martes, 13 de octubre de 2009

Aparatos de control de la navegación aérea

En el número 71, de mayo de 1923, de la revista francesa "La Science et la Vie" hemos encontrado este artículo sobre instrumentos de navegación aérea.

Al igual que el capitán de un barco, el piloto de avión tiene que saber en todo momento la posición que ocupa en el espacio y la velocidad a la que se desplaza, ya sea medida con relación al viento o a la superficie sobre la que vuela.

Al capitán de barco le basta con un sextante y una corredera, pero el aviador y el aeronauta necesitan de un mayor número de aparatos que les proporcionan de forma automática la informaciuón que necesitan. Todos estos instrumentos se encuentran situados delante del piloto, a su alrededor, e incluso bajo sus pies, y le permiten conocer su altitud y velocidad, la velocidad de giro del motor, el sentido de su marcha, si sube o baja y la deriva que le provoca el viento que pueda soplar por su flanco.

El conjunto de estos cuadrantes graduados, de los que los aviones y dirigibles poseen una gran variedad, incluyen: cronómetros, cuentarevoluciones, aerotermómetros, indicadores de velocidad y sustentación, correderas aéreas, clinómetros, indicadores de deslizamiento lateral, de giro, de estabilidad, controladores de vuelo, altímetros, sondas, compases, círculos calculadores, derivómetros, geoscopios, aerófonos y navígrafos. De toda esta extensa lista, tan solo se estudiarán los indicadores de velocidad y sustentación.

Cuentarrevoluciones del motor. Un eje flexible, que recibe el movimiento del volante del motor, mueve un disco que acciona una rueda de frición unida a un tornillo sinfín que, por medio de engranajes, acciona la aguja del indicador.

Interesa conocer la velocidad de rotación del eje del motor, ya que esta velocidad es la misma que la de la hélice y de esta velocidad depende la tracción, o propulsión, que ejerce sobre el avión, pudiendo asociar a cada velocidad de rotación de la hélice una velocidad aproximada del avión.

Por poner un ejemplo, supongamos que cuando el motor gira a 2.ooo r.p.m. impulsa a la hélice a 1.100 r.p.m. y al avión a 150 Km/h. Si la velocidad de rotación varía podemos suponer que la velocidad del avión también subirá o bajará de esos 150 Km/h.

Indicador anemométrico de velocidad. El viento que entra dentro de la antena (Trompa de Venturi) produce una depresión que actúa sobre una cápsula metálica de paredes onduladas consiguiendo que éstas se acerquen o se alejen. Este movimiento de las paredes acciona la aguja del cuadrante a través de un conjunto de palancas y engranajes.

Corte del indicador anemométrico. La trompa de Venturi A contiene en su interior un receptáculo B, que está unido con el instrumento por el tubo F. En el interior del instrumento nos encontramos, la cápsula metálica de paredes onduladas C, los engranajes D y la aguja indicadora E. Cuando la corriente de aire entra en la trompa produce una depresión en B que se transmite a la cápsula C.

Anemómetro de tubo de Pitot. En este aparato la trompa de Venturi se ha reemplazado por un tubo perforado con una serie de agujeros. El viento que entra dentro de la antena produce una cierta presión sobre la cápsula manométrica. A traves de los agujeros se transmite al interior de la cápsula del manómetro la presión estática del aire.

Sección del tubo-antena del anemómetro de tubo. B es el orificio del tubo, G un manguito, en D se encuentra un conjunto de pequeños agujeros alrededor del tubo, el conducto C lleva hasta la cápsula del instrumento, H es el conducto que lleva hasta la caja del mismo y A es una mediacaña que sirve para fijar la antena sobre el avión.

Sección de un anemómetro de tubo. M es la cápsula manométrica y E la aguja indicadora.

Indicador de viraje. Un giroscopio movido por aire, de pequeño diámetro, mueve un indicador que se hace visible en el cuadrante del instrumento cuando el avión efectúa un viraje. Un tubo unido a una trompa de Venturi produce una aspiración en el interior del instrumento. El orificio por el que penetra el aire del exterior se conduce hacia los álabes de la periferia del volante del giroscopio y lo hace girar a gran velocidad.

