.000 megatones de un holocausto suponen ya 500 megatones que irán "estallando" durante miles de años después de la catástrofe. Impresionante explosión.

 El tercero sería una reducción en la capa de ozono producida por el óxido de nitrógeno generado por las bolas de fuego, de modo que la radiación solar que llegase a la tierra sería mortal. Un 70% del ozono desaparecería en el hemisferio norte y un 40% en el sur, siendo necesarios 30 años para recuperar su estado normal.

Han de existir muchos más efectos de los conocidos; sin embargo, debido a la complejidad del planeta es posible que nunca los descubramos todos, ya que la única manera de conocerlos es que ocurran, pero entonces estaríamos muertos...



EFECTOS GLOBALES DE UNA GUERRA NUCLEAR

Ya se han explicado los efectos de una detonación nuclear y lo que supone para la población y el medio cercano que la soporta.

Sin embargo, como ya se insinuó, los efectos globales de un conjunto de explosiones atómicas en un corto período de tiempo (menos de una semana), como en el caso de una guerra nuclear, desencadenarían un conjunto de efectos que se extenderían más allá de las zonas afectadas, sumándose y amplificándose hasta alcanzar magnitudes globales.

En el siguiente texto se expondrán las repercusiones conocidas de una guerra nuclear en diferentes apartados, teniendo siempre presente que el total es más que la suma de las partes, en la que además habría que añadir un conjunto de factores desconocidos y otros de segundo orden que, aunque despreciables a escala global, pueden ser muy importantes a escala local.


DATOS DE BASE. SUPOSICIONES A PRIORI

Cuando se plantea una guerra nuclear se entra de lleno en el ámbito de la especulación, intentando predecir lo que podría o no ser según una experiencia inexistente. Puesto que en este campo es imposible una experiencia previa que, sin duda, destruiría al experimentador y al objeto de estudio, nos es necesario intentar hacerlo lo mejor posible agarrando bien la poca base que nos sustenta y teniendo en cuenta que, puesto que es posible que una guerra nuclear ocurra mañana o pasado, las bases reales existen y cohabitan con nosotros. Hay que aplicar la lógica a un hecho que de por sí carece de ella.

Así llegamos a la primera pregunta: ¿qué podría ocasionar una guerra nuclear?. La respuesta es bien compleja debido a lo insólito del arma; así, y según algunos estrategas, sería posible una guerra nuclear centralizada y restringida a un área, o un ataque fulminante que dejara al adversario sin poder contraatacar y hasta una sola detonación a modo de aviso como en Hiroshima.

Sin embargo, todos estos teatros de operaciones se ven restringidos por dos hechos, el primero es que una vez lanzada la primera bomba nunca se puede estar seguro que el enemigo (o un tercero) disparara también alegando venganza o sólo para equilibrar fuerzas. Se sabe cuándo se empieza pero no cuándo se termina.

El segundo factor importante que ya explicaré más tarde es que por encima de una pequeña potencia de la explosión los efectos secundarios se globalizan, de modo que el atacante y todos los demás reciben parte del ataque. Así, una detonación desencadenaría una pequeña guerra nuclear y ésta es en realidad la tercera guerra mundial y un holocausto nuclear.

Aunque no se puede decir con exactitud la potencia nuclear de todos los países, ésta incluye en casi el 99% a los EE.UU. y a la antigua URSS, (ver reportaje al respecto) alcanzando los 15.000 megatones. Aunque ya se dijo, no está mal recordar que un kilotón (kt) equivale a mil toneladas de TNT, y que un megatón (Mt) es mil veces más que la anterior: un millón de toneladas de TNT.
Siempre se cita como ejemplo los 12 kt de Hiroshima que acabaron con unas 150.000 personas.

Tipos de armas nucleares.-

El arma tipo de los EE.UU. es de 0´5 Mt., sin ser escasas las de 9 ó 20 Mt, siendo la mayor detonada de 60 Mt. en Novaya Zemlya (URSS) el 30 de octubre de 1961. Se distinguen generalmente dos tipos de armas nucleares según su uso:

Armas nucleares estratégicas: suelen ser las de mayor "megatonaje", y son las que se lanzan generalmente a objetivos determinados con bastante tiempo (ciudades, silos, muelles). Se admiten en esta categoría las situadas en submarinos, silos y bombarderos.

