Conocé los usos de la energía nuclear en el país y el portal educativo de la CNEA

La tecnología nuclear no solo genera energía. La investigación y el desarrollo de aplicaciones de la tecnología nuclear con fines pacíficos se desarrolla en campos tan variados como el agro, la industria y la medicina, lo que ha permitido brindar asistencia a diversos sectores de la economía y contribuir también al desarrollo de la infraestructura y el empleo.

El desarrollo del campo nuclear comenzó en nuestro país con la formación de profesionales en las ciencias y tecnologías asociadas. Más tarde se crearon laboratorios y se iniciaron actividades como la radioquímica, la metalurgia nuclear y la minería del uranio. Posteriormente se consolidaron las actividades para la construcción y operación de reactores de investigación y sus combustibles; la producción de radioisótopos y el empleo de las radiaciones ionizantes para diagnóstico y tratamiento médico; y finalmente se logró el acceso a la nucleoelectricidad, que implicó la construcción y operación de centrales de potencia y el dominio del ciclo del combustible nuclear.

Entre los muchos usos y aplicaciones de la energía nuclear, la Planta de Irradiación Semi-Industrial (PISI) que posee la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), localizada en el Centro Atómico Ezeiza (CAE), brinda servicios de irradiación de productos y materias primas en escala industrial y pre-industrial, utilizando radiación gamma proveniente de fuentes producidas localmente con el objetivo de inhibir la brotación, eliminar microorganismos causantes de enfermedades, prolongar la vida útil, desinsectar, descontaminar y radioesterilizar, entre otros usos.

Central Nuclear Atucha. Foto: Argentina.gob.ar

 

Dentro de los principales objetos a irradiar se encuentran productos de uso médico, alimenticio, bancos de tejidos, productos odontológicos y farmacéuticos, cosméticos, material apícola y papel. En lo referido a las aplicaciones agronómicas, se investiga la erosión hídrica y se realizan estudios con el objeto de adecuar la fertilización de los suelos al sistema de labranza, evitar la pérdida de materia orgánica y asegurar un uso eficiente de los fertilizantes (inorgánicos o abono). En aplicaciones pecuarias, se trabaja en sanidad, nutrición y reproducción animal, y en la actividad apícola se aplica en el control sanitario de enfermedades.

Otro de los pilares fundamentales son la asistencia técnica, la transferencia de tecnología, la innovación tecnológica y la capacitación de recursos humanos. Además, se brindan servicios de asistencia tecnológica con transferencia de conocimiento a empresas de diversos sectores tales como el farmacéutico, agropecuario, petrolero, químico, energético, pesquero, lácteos, automotriz, industria plástica, metalúrgico, alimentos, hospitales y centros de salud, textil, agroquímicos y transporte.

En cuanto a la medicina nuclear, Argentina es pionera en el trabajo en diferentes líneas de investigación y en la aplicación de técnicas nucleares de diagnóstico y terapéuticas para diversas enfermedades, principalmente oncológicas.  Esto posiciona al país como un referente indiscutido en América Latina y como uno de los principales productores mundiales de radioisótopos para uso médico.

Conocé el Portal Educativo de la CNEA

A través del sitio www.cnea.gob.ar/portaleducativo la CNEA pone a disposición propuestas didáctico pedagógicas para trabajar conceptos de tecnología nuclear en clase. Se podrán hacer visitas virtuales, participar de cursos en línea, acceder a fichas educativas y láminas interactivas, entre otras propuestas.

Parte del material que se puede descargar en el Portal Educativo de CNEA.

Dentro de los tours virtuales estarán disponibles para recorrer con imágenes y videos 360° el Centro de Medicina Nuclear de Entre Ríos (CEMENER); el reactor nuclear RA-1, primero en Argentina y en Latinoamérica; el reactor nuclear RA-3, el principal productor de radioisótopos utilizados en el país y el reactor nuclear RA-4, reactor escuela donado por la empresa Siemens que está emplazado en la Universidad Nacional de Rosario.

Los cursos sobre tecnología nuclear en la vida cotidiana son gratuitos, autoasistidos y con la modalidad de autoevaluación. Las fichas educativas brindan material para usar en el aula y abordan 20 temas referidos al área nuclear que van desde el uranio hasta las aplicaciones pacíficas de la tecnología nuclear. También están disponibles secuencias didácticas para una serie de actividades que incluyen el uso de TIC y aplicaciones para dispositivos móviles como recurso que motiva y facilita el aprendizaje por parte del alumnado.