Esquema del funcionamiento del indicador de viraje. En G encontramos el volante giroscópico, P es el eje que permite oscilar este volante, A es el tubo de aspiración, unido a una trompa de Venturi, O es una válvula agujereada por donde penetra el aire exterior, en E se encuentran los álabes situados en la periferia del volante del giroscopio, en V podemos ver las dos ventanillas por las que aparece el indicador de viraje blanco, C es la llave de regulación de la aspiración de aire.

Controlador de vuelo que incluye un indicador de velocidad relativa, de viraje y de pendiente transversal. En este aparato las indicaciones se obtienen de dos trompas de Venturi y reune tres de los instrumentos necesarios para el piloto: un indicador anemométrico, un indicador de viraje, constituido por una aguja (Situada bajo el indicador anemométrico) que se puede desplazar hacia la derecha o hacia la izquierda, y también, debajo, un indicador de pendiente de bola. Se distingue claramente una parte de la bola bajo la aguja del indicador de viraje.

Esquema que muestra cual es la deriva de los aviones provocada por el viento lateral.

Esquema que muestra el triángulo de las velocidades.

También se utilizan aparatos para determinar mecánicamente los elementos del triángulo de velocidades, la ruta, la velocidad y la deriva. Los tres lados del triángulo son los siguientes: 1° la velocidad del avión con respecto al aire, 2° la velocidad del viento con respecto al suelo y 3° la velocidad del avión con respecto al suelo, también llamada velocidad de la ruta o absoluta, que es la resultante de la suma de la velocidad del avión con respecto al aire y de la velocidad del aire.

Los tres ángulos del triángulo son los siguientes: 1° el formado por la inclinación de la velocidad del viento sobre el eje de la aeronave (La dirección de la velocidad del avión respecto del aire), 2° la inclinación de la velocidad del viento sobre la ruta seguida o a seguir, 3° la deriva, que es necesario conocer en todo momento para realizar los cálculos de navegación. La deriva es el ángulo formado por el eje del avión (Dirección de la velocidad del avión respecto al aire) y la ruta seguida (Dirección de la velocidad del avión con respecto al suelo). La deriva es a estribor cuando el viento incide sobre el avión por la izquierda y a babor si el viento incide por la derecha.

Este círculo calculador permite determinar de forma mecánica y rápida las rutas seguidas por los aviones y sus velocidades y derivas.

El triángulo de velocidades se puede obtener utilizando el círculo calculador, formado por unos brazos móviles graduados unidos a un círculo graduado. Un paralelogramo articulado se encarga de asegurar, en todas la posiciones del triángulo, la orientación verdadera del lado que representa la velocidad del viento. El círculo tiene un diámetro de unos 20 centímetros y dispone de dos graduaciones concéntricas, de 0 a 360 grados en el exterior y de 0 a 36 en el interior. El centro O del círculo le permite girar.

El brazo A B, que representa un diámetro del círculo graduado y puede girar alrededor del punto O, se puede inmovilizar mediante una pequeña palanca de freno. El extremo A dispone de una pequeña ventana que permite la lectura de la graduación interior. La flecha que lleva incrita el brazo ha de estar orientada en el sentido en que sopla el viento. La mitad del diámetro OB sirve de base a un paralelogramo articulado, de forma que el lado CD también se mantiene paralelo a la dirección AB del viento. El lado OC representa la velocidad del avión con respecto al aire y está graduado en kilómetros/hora de velocidad. El lado OC dispone de una ventana que permite la lectura de la graduación exterior del círculo, que indica el rumbo marcado por la brújula del avión, su rumbo aparente. El lado CD se fija mediante botones de presión en los agujeros, correspondientes a la velocidad del avión con respecto al aire, de los brazos OC y BD. La velocidad del viento se expresa en metros/segundo. La regla radial OE, que puede girar alrededor del centro O, indica la velocidad del avión con respecto al suelo y está graduada en kilómetros/hora. En la figura anterior la velocidad del avión respecto del aire es de 180 Km/h (El lado CD está insertado en los agujeros correspondientes a esta velocidad).

