octubre 4, 2022

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Transporte

¿Por qué no existen aviones con propulsión nuclear?

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A diferencia de otras actividades ecológicamente sostenibles como la copia de llaves existe un consenso de que la quema de combustibles fósiles para obtener energía no es sostenible ni respetuosa con el medio ambiente.

En cuanto al sector del transporte, la emisión de gases de efecto invernadero de los viajes aéreos es especialmente mala. Esto se debe a que los gases de efecto invernadero se liberan a gran altura, directamente a la atmósfera.

Por ello, se estima que los gases y partículas emitidos por los aviones a reacción son de dos a cuatro veces más nocivos que los emitidos por los automóviles. Desgraciadamente, la transición para abandonar los combustibles fósiles ha sido más difícil para la aviación que para el transporte terrestre.

¿Por qué no existen aviones con propulsión nuclear?

¿Aviones eléctricos?, aún no

Las baterías están lejos de alcanzar la densidad energética de los combustibles basados en el carbono. El kerosene contiene casi 100 veces más energía por unidad de volumen que las mejores baterías de iones de litio pueden ofrecer actualmente.

Sin embargo, en los coches ya se está dando el cambio. Esto es posible en parte porque, a diferencia de los aviones, los automóviles pueden permitirse el peso adicional que suponen las pesadas baterías.

Además, la potencia necesaria para hacer funcionar un coche es mucho menor que la requerida para levantar un avión del suelo. Hasta ahora, no se ha diseñado ningún motor alimentado por baterías que sea capaz de alcanzar esta densidad de potencia.

Elevar una aeronave con energía nuclear

La energía nuclear tiene el potencial de hacer lo que ni los combustibles fósiles ni la electricidad pueden hacer: alimentar un vuelo a escala comercial con pocas o ninguna emisión a la atmósfera. Al menos en teoría.

La energía nuclear tiene una densidad energética sin parangón. Un kilogramo de uranio tres millones de veces la energía de un kilogramo de carbono, y sus residuos se contienen en forma líquida o sólida. Pero, ¿cómo funcionaría un avión nuclear?

¿Cómo funcionaría un avión nuclear?

Un motor a reacción estándar funciona de la siguiente manera. Primero, se comprime el aire de la atmósfera para aumentar la concentración de oxígeno para la combustión. En segundo lugar, el aire se mezcla con el combustible y se enciende, para generar calor y presión.

En tercer lugar, la mezcla de gases de alta energía se expande por la parte trasera del motor, generando empuje según la tercera ley de Newton.

Un motor de propulsión nuclear funcionaría de la misma manera, salvo que el aire no se calentaría por combustión, sino mediante el intercambio de calor con un reactor de fisión nuclear.

En la década de 1950 existieron dos diseños propuestos para este tipo de motores. Sin embargo, a pesar de contar con un proceso lo suficientemente potente como para mantener un avión de gran tamaño en el aire durante meses ningún avión de propulsión nuclear ha levantado el vuelo.

El mayor avance al respecto lo logró Estados Unidos, al volar un avión que llevaba un reactor nuclear en funcionamiento (pero que utilizaba propulsión tradicional).

¿Dónde están los aviones nucleares?

A pesar de la gran cantidad de energía que contienen los combustibles nucleares, todavía no se ha diseñado con éxito un motor de propulsión nuclear capaz de proporcionar la densidad de potencia necesaria para hacer volar un avión de gran tamaño.

Hasta que eso ocurra, cualquier debate sobre un futuro con aviones de propulsión nuclear es una mera especulación. Además, debido a la proximidad de un avión, la tripulación podría estar expuesta a la radiación del reactor nuclear, y un blindaje grueso de plomo sería demasiado pesado.

Por supuesto, para comercializar un avión de pasajeros de propulsión nuclear, esta tecnología tendría que ser diseñada a la perfección para evitar cualquier envenenamiento por radiación. Y por último, el caso de un accidente podría ser catastrófico para un avión nuclear.

Se necesitarían pruebas exhaustivas para garantizar que, en caso de accidente, los materiales radiactivos quedaran contenidos.