Armas nucleares tácticas o de teatro: suelen ser de pequeño calibre (decenas de kilotones) y son disparadas en misiones "a pie de guerra" desde baterías artilleras, cazas, cargas de profundidad o torpedos. Los objetivos podrían ser flotas, ejércitos o avanzadas.

No hay que olvidar que ésta es sólo una distinción teórica a modo de guía y que algunas veces se infringe. El número total de bombas estratégicas y tácticas ronda las 50.000, repartidas principalmente en las dos superpotencias tradicionales; en el resto de los países el "megatonaje" total es pequeño y está muy repartido en gran cantidad de bombas de pequeña potencia.

Aunque ya se dijo, las bombas nucleares, según su funcionamiento, se dividen en los siguientes tipos:

Fisión: Los átomos pesados de uranio, plutonio, polonio y otros en forma de isótopos o mezclados, se dividen liberando gran cantidad de energía. Es el caso de una bomba básica, como las que se lanzaron sobre Hiroshima o Nagasaki. Se las denomina bombas A.

Fisión-Fusión: perfeccionando las anteriores se llega a la conclusión de que las altas temperaturas generadas en la fisión pueden dar lugar a una fusión (unión) de átomos ligeros (deuterio, tritio) para formar helio. Aunque la energía liberada por la fusión es menor para cada unión de partículas que la producida por la fisión, para una misma masa de material existen muchísimas más partículas ligeras que pesadas. Así, para 0´5 Kg. de isótopos de hidrógeno se liberan 20 Kt., tres veces más que con el uranio. A estas bombas se las denomina termonucleares por la cantidad de calor necesario para producir la fusión; también se llaman bombas H.

Fisión-Fusión-Fisión: las dos primeras fases de este arma son como las de una bomba H normal, la diferencia es que los neutrones rápidos generados en la fusión chocan con una cubierta exterior de U-238 o uranio natural generando otra detonación que libera aún más radiactividad.

Bomba de neutrones: es un caso modificado de bomba H. En una bomba H normal el 50% de la energía es producida por la fusión y el otro 50% por la fisión. En una bomba H "limpia" o de neutrones menos del 50% de la energía es debida a la fisión, por lo que la radiactividad duradera se reduce, se ha llegado a rebajar este porcentaje hasta el 5%.

Así, una pequeña bomba de neutrones produce poca destrucción por la onda expansiva o el pulso térmico, pero libera gran cantidad de neutrones que bombardean los alrededores induciendo radiactividad a los materiales con los que chocan durante un corto periodo de tiempo (48 h.), produciendo daños a las personas sin destruir el entorno. Es por eso que se entiende a estas bombas como bombas tácticas.

En caso de guerra nuclear total sería raro que se detonara todo el arsenal, ya sea debido a fallos, destrucción de instalaciones o un ataque de sentido común. Por eso se suele tomar de 5.000 a 7.000 megatones como valor normal desencadenado en un conflicto total que detonaría de un tercio a la mitad del arsenal. La cantidad de bombas de fusión o fisión se repartiría al 50%.

Como es de imaginar, prácticamente la mayoría de las detonaciones se centrarían en el hemisferio norte, dejado el sur expuesto solamente a los efectos globales.

Los objetivos a cubrir ya han sido diferenciados por los estrategas según la manera de anular al enemigo:

- Ataque antifuerzas: es el dirigido contra todo lo que constituya una amenaza militar, estarían incluidos aeropuertos estratégicos, silos de misiles, bases navales, arsenales, centros de comunicaciones, estaciones de alerta... y todo soporte para un ataque o defensa militar. Cabe observar que la mayoría de estos objetivos se hallan emplazados cerca o en ciudades. Dentro de éstos están los objetivos duros (silos de misiles, bunkers o instalaciones enterradas) que necesitan de una gran potencia detonada a ras de suelo o subterránea para producir algo de daño.