Para determinar el rumbo a seguir se coloca en la ventana A el valor dado por los informes meteorológicos, para la altitud a la que viaja el avión, de la dirección del viento (En nuestro caso el valor 31, correspondiente a viento del Noroeste). Después se sitúa sobre el mapa el centro O en el punto de partida, con el borde Norte-Sur del círculo, paralelo al meridiano geográfico más cercano. Se orienta entonces el borde graduado de la regla OE según la ruta que se haya de seguir sobre la superficie del suelo (En nuestro caso el valor es de 80º).

Manteniendo con una mano la posición del círculo y de la regla OE, con la otra se deforma el paralelogramo articulado hasta que la velocidad del viento dada por el servicio meteorológico (En nuestro caso 15 metros/segundo) coincida con la regla de la ruta. En este momento el triángulo de velocidades queda marcado en OCE y se pueden leer sus valores directamente. 1° el ángulo formado por el eje del avión, medido sobre la graduación exterior del círculo es de 67º; 2° la velocidad sobre el suelo indicada por la regla OE es de 210 Km/h; 3° la deriva, que es la diferencia entre la ruta verdadera (80º) y el ángulo formado por el eje del avión es de 13º a la derecha o estribor.

El cinemo-derivómetro se coloca en la carlinga del avión y permite medir a la vez la deriva y la velocidad de desplazamiento con relación al suelo, observando los hilos paralelos situados bajo la cubierta transparente.

El cinemo-derivómetro permite medir en vuelo la deriva de la aeronave y su velocidad sobre el suelo. Este aparato ingenioso y simple consta de una corona de aluminio horizontal fija, que sirve de soporte a las diversas partes del instrumento, y que se atornilla en la carlinga del avión. Esta corona lleva un índice fácilmente visible que indica la línea del eje del avión y sirve para hacer las lecturas sobre el disco móvil interior. Sobre la corona exterior se monta un disco graduado de 50 centímetros de diámetro que puede girar dentro de la corona. El borde exterior de este disco está graduado en grados a la derecha y a la izquierda del punto O. Sobre el disco graduado giratorio va fijado un disco de vidrio. Este disco transparente lleva insertado un hilo que marca su diámetro, siendo uno de sus extremos el punto O, que es el inicio de la graduación del círculo móvil. A cada lado se disponen otros hilos paralelos al primero. Sobre el disco móvil también se situan unas guías graduadas en altitud y paralelas a los hilos descritos anteriormente. Sobre estas guías se desplazan unos cursores unidos por un hilo perpendicular al hilo que marca el diámetro del círculo móvil. Este hilo unido a los cursores se puede separar o acercar a otro hilo paralelo a él (Y fijo sobre el disco transparente) según cual sea la altitud a la que vuela el avión. Sobre el conjunto de los círculos se sitúa un ocular, fijado en el extremo de un soporte unido a la carlinga situado a 75 centímetros por encima del centro del disco transparente. Mediante un eje que tiene en su extremo un botón moleteado y un piñón que engrana en una corona unida al disco móvil, se puede hacer girar fácilmente el disco graduado.

Para medir la deriva se ha de orientar el disco móvil de forma que las referencias se sitúen bajo la aeronave paralelamente a la red de hilos. El índice de la corona fija marca entonces sobre la graduación del disco móvil el ángulo de deriva. Para medir la velocidad sobre el suelo, se separan los dos hilos transversales con arreglo a la altitud a la que vuela el avión y, por medio del visor, se leen las graduaciones.

Disposición esquemática del cinemo-derivómetro empleado en los aviones. A es una corona horizontal fija, B el disco interior móvil, C un cristal transparente, FF las barras de guía, VV los cursores que se desplazan sobre las guías anteriores y M un botón moleteado que permite el giro del disco interior móvil.

