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Centrifugado y centrales nucleares

Cuando nos montemos en una atracción de feria que gira pensemos que la fuerza centrífuga fue fundamental para la liberación de la mujer

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La central de Ascó (Tarragona).

La central de Ascó (Tarragona).

Hace poco se me estropeó la lavadora y tuve que lavar a mano alguna ropa interior. Lo que me llevó más tiempo fue aclararla varias veces, proceso que en la lavadora suele aligerarse mediante el centrifugado. Cuando terminé mi liviano lavado, tuve que darle la razón a las feministas de finales del siglo XX, que decían que lo que más había favorecido la liberación de la mujer era la lavadora. Cuando oí semejante afirmación por primera vez pensé que no tenía fundamento, pero estaba equivocada: el lavado de la ropa ha sido una tarea extenuante que realizaban exclusivamente las mujeres, por lo que la invención de una máquina que lavaba, aclaraba y centrifugaba con solo apretar un botón fue toda una revolución, que le regaló a las mujeres tiempo para estudiar, cuidar a sus hijos, realizar trabajo remunerado o, sencillamente, descansar.

La relación de las lavadoras con las centrales nucleares no es de carácter sociológico, sino de carácter técnico, dado que en ambas el centrifugado es un proceso esencial. En el de una lavadora, la ropa da vueltas a gran velocidad, haciendo que las gotas de agua salgan disparadas hacia las paredes del tambor y, de ahí, vayan al desagüe. A mayor tiempo de centrifugado y mayor velocidad de giro, la ropa sale con menos agua, pero también más arrugada. La función del centrifugado en una central nuclear es más compleja, pero el principio físico que opera es el mismo: la fuerza centrífuga generada al girar hace que las sustancias más pesadas se vayan a las zonas más alejadas del eje de giro, en un tubo perpendicular al mismo; la sustancia más ligera, que se queda en la parte del tubo más cercana al eje de giro, es lo que se emplea como combustible nuclear

La relación de las lavadoras con las centrales nucleares no es de carácter sociológico, sino de carácter técnico, dado que en ambas el centrifugado es un proceso esencial.

Pero empecemos por el principio. En una central nuclear se genera energía por la fisión de un átomo de uranio, es decir, el proceso en el que el núcleo se divide aproximadamente por la mitad, emitiendo mucha energía. Pero no todos los átomos de uranio son fisionables; es decir, pueden emplearse como combustible nuclear solo los isótopos U-235. Pero, ¿qué es un isótopo

Un elemento químico se caracteriza por su número de protones (partículas de carga +1 y masa 1). Pero, en su núcleo, también hay neutrones, partículas sin carga de masa igual a uno. Los isótopos son versiones diferentes de un mismo átomo, que solo se diferencian en el número de neutrones. Por ello, los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones, pero distinta masa atómica (nº de protones + nº de neutrones). Los isótopos tienen las mismas propiedades químicas pero, a menudo, su reactividad nuclear es muy diferente. Ese es el caso del uranio, cuyo isótopo más abundante, el de masa atómica 238, no es útil como combustible nuclear, porque su núcleo es estable. En cambio, el isótopo de masa atómica 235, U-235, que sí es fisionable, está en una proporción en torno al 0,7%, demasiado baja para permitir que sea viable la reacción nuclear de fisión en cadena. 

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Para que el uranio pueda ser usado como combustible hay que aumentar la proporción del isótopo U-235 y aquí es donde entra en juego la centrifugación. Como hemos indicado más arriba, los isótopos tienen diferente masa atómica (235 y 238), por lo cual una posible forma de separación era buscar un compuesto líquido o gaseoso, del cual se consiguiera tener una concentración lo suficientemente alta del U-235. Eso no parecía fácil, porque como el uranio es un elemento muy pesado, prácticamente todos sus compuestos son sólidos. Se encontró un compuesto del uranio gaseoso, el hexafluoruro de uranio, UF6, del cual, tras ser sometido a procesos de centrifugado miles de veces, se conseguía tener una concentración más elevada del isótopo ligero en la parte más cercana al eje de giro de un tubo perpendicular al mismo. Y así es como se consigue obtener el uranio enriquecido en U-235, que se emplea como combustible en las centrales nucleares.

Cuando nos montemos en una atracción de feria que gira, además de experimentar el efecto del aumento de adrenalina, pensemos que la fuerza centrífuga que sufre nuestro cuerpo fue fundamental para la liberación de la mujer y hoy es imprescindible para que podamos ponernos ropa limpia cada día y haya luz en los enchufes de nuestras casas.