- Ataque antivalores: Su objetivo lo constituyen todas las industrias de soporte de guerra, transporte, refinerías, instalaciones de energía, emisoras de radio o TV, y por extensión mano de obra. Resumiendo se puede concretar que este objetivo lo constituyen casi enteramente ciudades. Estos se denominan objetivos blandos, ya que aunque suelen ser extensos son fácilmente destruidos.

En ningún caso se ha contado con la extensión de material radiactivo debido a la destrucción de centrales nucleares, depósitos de residuos o misiles nucleares. Aunque este sería un factor inevitable, no hace falta tenerlo en cuenta para ver los efectos horribles que tendrían lugar sin tener que contar siquiera con la enorme radiactividad residual que darían.

En el mundo hay menos de 2.500 ciudades con más de 100.000 habitantes, lo que no supondría un reto inalcanzable en caso de conflicto nuclear, dejando aún un gran margen para el resto de objetivos (que ya no serían muchos). Si este fuera el caso, de principio la ONU estima el número de bajas en 1.100 millones (toda la población mundial de hace 250 años o la sexta parte de la actual) y otros tantos heridos que tendrían de por sí muy pocas posibilidades de sobrevivir a corto plazo. La mitad de la población humana moriría en unos días.

Tipos de guerra nuclear.-

Se han sugerido varios modelos de guerra atómica, tomando éstos como ejemplos teóricos para estudiar los efectos sobre el planeta:

1.- Caso de referencia, ataques antivalores y antifuerzas: 5.000 Mt. detonados en 10.400 explosiones, de los que un 57% serían en superficie y un 20% sobre objetivos blandos.

2.- Caso sólo antifuerzas: se supone que no hay grandes incendios al no verse implicadas ciudades, 3.000 Mt de los que un 70% son en superficie, de rangos de entre 1 a 10 Mt.

3.- Caso sólo antivalores: se detonan 100 Mt en las ciudades, la media de potencia en las bombas es de 100 Kt.

4.- Caso grave antivalores y antifuerzas: 10.000 Mt detonados un 15% en superficie, igual cantidad detonada sobre ciudades. La potencia oscila de 0´1 a 10 Mt.

Como ejemplo recordatorio diré que una explosión de 10 Kt detonada a una altura optima destruye los edificios o los deja irreparables a 1´6 km., y daña gravemente a los que están hasta a 2´4 km. La relación potencia-radio aumenta en proporción a la raíz cúbica. Así 10 Mt. es mil veces más potente que los 10 kt. del ejemplo anterior, las distancias se multiplican por diez . La propagación del pulso térmico depende de las condiciones meteorológicas, si se detona por encima de las nubes estas absorberán parte de ese calor.

REPERCUSIÓN DE LOS EFECTOS PRIMARIOS

La destrucción de los objetivos duros requiere detonaciones cerca del suelo que producen una pulverización instantánea de todo lo que se halle dentro de la bola de fuego que ascendiendo con el hongo se van haciendo radiactivas.

La destrucción de ciudades requeriría detonaciones a mayor altura para extender los daños; así, lo que no quede estrujado, volatilizado o barrido se unirá al gran incendio resultante tras la explosión debido al pulso térmico y a la dificultad de apagar los incendios unido a los vientos que avivarían los pequeños fuegos. Se estima que en las ciudades industrializadas la cantidad de material combustible esta entre 40 kg/m2 hasta 200 kg/m2 en el centro de grandes ciudades.

Por tanto las ciudades y sus cercanías se convertirían pronto en grandes incendios que elevarían a la atmósfera gran cantidad de cenizas. En las zonas de impacto (al igual que en Hiroshima) la temperatura bajaría inmediatamente después de la explosión y la oscuridad sería casi total entre los 30 y 60º de latitud norte (en el caso 1.6, de 10.000 Mt).

Está demostrado que para bombas menores de 100 Kt. las cenizas y polvo radiactivo no se elevan más halla de la estratosfera, de modo que tras unas horas o días cae de nuevo a tierra sin producir más daños que los una lluvia radiactiva (que no es poco).