Desde su creación en 1950 la CNEA ha sido el organismo público de referencia del desarrollo nuclear en nuestro país y un actor destacado dentro del sistema de ciencia y técnica. Todas sus actividades se enmarcan en los usos pacíficos de la energía nuclear, siguiendo los lineamientos fijados por sus políticas de calidad y ambiente, de acuerdo con las normativas de seguridad y protección radiológica establecidas por la Autoridad Regulatoria Nuclear y cumpliendo con la legislación vigente y los compromisos internacionales asumidos por nuestro país.

Fuente: CNEA

Eficiencia energética récord con una hoja artificial

Por SINC.

Inspirándose en la función fotosintética de las plantas, un consorcio europeo liderado desde el Instituto Catalán de Investigación Química ha desarrollado un dispositivo que convierte dióxido de carbono, agua y luz solar en combustibles sostenibles, de una forma eficiente y barata. El próximo paso es demostrar su viabilidad industrial.

En la diversificación de las fuentes energéticas a la que se tiende en la actualidad se suman ahora los resultados del proyecto A-LEAF, coordinado por José Ramón Galán-Mascarós del Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ-CERCA) y en el que participan también instituciones científicas de Francia, Alemania, Italia y Suiza.

Esta iniciativa de investigación de fotosíntesis artificial, una de los más grandes financiadas por la Comisión Europea, consiste en un dispositivo autónomo capaz de convertir dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en combustibles mediante el uso de luz solar, de forma similar a cómo realizan la fotosíntesis las plantas.

La innovadora célula que ha desarrollado el equipo proporciona una eficiencia de conversión solar a combustible de más del 10 %, alcanzando densidades de corriente récord en el mundo sin usar materiales críticos.

Imitar la función fotosintética de las hojas de las plantas (como las de la imagen) es un gran reto tecnológico, al que se ha enfrentado el equipo europeo que ha desarrollado el nuevo prototipo. / NEOSiAM 2021/Pexels

Esto demuestra que la sostenibilidad y la alta productividad también se pueden lograr con materiales escalables y de bajo coste, según los investigadores.

Producción de hidrógeno

Además, introducen el nuevo concepto de producir hidrógeno (H2) y un elemento o ‘formato’ para almacenarlo simultáneamente, siendo este último utilizado para luego generarlo en ausencia de luz solar.

Esta solución permite por primera vez una producción continua (24/7) de hidrógeno mediante un dispositivo de hoja artificial.

Instrumentos utilizados para la investigación. / ICIQ

«A-LEAF fue un proyecto verdaderamente interesante y desafiante, y terminar con un prototipo altamente eficiente ha sido la guinda del pastel», afirma el profesor Javier Pérez-Ramírez del ETH en Zúrich.

Este enfoque se validó en una arquitectura compacta de celda de flujo electroquímico, con electrodos basados en cobre y azufre (Cu-S) y óxido de níquel, hierro y zinc (Ni-Fe-Zn, para la reducción de protones y CO2 y las reacciones de evolución de oxígeno, respectivamente) soportados en electrodos de difusión de gas, integrados con un módulo fotovoltaico de silicio de bajo coste.

La célula funciona a una densidad de corriente de alrededor de 17 miliamperio por centímetro cuadrado (mA cm−2) y un voltaje de 2,5 voltios (estable durante más de 24 horas y durante las operaciones de encendido y apagado), proporcionando una productividad de formato superior a 190 micromoles por metro cuadrado por segundo (μmol h−1 cm−2).

Los resultados de este estudio allanan el camino hacia la implementación de sistemas asequibles de hoja artificial en el escenario energético futuro, brindando una solución sostenible al gran desafío de lograr la transición energética y transformar el actual modelo centralizado en uno distribuido.

“Este es el primer ejemplo de una hoja artificial con un orden de magnitud de eficiencia superior a la hoja natural. Este gran paso no hubiera sido posible sin la estrecha interacción y colaboración de muchos centros de investigación con competencias multidisciplinares. Ahora estamos buscando implementar el próximo paso para realizar un prototipo a gran escala para demostrar la viabilidad industrial”, explica la profesora Siglinda Perathoner de la Università degli Studi di Messina (Italia).

La tecnología A-leaf está lista para una mayor escala y optimización, con el objetivo final de construir un árbol artificial, apoyando así el sueño de un futuro sostenible, según los autores, que publican su estudio en Energy & Environmental Sciences.

Investigadores que han participado en el proyecto. / ICIQ-CERCA
 “Más allá de los números de productividad, nuestro mayor éxito fue reunir un equipo europeo de líderes mundiales en sus diferentes campos de investigación para trabajar juntos con un objetivo común: demostrar que una hoja artificial también puede funcionar cuando se construye exclusivamente con materiales asequibles ofreciendo un rendimiento récord en esta tecnología puntera”, concluye Galán-Mascarós.