En el siguiente video se puede ver una operación de rescate de un Supermarine Walrus y unos segundos de actividad de navegación de uno de los miembros de la tripulación.

domingo, 11 de octubre de 2009

Gasógeno Renault para tractores

En la revista la "Science et la Vie", en su número 119 de mayo de 1927 se informa del funcionamiento de los gasógenos Renault, que fueron utilizados en los tractores del mismo fabricante. En el número 130 de la misma revista, correspondiente a abril de 1930 se nos informa de que en el último Salón de la Maquinaria Agrícola de París se exhibieron tractores Ara, Renault y Mac Cormick con gasógenos para madera o carbón de madera. En España los gasogenos se hicieron famosos después de la Guerra Civil, de 1936 a 1939, debido a la escasez de gasolina. Aquí se utilizaron en los motores de coches y camiones.

El gasógeno Renault está formado por un hogar inferior en donde se quema la madera. Este hogar tiene forma cilíndrica, está construido con chapa metálica y dispone de una parrilla de acero moldeado, que puede oscilar mediante una palanca para facilitar la salida de la ceniza. En la parte superior del hogar se encuentra la tolva que almacena los trozos de madera. En la parte central, entre la tolva y el hogar, está la caja de aspiración, por donde entra el aire fresco del exterior. Esta caja de aspiración comunica con la parte superior del hogar a través de una banda con pequeños agujeros.

Tractor Renault alimentado por un gasógeno de carbón de madera.

El aire desciende entre los trozos de carbón incandescente que hay en el hogar, produciendo una combustión incompleta de los mismos. Los gases producidos en el hogar salen por su parte inferior hacia una serie de tubos refrigeradores horizontales, que comunican el hogar con el depurador.

Esquema que muestra el funcionamiento del gasógeno Renault.

El depurador está formado por una columna de carbón de coque, que tiene como misión absorber los vapores de ácido sulfhídrico que los gases pudieran contener. En la parte superior de la columna de coque están colocados unos cartuchos filtrantes, que contienen gasas de algodón, por los que se hacen pasar los gases para eliminar toda traza de hollín. Del depurador parte un tubo que conduce los gases hasta el carburador del motor.

Moderno tractor dotado de gasógeno.

Cuando se ha de poner en marcha el gasógeno se actua sobre una válvula de tres vías que cierra la comunicación con el carburador y permite que mediante un ventilador de manivela, del tipo de los utilizados en las fraguas, se aspiren los gases del hogar activando la combustión. Una vez puesto en marcha el gasógeno, se vuelve a abrir el paso hacia el carburador y se arranca el motor.

viernes, 9 de octubre de 2009

Sistemas de cultivo

Agronomía

Sistemas de cultivo

En Andalucía se usan, en los terrenos de secano, los cultivos siguientes:

Rotaciones para los secanos ( 1).
Terreno silíceo y silíceo arcilloso:
1.er año. Cebada
2.º año. Algarroba (para grano).
3.er año. Altramuz azul (para enterrar en verde).
Para los mismos terrenos:

1.er año. Cebada.
2.º año. Avena y alverjana forrajera.
3.er año. Altramuz.

Terreno silíceo arcilloso, calizo, algo fresco:

1.er año. Trigo.
2.º año. Habas (para grano).
3.er año. Trébol encarnado (para consumir en verde).

Para los mismos terrenos:

1.er año. Trigo.
2.º año. Habas.
3.er año. Almorta forrajera y avena para consumir en verde ó henificar.

Terreno arcilloso calizo de fondo:

1.er año. Trigo.
2.º año. Sulla para henificar.
3.er año. Legumbres   de   yeros  ó garbanzos.
Terrenos fuertes:

1.er año. Trigo.
2.º año. Sulla.
3.er año. Almortas.
Para terrenos fuertes con bastante abono:

1.er año. Trigo.
2.º año. Sulla para henificar.
3.er año. Trigo.
4.º año. Garbanzos.

Tierras frescas y de fondo:

1.er año. Trigo.
2.º año. Nabo forrajero (sembrado en las primeras aguas de Septiembre)
3.er año. Leguminosa para enterrar en verde.
Tierras ligeras:

1.er año. Cebada.
2.º año. Anthilide. — Trébol de las arenas.
3.er año. Altramuz para enterrar.
 