Para valores mayores de 100 Kt. los polvos microscópicos y cenizas se instalan en la estratosfera, por encima de las nubes a más de 13 km, permaneciendo allí durante largo tiempo. Se alcanza el valor máximo 1 Mt. en donde la bola fuego se coloca por completo en plena estratosfera, allí su alta temperatura quema el nitrógeno (N) de la atmósfera que ataca químicamente al ozono (O3) destruyéndolo (creando óxidos de nitrógeno). El ozono es el que impide que los rayos ultravioletas lleguen a la superficie de la tierra y dañen a las especies vivas. Las columnas de humo producidas por incendios en ciudades se elevarían entre 1 y 7 km., un 5% de ellos serían tempestades de fuego, donde el humo llegarían a los 19 km. (dentro de la estratosfera). En los incendios no urbanos como mucho llegarían a los 5 km., y los de larga duración a los 2 km.

Así pues, tras las explosiones se tendrá un panorama en el que el caso elegido sólo tendrá repercusiones cuantitativas. Las partículas debidas a los incendios y detonaciones se colocarán en la estratosfera oscureciendo la luz del sol durante semanas o meses, de modo que la temperatura del planeta bajará varios grados. Una vez que la atmósfera se vaya aclarando la luz ultravioleta se empezará a filtrar hasta la superficie para dañar a la poca vida que aún resista. La buena noticia es que por muy grave que sea el conflicto no parece probable que se induzca una nueva era glacial.

El umbral sobre el cual se hacen catastróficos los efectos globales es el de 100 Mt, repartidos en 1000 bombas de 0´1 Mt, y como veremos son debidos más a las cenizas de los incendios y detonaciones que a otros factores. Esto no significa que un ataque puramente antifuerzas (caso 1.1) no produzca un desastre climático, ya que seguro que si se lanzan 3.000 Mt se producirían incendios. Es lógico suponer que el umbral no es una barrera antes de la cual no pasa nada y tras ella sí, los efectos se van agravando de manera progresiva según nos acercamos a ella y son muy graves al rebasarla.

INVIERNO NUCLEAR

Tenemos experiencia sobre los efectos que producen un pequeño cambio de temperatura global. En 1815 la erupción del volcán Tambora en Indonesia produjo un descenso de 1º C en todo el planeta debido a la proyección de ceniza volcánica a la atmósfera. Los fríos durante el siguiente año dieron en Europa y EE.UU. el nombre de año sin verano.

Las repercusiones van más allá de abrigarse un poco, ya que con ese pequeño cambio todo el cultivo de maíz en Canadá se perdería (es uno de los mayores exportadores, junto con EE.UU.). Pequeños cambios globales producen enormes repercusiones locales. Un cambio de 1º C es lo máximo que sufre el planeta en miles de años, durante las glaciaciones las temperaturas bajan hasta 10 ºC, pero de manera gradual durante siglos, dando tiempo a las especies a aclimatarse.

En caso de un invierno nuclear la temperatura global baja de manera drástica en días, desde 10ºC en el caso más modesto (1.1) hasta 50ºC en el más severo (1.7).

Esto es debido a que las negras cenizas microscópicas producidas los incendios y detonaciones se situarían en la alta atmósfera, libres de la lluvia o corrientes, así que irían cayendo de manera muy lenta mientras en la superficie la oscuridad haría descender la temperatura e impidiendo la fotosíntesis de las plantas. En los casos 1 y 1.4 la luz sería como si el día estuviera muy cubierto para llover, así durante más de dos meses. En los casos 1 y 1.7 la luz sería del 0,1% durante un año para ir recuperándose poco a poco.

Al estudiar un ecosistema nos damos cuenta que está interrelacionado con los inmediatos, de modo que da y toma recursos de los demás. Sin embargo no es simplemente un intercambio, un círculo vicioso de recursos que cambian de manos, porque a su vez todo el planeta y cada una de sus partes necesitan de un aporte de energía exterior, y esta es la luz del sol. Las plantas (y otros organismos análogos) tienen la misión planetaria de recoger esta energía y convertirla en algo potable para el resto de los seres. Así que, si quitamos la luz del sol, las plantas sucumben, las especies que dependen de ellas también y los depredadores con ellos. Nuestro planeta es una gran célula fotobiológica que convierte la luz del sol en material biológico.

