La contaminación atmosférica podría aumentar si se retiran las centrales nucleares estadounidenses, con la quema de carbón, petróleo y gas natural empleados para llenar el vacío energético. Esto se traduciría en más de 5.000 muertes prematuras, según publica un estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en la revista 'Nature Energy'.
Casi el 20% de la electricidad que se consume en Estados Unidos procede de la energía nuclear. Estados Unidos cuenta con el mayor parque nuclear del mundo, con 92 reactores repartidos por todo el país. Muchas de estas centrales llevan funcionando más de medio siglo y se acercan al final de su vida útil prevista.
Los responsables políticos se debaten entre retirar los reactores anticuados o reforzar sus estructuras para seguir produciendo energía nuclear, que muchos consideran una alternativa baja en carbono al carbón, el petróleo y el gas natural, que calientan el clima.
Ahora, los investigadores afirman que hay otro factor a tener en cuenta a la hora de sopesar el futuro de la energía nuclear: la calidad del aire. Además de ser una fuente que emite poco carbono, la energía nuclear es relativamente limpia en cuanto a la contaminación atmosférica que genera, por lo que se plantearon cómo cambiaría el patrón de contaminación atmosférica y quién notaría sus efectos.
El equipo del MIT plantea un escenario en el que todas las centrales nucleares del país han cerrado, y consideran cómo otras fuentes como el carbón, el gas natural y las energías renovables cubrirían las necesidades energéticas resultantes a lo largo de todo un año.
Su análisis revela que, efectivamente, la contaminación atmosférica aumentaría, ya que las fuentes de carbón, gas y petróleo se multiplicarían para compensar la ausencia de energía nuclear. Esto en sí mismo no es sorprendente, pero el equipo ha puesto cifras a la predicción, estimando que el aumento de la contaminación atmosférica tendría graves efectos sobre la salud, provocando 5.200 muertes adicionales relacionadas con la contaminación en un solo año.
La contaminación atmosférica aumentaría, pues las fuentes de carbón, gas y petróleo se multiplicarían para compensar la ausencia de energía nuclear
Sin embargo, si se dispone de más fuentes de energía renovables para abastecer la red energética, como se espera que ocurra para el año 2030, la contaminación atmosférica se reduciría, aunque no del todo. El equipo descubrió que, incluso en este escenario más favorable a las energías renovables, se produciría un ligero aumento de la contaminación atmosférica en algunas partes del país, lo que se traduciría en un total de 260 muertes relacionadas con la contaminación a lo largo de un año.
Cuando analizaron las poblaciones directamente afectadas por el aumento de la contaminación, descubrieron que las comunidades negras o afroamericanas --un número desproporcionado de las cuales vive cerca de centrales de combustibles fósiles-- eran las más expuestas.
Lyssa Freese, autora principal del estudio y estudiante de posgrado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT, afirma que "esto añade una capa más a la ecuación de la salud ambiental y los impactos sociales cuando se piensa en el cierre de centrales nucleares, donde la conversación suele centrarse en los riesgos locales debidos a accidentes y la minería o los impactos climáticos a largo plazo".
"En el debate sobre el mantenimiento de las centrales nucleares, la calidad del aire no ha sido uno de los temas centrales --añade Noelle Selin, autora del estudio y profesora del Instituto de Datos, Sistemas y Sociedad (IDSS) y EAPS del MIT--. Lo que descubrimos fue que la contaminación atmosférica de las centrales de combustibles fósiles es tan perjudicial, que cualquier cosa que la aumente, como un cierre nuclear, va a tener impactos sustanciales, y para algunas personas más que para otras".
En el pasado, cuando se cerraban centrales nucleares, aumentaba el consumo de combustibles fósiles. En 1985, el cierre de los reactores de Tennessee Valley provocó un aumento del consumo de carbón, mientras que el cierre de una central en California en 2012 provocó un aumento del consumo de gas natural. En Alemania, donde la energía nuclear se ha eliminado casi por completo, la energía de carbón aumentó inicialmente para llenar el vacío.
Teniendo en cuenta estas tendencias, el equipo del MIT se preguntó cómo respondería la red energética estadounidense si la energía nuclear se eliminara por completo.
"Queríamos reflexionar sobre los futuros cambios que se esperaban en la red energética --explica Freese--. Sabíamos que el uso del carbón estaba disminuyendo, y ya había muchos estudios que analizaban el impacto que eso tendría en la calidad del aire. Pero nadie había estudiado la calidad del aire y la energía nuclear, que también notamos que estaba en declive".
En el nuevo estudio, el equipo utilizó un modelo de despacho de la red energética desarrollado por Jenn para evaluar cómo respondería el sistema energético estadounidense a un cierre de la energía nuclear. El modelo simula la producción de todas las centrales eléctricas del país y se ejecuta continuamente para estimar, hora a hora, la demanda de energía en 64 regiones de todo el país.
De forma muy similar al funcionamiento del mercado energético real, el modelo decide aumentar o disminuir la producción de una central en función de los costes: Las centrales que producen la energía más barata en un momento dado tienen prioridad para suministrar a la red frente a las fuentes de energía más costosas.
El equipo introdujo en el modelo los datos disponibles sobre la evolución de las emisiones y los costes energéticos de cada central a lo largo de todo un año. A continuación, ejecutaron el modelo en diferentes escenarios: una red energética sin energía nuclear, una red de referencia similar a la actual que incluye energía nuclear y una red sin energía nuclear que también incorpora las fuentes renovables adicionales que se espera que se añadan para 2030.
Combinaron cada simulación con un modelo de química atmosférica para simular cómo se desplazan por el país las distintas emisiones de cada central y superponer estas huellas a mapas de densidad de población. Para las poblaciones en la trayectoria de la contaminación, calcularon el riesgo de muerte prematura en función de su grado de exposición.
Freese: "El cierre de algo que no tiene emisiones directas en sí mismo puede seguir provocando un aumento de las emisiones, porque el sistema de la red responderá"
Su análisis mostró un patrón claro: Sin energía nuclear, la contaminación atmosférica empeoró en general, afectando sobre todo a las regiones de la costa este, donde se concentran la mayoría de las centrales nucleares. Sin esas centrales, el equipo observó un aumento de la producción de las centrales de carbón y gas, lo que provocó 5.200 muertes relacionadas con la contaminación en todo el país, en comparación con el escenario de referencia.
También calcularon que es probable que más personas mueran prematuramente debido a los efectos climáticos del aumento de las emisiones de dióxido de carbono, ya que la red compensa la ausencia de energía nuclear. Los efectos relacionados con el clima de esta afluencia adicional de dióxido de carbono podrían provocar 160.000 muertes más durante el próximo siglo.
"Tenemos que reflexionar sobre cómo retiramos las centrales nucleares si queremos considerarlas parte de un sistema energético --afirma Freese--. El cierre de algo que no tiene emisiones directasen sí mismo puede seguir provocando un aumento de las emisiones, porque el sistema de la red responderá".
"Esto podría significar que necesitamos desplegar aún más renovables, para llenar el hueco dejado por la nuclear, que es esencialmente una fuente de energía de cero emisiones --añade Selin--. De lo contrario, tendremos una reducción de la calidad del aire con la que no contábamos necesariamente".