Terrenos calizos y calizos arcillosos:

1.er año. Trigo.
2.º año. Sulla.
3.er año. Mostaza blanca.

Tierras medias con algo de fondo y tierras sueltas:

1.er año. Cebada ó trigo.
2.º año. Forraje (de alverjana y avena ó vicia billosa).
3.er año. Altramuz.

domingo, 4 de octubre de 2009

Google Lunar X PRIZE

El 13 de septiembre de 2007 los responsables de Google dieron a conocer su patrocinio del Lunar X PRIZE. Se trata de una carrera espacial para enviar robots, con destino a la Luna, cuyo ganador se verá recompensado con un premio de 30 millones de dólares.

Robot de Astrobotic.

Empresas privadas de todo el mundo competirán para ver cuál de ellas es la primera en hacer aterrizar en la Luna un vehículo robótico que sea capaz de llevar a cabo diversos objetivos, incluido el desplazamiento por la superficie lunar durante al menos 500 metros y el envío a la Tierra de vídeo, imágenes y datos.

Vehículo de Odyssey Moon.

La X PRIZE Foundation, más ampliamente conocida por su premio Ansari X PRIZE (que recompensa con 10 millones de dólares al mejor de los vuelos espaciales de financiación privada), es una organización sin ánimo de lucro cuyo objetivo consiste en fomentar la aparición de nuevos y radicales avances que permitan resolver algunos de los principales retos a los que se enfrenta el mundo en la actualidad.

El premio total, de 30 millones de dólares, está dividido de la siguiente forma: un Gran Premio de 20 millones de dólares y un Segundo Premio por valor de 5 millones de dólares. Los 5 millones restantes se destinarán a premios de bonificación. Para ganar el Gran Premio, los equipos deberán ser capaces de aterrizar en la Luna, sin incidentes, un vehículo espacial de financiación privada; recorrer al menos 500 metros de la superficie lunar y transmitir a la Tierra un conjunto específico de vídeo, imágenes y datos. El Gran Premio tendrá un valor de 20 millones de dólares hasta el 31 de diciembre de 2012. A partir de esta fecha, y hasta el 31 de diciembre de 2014, pasará a ser de 15 millones de dólares. El día 31 de diciembre de 2014 la competición se dará por finalizada, a menos que se produzca una ampliación en el plazo por parte de Google y la X PRIZE Foundation.

Para ganar el Segundo Premio, los equipos deberán aterrizar su vehículo espacial en la Luna, desplazarse por su superficie y transmitir datos a la Tierra. El Segundo Premio estará disponible hasta el 31 de diciembre de 2014, fecha a partir de la cual la competición se dará por finalizada, a menos que se produzca una ampliación en el plazo por parte de Google y la X PRIZE Foundation.

Hasta ahora se han inscrito en la competición 23 equipos con representantes de más de diez países. Los participantes incluyen desde equipos de potencias espaciales como Estados Unidos, China o Alemania a otros de países con escasa tradición en el sector, como Malasia o Rumanía. Estos equipos son los siguientes: Odyssey Mon, Astrobotic, Team Italia, Micro Space, Next Giant Leap...

Un grupo de empresarios catalanes impulsa el Catalonia Moon Discovery Group, que también pretende luchar por el Lunar X PRIZE. El equipo de Cataluña será el número 24 en cuanto abone los 37.000 dólares de la inscripción.

El premio Lunar Google X no requiere que los equipos participantes construyan el cohete que les llevará a la Luna. El equipo de Cataluña prevé contratar el lanzamiento con un cohete ya existente, como un Ariane 5 o un Soyuz. El viaje a la Luna durará tres días. El alunizaje es la fase más peligrosa de la misión. Se podrá conseguir un aterrizaje suave con retrocohetes o con airbags, que se han utilizado - no siempre con éxito- en misiones anteriores a la Luna y a Marte. Dado que la Luna no tiene una atmósfera densa, un paracaídas no serviría de nada. El robot todoterreno que deberá recorrer 500 metros sobre la Luna aún no está diseñado. Los impulsores del proyecto esperan que la UPC tenga una participación importante en su diseño y construcción. Dado que el todoterreno será pequeño y transmitirá una señal débil, probablemente habrá que recurrir a alguna gran antena de espacio profundo ubicada fuera de Catalunya para captar su señal.