Pero además el Sol es el motor fisico-químico que mueve y da dinamismo al planeta, ya que gracias a su calor se produce al ciclo de agua, las corrientes atmosféricas y la temperatura necesaria para la vida. Así las especies dependemos de los servicios gratuitos que nos da el planeta a través del Sol: agua potable renovable, composición de la atmósfera, renovación de los nutrientes, eliminación de residuos, generación y conservación de los suelos y una gran biblioteca genética constituida por todas las especies del planeta que habitan cada nicho ecológico y sacan de él el mayor rendimiento.

Los grandes incendios por sí solos ya causarían el mayor daño al planeta: las nubes de polvo microscópico negro ocultarían la luz del Sol, grandes nubes de humo y gases tóxicos de la combustión de ciudades e industrias ahogarían la superficie, la luz ultravioleta que terminaría por filtrarse dañando el ADN de las especies, escape de sustancias tóxicas que contaminarían el suelo y las aguas. Todo esto ocurriría de manera casi simultanea, siendo la suma mucho más que cada una de las partes, extendiéndose además por todo el planeta.
Energía nuclear ,conceptos básicos 2
Un efecto determinante en la destrucción del ecosistema planetario es el producido sobre las plantas verdes, que son la base de la vida y las más afectadas por el frío y la oscuridad. Es de suponer que las más afectadas serían las menos aclimatadas al frío. Los bosques tropicales serían los primeros en desaparecer, y aunque las plantas de las zonas frías están hechas al frío, un descenso brusco podría ser letal. Una reducción del 5% de la luz solar es suficiente para detener el crecimiento de la planta, y un 10% reduce considerablemente la fotosíntesis. Para el caso de 10.000 Mt la luz se reduciría hasta un 1% durante más de un mes en el hemisferio norte, alcanzando el 50% a los 8 meses. Si la temperatura media del planeta son 13º C descendería hasta –40ºC en la parte templada del hemisferio norte durante 4 meses, llegando a -3ºC al cabo de un año.

De esto se deduce que la peor de las circunstancias posibles es la de una guerra nuclear en la época de crecimiento vegetal o poco antes, siendo entonces muerta prácticamente toda la vegetación del hemisferio norte. Si fuera en la época de aletargamiento el daño sería menor pero siempre enorme, impidiendo que la fase posterior de crecimiento fuera bueno; además, un invierno más frío sí afectaría árboles perennes (por ejemplo los frutales). Sea cuando fuera, los trópicos están acostumbrados a temperaturas prácticamente estables, así que un descenso brusco sería fatal en todos los casos. Los efectos del frío en las costas sería más moderado debido al efecto regulador térmico de los océanos, aunque se verían barridas por tormentas brutales debidas precisamente a esa diferencia de temperatura entre la tierra y el mar.

ADEMÁS DEL FRÍO Y LA OSCURIDAD

Un factor muy importante al evaluar los efectos de una guerra nuclear son los sinergismos, es decir, el conjunto es mucho más que la suma de sus partes. Un buen ejemplo es que el sistema inmunológico humano se ve seriamente dañado cuando se superpone la radiacción ionizante instantánea y la debida a la ceniza radiactiva como la exposición a la luz ultravioleta. El frío y la oscuridad acabarían con muchos mamíferos y casi todas las aves, así que millones de cadáveres en descomposición facilitarían la aparición de enfermedades que atacarían a los ya de por sí débiles. La ausencia de depredadores haría a los insectos (que son muy resistentes) multiplicarse, consumiendo la poca vegetación que quedase; además, ese aumento de luz ultravioleta (hasta se cuadruplicaría) dejaría ciegos a muchos mamíferos, impidiéndoles ver aún después de que hubiera luz, abocándoles a una muerte lenta. Los sinergismos actúan de manera favorable cuando las cosas van bien, y empeoran las cosas cuando todo va mal.