Referencia: Galán-Mascarós, J.R. «An artificial leaf device built with earth-abundant materials for combined H2 production and storage as formate with efficiency > 10%» Energy & Environmental Sciences (2023)

Fuente: ICIQ y SINC.

Hacia una nueva matriz: científicos argentinos exploran la energía de las olas del mar

Por Luciana Mazzini Puga para AGENCIA DE NOTICIAS CIENTÍFICAS UNQ

Especialistas de diversas universidades nacionales, entre ellas la UNQ, investigan el océano, el último recurso del planeta sin explorar.

De manera reciente, el Panel Intergurbernamental sobre Cambio Climático (IPCC) de la ONU, informó que entre 2010 y 2019 se produjeron más emisiones de carbono que nunca antes y que, para 2030, esto se deberá reducir a la mitad. Caso contrario, el titular del organismo, Antonio Guterres, sentenció que “el planeta se volverá inhabitable”. En este sentido, se vuelve fundamental utilizar energías más saludables puesto que las actuales están basadas en el uso de combustibles fósiles. En este plano, científicos y científicas investigan el único recurso del mundo aún sin explorar en profundidad: las olas del mar. Demián García Violini, ingeniero en Automatización y Control de la Universidad Nacional de Quilmes (UNQ), comenta a la Agencia de Noticias Científicas que las olas representan un recurso “muy vasto” y que “cuando la ciencia dé en la tecla, cambiará la matriz energética”.

Para tomar dimensión, el ingeniero explica que “una unidad de energía solar equivale a ocho veces la misma unidad en viento y a cincuenta veces en olas de mar”. En otras palabras, por medio de las olas se puede obtener multiplicado por cincuenta lo que se puede extraer del sol. Además, según la Ocean Energy Systems (OES), a partir de las olas se calcula que se pueden obtener 80.000 TWh (Teravatio-hora) de electricidad al año, lo que bastaría para satisfacer cinco veces la demanda energética mundial.

La energía de las olas representa cincuenta veces la del sol.

Sin embargo, la extracción de la energía marítima no es tan sencilla. El ambiente corrosivo, el agua salada y la necesidad de llegar a más de 100 km aguas adentro para obtener mayor energía, son obstáculos que los científicos buscan superar. García Violini, quien también es docente investigador de la UNQ, afirma que de todas maneras el esfuerzo vale la pena. “En el mundo se indaga mucho sobre este recurso porque es muy grande y su combinación con mareas, sol y viento podría generar un sistema de energía renovable que logre satisfacer la demanda”, sostiene.

El 22 de abril se realizó en la ciudad costera marplatense el Encuentro Argentino de Energías Marinas, organizado por la Universidad Nacional de Quilmes y la Universidad Nacional de Mar del Plata, que contó con la presencia de los distintos grupos de investigación y de organismos estatales, como el Instituto Nacional del Agua.

Proyectos nacionales

En Argentina, científicos de la Universidad de Quilmes (UNQ), la Universidad de Mar del Plata (UNMdP) y la Universidad de Buenos Aires (UBA) en conjunto con la empresa QM, se suman a esta búsqueda, con el objetivo de extraer la mayor cantidad de energía de las olas del mar a un costo accesible. García Violini, quien forma parte del proyecto, cuenta que uno de los objetivos es la experimentación de un sistema “flotador rotativo” que se instalará en Mar del Plata. “Se trata de una boya que gira de un lado a otro y está conectada con un pistón. Este se mueve junto con la boya y es el encargado de captar la energía”, completa.

La elección de la ciudad costera se debe a su valor simbólico a nivel nacional, la presencia de investigadores formados en la materia y por un sentido federalista: personas del norte, sur y centro del país podrán acercarse a la ciudad. Además, el ingeniero destaca la importancia de indagar el Mar Argentino por dos razones: por una cuestión de soberanía energética y por un sentido estratégico. En esta línea, afirma que “las olas se deben pensar en dos planos: como sistema de generación de energía masiva o para satisfacer demandas puntuales a baja o mediana escala”. Además, agrega que “pensar desde este lugar nos permitirá desarrollar la economía azul”. ¿Qué implica ello? Reflexionar desde un punto de vista que conciba a mares y océanos como motores de crecimiento e innovación.

Otro proyecto es el de la Universidad Nacional de La Plata. Su equipo de investigación estudia un sistema de generación basado en una “columna oscilante”. Se trata de una cámara hueca que posee un orificio donde entra y sale la ola y, por ende, se comprime y descomprime el aire; lo que, en última instancia, produce el movimiento de una turbina. Se evalúan aspectos como el control de retroalimentación, la velocidad con la que sube el pico de la ola y el ascenso y descenso del flujo de aire en la cámara.