El principal impulsor de Catalonia Moon Discovery Group es Xavier Claramunt, presidente de la empresa barcelonesa Galactic Suite y ha conseguido que por ahora se unan al proyecto el Centre Tecnològic de l'Aeronàutica i de l'Espai (CTAE) y la empresa consultora New Output. Además ha contactado con investigadores de la Universitat Politècnica (UPC) para diseñar la misión y con cuatro grandes empresas de los sectores de las telecomunicaciones y la energía para financiarla. Según los cálculos de Claramunt, harán falta unos 50 millones de dólares para llegar a la Luna con éxito. Este presupuesto supera con creces los 20 millones del premio.

El director del CTAE, Joan de Dalmau, es una persona con gran experiencia en el sector espacial, fue director de operaciones en el centro espacial de Kourou, desde donde se lanzan los cohetes Ariane.

Las bases de la competición establecen que las misiones deben estar financiadas por capital privado por lo menos en un 90%. Para conseguir que distintas empresas financien el proyecto, el Catalonia Moon Discovery Group reclama que se puedan obtener deducciones fiscales si se patrocina la misión. Estas deducciones ya se aplican a quienes patrocinan competiciones deportivas como la Barcelona World Race o la Alicante Vuelta al Mundo. Estas deducciones fiscales debe aprobarlas el Congreso de los Diputados.

Emisiones de CO2

En la actualidad, en pleno debate sobre cual de las fuentes energéticas es más aceptable moralmente, se escribe bastante sobre la emisión de CO2 (Supuesto causante del también supuesto cambio climático.) en las diferentes actividades humanas y, como no, en la producción de energía.

En Microsiervos hemos encontrado un interesante artículo sobre este tema.

Comparativamente, una central térmica de carbón emite cerca de 1.000 g/kWh, mientras que la energía de origen eólico e hidráulico unos 20 g/kWh y la solar-fotovoltaica unos 120 g/kWh.

Cada kWh de electricidad generada por una central nuclear produce entre 30 y 60 gramos de CO2 (34 gramos de media en las centrales nucleares alemanas analizadas). Esto incluye el ciclo completo del combustible nuclear, el proceso completo requerido hasta conseguir ese kWh: extracción del mineral, transformación, enriquecimientos, construcción de la central e instalaciones auxiliares.

Por otra parte, cada central nuclear de 1.000 MW produce al año unos 230 kg de plutonio y unas 30 toneladas de material de desecho radiactivo, siendo el origen del 95 por cento del material radiactivo generado en los últimos 50 años, incluyendo la producción de armas nucleares, según la Nuclear Age Peace Foundation.

viernes, 2 de octubre de 2009

Centrifugadoras utilizadas en el enriquecimiento de uranio

Para separar los isótopos de uranio en la preparación del combustible para las centrales nucleares y el material para las bombas atómicas se pueden utilizar diversas técnicas, entre las que se encuentran la difusión térmica, la difusión gaseosa, la centrifugación de gas, la centrifugadora Zippe, el enriquecimiento aerodinámico, la separación electromagnética, el método laser, los métodos químicos y la separación de plasma.

La centrifugadora Zippe fue desarrollado en la Unión Soviética por un equipo de científicos alemanes tras la Segunda Guerra Mundial. Debe su nombre al del científico jefe del proyecto, Gernot Zippe.

Centrifugadora iraní.

El uranio natural consta de dos isótopos, el mayoritario es el U-238, con una abundancia relativa del 99,3%, mientras el U-235, el isótopo fisible, está presente en un 0,3%. Si el uranio natural se enriquece hasta un 5% de U-235, puede usarse como combustible para reactores nucleares de fisión de agua ligera. Con una concentración de U-235 por encima del 80% se utiliza para la fabricación de armas nucleares.