GRÁFICO DE TEMPERATURA GLOBAL ACTUALMENTE (En gris temperatura media inferior a -3º C)

Los óxidos de nitrógeno inyectados a la atmósfera por las bolas de fuego habrían acabado hasta con el 50% de la capa de ozono, que se recuperaría mucho después de que la atmósfera fuera de nuevo transparente. La reacción de las plantas ante un aumento de la luz ultravioleta es el de reducir la fotosíntesis, este efecto se multiplica por dos o tres si han permanecido largo tiempo en penumbra. De modo que aunque la luz y el calor llenen de nuevo el planeta las plantas supervivientes tardarán meses en volver a producir.

El descenso de las temperaturas causaría un congelamiento del agua continental, salvándose los mares tanto por su concentración de sal como por su efecto atenuante de la temperatura. Así tendríamos ríos y lagos congelados hasta en 1´5 m. Estas variaciones de temperatura detendrían el ciclo del agua, matando tanto lo que se hallara en la aguas congeladas como fuera.

GRÁFICO DE TEMPERATURA GLOBAL. 2 DÍAS DESPUÉS DE COMENZAR LA GUERRA

El mar no sufriría apenas por la caída de temperatura, sin embargo la luz es imprescindible para la vida del plancton y algas, que son la base de la vida oceánica, también el aumento de la luz ultravioleta inhibe el crecimiento del fitoplancton. Las tempestades debidas a las diferencias de temperatura tierra-mar harían también difícil la vida a las especies costeras.

CÁLIDA LLUVIA DE POLVO radiactivO

Y por si todo lo anterior no era poco, aún queda tener en cuenta que gran parte de ese polvo en suspensión a baja altura es radiactivo. Este caería rápidamente en forma de lluvia radiactiva contaminando con dosis letales la tierra durante las primeras 48 h. Hasta un 30% de la tierras del hemisferio norte recibirían más de 500 rems, acabando con la mitad de los adultos sanos que hubiera. Poca gente sana quedaría tras las primeras horas, así que esta radiación remataría a más del 50% de supervivientes, dejando secuelas a casi todo habitante del planeta: baja resistencia a las enfermedades, alta probabilidad de cáncer, mutaciones y malformaciones. La radiación media de fondo en todo el planeta sería superior a 100 rems y en el hemisferio norte mayor a 200 rems.

La resistencia a la radiactividad varía según las especies, así las aves, los mamíferos y las coníferas son los más sensibles, siendo por lo general más resistentes los organismos más sencillos y de más corto ciclo reproductivo, entre los que se encuentran los que causan enfermedades (virus y bacterias).

GRÁFICO DE TEMPERATURA GLOBAL. 10 DÍAS DESPUÉS DE COMENZAR LA GUERRA

Además las primeras lluvias que llevarían radiactividad a la tierra también arrastrarían los compuestos químicos residuales de los incendios de las ciudades, estos sería un amplio conglomerado de productos tóxicos como cloruros de vinilo, furanos y piroexenos procedentes de las comodidades de la sociedad moderna: plásticos, textiles, residuos, combustibles... Así la lluvia sería además lluvia ácida concentrada, una zancadilla más para los seres vivos.

Las sustancias radiactivas con las cenizas sedimentadas que cubrirían los campos, calles y edificios sería muy parecidos a los que se ve en las erupciones volcánicas, salvo que este contendría los siguientes elementos durante un determinado tiempo: I 131 (8 días), Ru 106 (1 año) , Sr 90 (30 años), Ca 137 (30 años) y Cs 130 (30 años). Esto daría 500 rems como media en el hemisferio norte durante el primer día, 100 rems hasta el primer mes y 10 rems hasta pasado un año. En el hemisferio sur serían menores los efectos a corto plazo (100 rems el primer mes) pero muy parecidos los de largo plazo.

