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Torres de enfriamiento: la nube blanca es vapor de agua

La nube blanca que sale de una torre de enfriamiento no es humo ni tiene radiactividad: es vapor de agua que se condensa al mezclarse con aire más frío, como el aliento en invierno.

Una central nuclear convierte en electricidad apenas un tercio de la energía térmica que produce el reactor: los otros dos tercios hay que devolverlos al ambiente. Un reactor de 3.000 MWt entrega unos 1.000 MWe a la red y libera unos 2.000 MWt de calor de rechazo. La torre de enfriamiento es el equipo que evacúa ese calor al aire; es la última etapa del ciclo de vapor de la turbina, no un sistema de seguridad del reactor.

El agua que sube por la torre no es la que pasa por el reactor. El vapor que sale de la turbina se condensa contra un tercer circuito de agua de refrigeración, separado del circuito primario, que nunca toca el combustible ni el agua que rodea al núcleo. Ese circuito de refrigeración del condensador es el que se enfría en la torre y vuelve a repetir el ciclo; en las centrales que enfrían con un río, un lago o el mar, en cambio, ese mismo circuito devuelve el agua a su fuente unos grados más caliente, sin pasar por ninguna torre.

La torre de tiro natural hiperbólica, la forma de cáscara de hormigón asociada con la energía nuclear, no tiene ventiladores: el agua caliente del condensador se rocía sobre un relleno cerca de la base, el aire entra frío por abajo y sube por convección porque el aire caliente y húmedo pesa menos, y esa corriente se lleva el calor hacia arriba por la boca superior, que en las centrales grandes supera los 200 metros. Una fracción del agua se evapora en el contacto con el aire y se lleva el calor latente de vaporización; el resto, ya más frío, cae a la pileta de la base y vuelve al condensador. Ese vapor es agua pura, sin nada disuelto, porque el vapor no arrastra lo que había en el agua líquida; lo que se ve arriba de la torre es ese vapor condensándose de nuevo en gotitas microscópicas al mezclarse con el aire más frío, el mismo fenómeno que hace visible el aliento en un día de invierno.

Por eso la nube depende del clima: en un día cálido y seco el aire de alrededor absorbe el vapor sin que llegue a condensarse, y la torre sigue funcionando igual aunque no se vea nada saliendo de ella. Las torres tampoco son una tecnología nuclear: cualquier central térmica de ciclo de vapor, de carbón, de gas o una refinería, necesita evacuar el mismo calor de rechazo y muchas usan torres idénticas. Y buena parte de las centrales nucleares del mundo directamente no las tiene porque enfría con un río, un lago o el mar: Atucha I y II, sobre el río Paraná de las Palmas, y Embalse, sobre el embalse de Río Tercero, no tienen torres hiperbólicas; Gravelines, en Francia, enfría con agua del mar del Norte. Cattenom y Chooz, también en Francia, y Three Mile Island, en Estados Unidos, sí las tienen.

Donde hay torres, el consumo de agua es real: una central de 1.000 MWe con torres evapora del orden de 75 megalitros por día, unas 25 piletas olímpicas, según la World Nuclear Association. Lo que sí sale por una chimenea de una central nuclear son los efluentes gaseosos del proceso, cantidades ínfimas de gases nobles, yodo y tritio que se filtran, se retienen y se monitorean de manera continua antes de liberarlos; la dosis adicional que recibiría una persona que viviera todo el año en el límite del predio es, según la NRC, una fracción pequeña de la dosis que ya recibe del fondo radiactivo natural.

Torres de enfriamiento hiperbólicas de la central nuclear de Cattenom liberando nubes de vapor blanco
Las torres hiperbólicas de la central de Cattenom, en Francia, liberando su nube de vapor de agua. Stefan Kühn · CC BY-SA 3.0

Datos rápidos

Calor de rechazo≈ dos tercios de la energía térmica del reactor · 3.000 MWt → ≈1.000 MWe + ≈2.000 MWt al ambiente
Circuito de la torreagua de refrigeración del condensador, un tercer circuito que nunca toca el primario
Torre hiperbólicatiro natural por convección, sin ventiladores · puede superar 200 m de altura
La nubevapor de agua puro que se condensa al mezclarse con aire frío · desaparece en días cálidos y secos
Consumo de agua≈75 megalitros/día en una central de 1.000 MWe con torres, unas 25 piletas olímpicas
No es exclusiva de la nuclearla usan centrales de carbón, gas y refinerías · muchas nucleares enfrían con río, lago o mar