Esquema de una centrifugadora Zippe.

El enriquecimiento de uranio es muy dificultoso, ya que ambos isótopos tienen masas muy parecidas, de forma que el U-235 es sólo un 1,26% más ligero que el U-238. Se necesita una centrifugadora que gire a 1.500 revoluciones por segundo (90.000 rpm). Estas centrifugadoras tienen un rotor hueco lleno de uranio gaseoso, en forma de hexafluoruro de uranio, UF6 (Punto de ebullición de 56,5 ºC). Un campo magnético pulsante hace girar rápidamente el motor eléctrico que lleva unido el tambor, de forma que el U-238 es lanzado hacia la parte exterior, mientras que el U-235, más ligero, se acumula en la parte central. La parte inferior se calienta, creando corrientes de convección que lanzan el U-235 hacia arriba, donde se recoge, y el U-238 se acumula en la parte de abajo.

Empresas suministradoras para la fabricación de las centrifugadoras libias.

Para reducir la fricción, el rotor gira en el vacío. Un cojinete magnético mantiene la parte superior del rotor en su sitio, y el único contacto físico es un cojinete del tipo de aguja, sobre el que se apoya el rotor. Proceso de enriquecimiento en una cascada de centrifugadoras de gas.

A partir de 1956 Gernot Zippe trabajó en la Universidad de Virginia y más tarde, en los años 1960, en Europa, en donde mejoró el diseño al cambiar el material del rotor, de aluminio a acero maraging (Acero con un alto contenido de Níquel), lo cual permitió mayores velocidades de giro. Este diseño mejorado fue utilizado por la compañía Urenco para producir uranio enriquecido para uso civil.

Conexiones de las centrifugadoras de gas dentro de una cascada.

Los detalles exactos de diseño de las centrifugadoras Zippe son secretos celosamente guardados. El rendimiento de estas centrifugadoras puede mejorarse haciéndolas funcionar más tiempo y a mayores velocidades. Para conseguir esto, se usan materiales más resistentes como la fibra de carbono y materiales compuestos reforzados, además de técnicas que disminuyen las vibraciones potencialmente peligrosas, como el uso de rotores tipo fuelle para permitir una flexión controlada del rotor, además de un control estricto de la velocidad de rotación para asegurarse que la centrifugadora no funciona durante mucho tiempo a velocidades donde la resonancia puede ser un problema.

Las centrifugadoras Zippe son bastante difíciles de construir, y se necesitan componentes cuidadosamente mecanizados.

Los sistemas de centrifugadoras en cascada, al contrario que las plantas de difusión gaseosa, contienen poca cantidad de uranio en su interior en cada momento. Estas centrifugadoras consumen mucha menos energía que el sistema de difusión gaseosa, utilizado anteriormente para enriquecer uranio. Por esta razón, muchos países que aspiran, o han aspirado, a tener capacidad nuclear, como Libia, Irak, Irán, etc, han construido centrifugadoras de gas.


Central nuclear de Bushehr

La empresa alemana Siemens inició en 1974 la construcción de la central de Bushehr, estando aun en el poder el último Shah de Irán, pero los trabajos se detuvieron al principio de la Revolución Islámica en 1979. En su diseño original la central disponía de dos reactores de 1.000 Mw de potencia eléctrica cada uno, del tipo PWR, de agua a presión.

Irán y Rusia, después de alcanzar un acuerdo sobre cooperación nuclear en 1992, firmaron un precontrato en enero de 1995 para terminar la construcción de la central. En 1998, el gobierno iraní firmó el contrato definitivo con una empresa rusa, por un valor de 800 millones de dólares, para terminar de construir la central eléctrica (Se estima que los costes acumulados desde los años 70 en la construcción de la central ascienden a entre 4 y 6 mil milllones de dólares). A partir de ese momento los técnicos del consorcio ruso Atomstroiexport continuaron la construcción de la planta bajo la supervisión de la Agencia Internacional de Energía Nuclear de las Naciones Unidas.

En esta vista aérea se puede ver la central nuclear de Bushehr en el la zona portuaria de la ciudad.