CUANDO POR FIN SE VE LO QUE QUEDA

Si alguien quedara para ver lo que queda no agradecería su suerte. Los pozos de petróleo, minas de carbón y turberas continuarían ardiendo durante meses o años, un 5% de la tierra del hemisferio norte sería sólo cenizas. La erosión del suelo por falta de vegetación causaría inundaciones y avalanchas de barro y despojos. Las aguas y la tierra estarían contaminadas, no habría nada que comer o beber, y lo que quedase estaría seriamente contaminado.

No se puede imaginar el estado psicológico de los supervivientes de una guerra nuclear, pero el pasar de una vida cómoda a la más absoluta soledad y desamparo en semanas (incluso los más desfavorecidos lo verían así) sería para volver a cualquiera loco o por lo menos para caer en la más honda de las depresiones, quizás hasta un estado de postración absoluto en espera de la muerte.

Los que saldrían algo mejor parados serían las especies carroñeras, rodeadas de gran cantidad de cadáveres su número se multiplicaría vertiginosamente. Así la fauna del "día después" serían unas orondas ratas, cucarachas y moscas.

Se piensa generalmente en lo que harían los supervivientes de una guerra nuclear, aunque hemos visto que en realidad no serían muchos por no decir ninguno. Sin embargo, si la guerra fuera pequeña y poniéndonos en el mejor de los casos, la supervivencia sería posible (aunque desagradable) y dependería en gran medida del nivel de destrucción alcanzado. En cualquier caso veremos qué les esperaría, teniendo en cuenta que aunque la guerra se situara sobre todo en el hemisferio norte, el sur se vería también afectado, aunque menos en los efectos más inmediatos, igualmente en los de medio y largo plazo.

Si pensamos en los bancos de semillas y almacenes de grano, veremos que por estar cerca de la ciudad o cultivos seguramente habrían ardido. Las semillas que permanecieran bajo tierra estarían relativamente a salvo, ya que las altas temperaturas debidas atormentas de fuego las dañarían también. Los medios de transporte de recursos se hallarían casi por completo destruidos, por lo que cada grupo se las tendría que apañar como pudiera.

Los supervivientes tendrían que subsistir de lo que ellos mismos pudieran plantar o criar. Tendrían que buscar suelos adecuados y no contaminados, y recurrir a plantar lo que más a mano tuvieran, ya que la variedad genética sería mínima. Hasta que el clima se restableciera el tiempo sería impredecible y extremo, además las plantas necesitan de otras cosas como polinización, microorganismos y ausencia de plagas, así los primeros cultivos darían resultados poco provechosos. Las zonas más afectadas serían los trópicos en donde la perdida de los ecosistemas haría muy difícil una resurrección de la cultura humana. La búsqueda desesperada de recursos o nuevas tierras de cultivo daría como resultado otra agresión al ecosistema ya muy dañado.

Si pensasen en el mar como medio de sustento verían como su producción estaría muy mermada, además las tempestades, mal estado de la mar y falta de combustible para la navegación moderna haría también difícil la subsistencia también las costas.

El hombre actual, en la mayoría de los casos, no conoce ni el medio natural ni cómo alimentarse de él, tampoco las técnicas más rudimentarias la tecnología (como obtener telas o herramientas), así que aunque los ecosistemas permitieran la vida humana, a duras penas si sabríamos aprovecharla.

La vida sería una vuelta a la prehistoria, en la que la mejor civilización humana se vería reducida a un conjunto de grupos de cazadores-recolectores en las islas del pacífico. Una civilización avanzada tras una seria guerra nuclear sería imposible ya que nuestros antepasados se sirvieron de recursos que tenían casi al alcance de la mano, así se comenzaron a usar los minerales (carbón, petróleo, cobre...) extrayéndolos de lugares en los que eran accesibles y abundantes.

Tales sitios ya no quedan en el planeta, para obtener estos mismos minerales se requieren minas profundas y elaboradas tareas de refinado y purificación. Tras una era del reciclado y uso de materiales sobrantes de la civilización actual ya tan sólo se podría esperar una cultura prehistórica o clásica a lo sumo, la evolución de la humanidad detenida para siempre por sí misma mediante una guerra nuclear.

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Jaime Padilla Ruiz
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