El 28 de febrero 2009 se realizaron las pruebas oficiales de la central de Bushehr. En la rueda de prensa que se realizó en el edificio que alberga el reactor de la primera central nuclear de Irán, situada en la ciudad portuaria de Bushehr, se informó de que los valores de temperatura, presión y caudal en los circuitos del reactor estaban en los valores previstos. En aquel momento el ingeniero jefe, Mohsen Shirzai, anunció que se preveía realizar una prueba posterior con uranio enriquecido, aunque aun no se sabía para cuando la central estaría totalmente operacional. A las pruebas asistieron el director de la agencia rusa de energía nuclear, Sergei Kiriyenko, el jefe de la agencia nuclear iraní, Gholam Reza Aghazadeh y unos 70 periodistas internacionales.

Aquí se pueden ver los dos reactores previstos. El de la izquierda es el que ya está concluido.

En unas declaraciones citadas por la agencia de noticias Interfax, Sergei Kiriyenko, presidente de la corporación rusa Rosatom no pudo precisar la fecha de puesta en marcha de la central, pero si anunció que estaban avanzadas las negociaciones para alcanzar un acuerdo entre Rusia e Irán que se materializará en un contrato para el suministro de combustible nuclear durante un período de al menos 10 años.

En abril de este año, el ministro de Energía de Irán, Parviz Fattah, dijo que el primer reactor de la central de Bushehr, de 1.000 Mw de potencia eléctrica, empezaría a generar electricidad a partir de mediados del verano.

El 21 de julio de este año la semioficial agencia de noticias iraní Fars informó de que la puesta en marcha de la central nuclear de Bushehr quedaba aplazada hasta fines del año 2009. El director de Rosatom, la corporación estatal de energía nuclear de Rusia, Sergei Kiriyenko, comentó que la compañía tiene el propósito de poner en operación la central Bushehr para fines de año.

Los iranís desean aumentar su parque de centrales nucleares, por lo que se podrían llegar a construir entre tres y cinco centrales más en Bushehr y otros lugares por determinar (Se ha hablado de Ahwaz y Darhoen), con un coste de unos 3.200 millones de dólares (Estimaciones de 2001). En julio de 2008 se hablaba de construir 19 reactores más, seis de ellos operativos en 2020.

Momento en que se descarga de un barco el depósito regulador de presión del circuito primario del reactor.

Estados Unidos, Israel y algunos países europeos temen que se utilice la central para conseguir plutonio suficiente para fabricar armas atómicas, pese a las declaraciones en sentido contrario del gobierno iraní.

El presidente Mohammad Khatami dijo el 23 de diciembre de 2002 que Irán no tenía intención de desarrollar armas nucleares, por lo que el combustible consumido en la central de Bushehr será enviado a Rusia para su reprocesado y separación del plutonio generado (En un reactor de este tipo se pueden producir algo más de 200 Kg de plutonio al año, aunque parte de él se vuelve a consumir para producir electricidad en la misma central).

Vista del pozo que contiene la vasija del reactor. En la parte superior se puede ver el puente con la máquina de carga y descarga de las barras de combustible.

Normalmente en las centrales nucleares las barras de combustible permanecen en el reactor durante tres o cuatro años. En estas circunstancias se produce plutonio con un 60% de Pu-239, el 25% de Pu-240, el 10% de Pu-241, y un 1% de Pu-242. El Pu-240 tiene una alta tasa de fisión espontánea, por lo que la cantidad de Pu-240 en el plutonio para construir bombas generalmente no supera el 6%, con el 93% restante de Pu-239. Concentraciones más altas de Pu-240 pueden provocar la detonación espontánea de las bombas. Para la producción de plutonio para fabricar bombas, con una baja concentración de Pu-240, las barras de combustible del reactor de una central nuclear tendrían que ser cambiadas con frecuencia, cada cuatro meses o menos.

La empresa Siemens diseñó originalmente esta central sobre el modelo de la central alemana Biblis. Cuando se fueron los alemanes el reactor Bushehr I estaba construido en un 85% y el Bushehr II estaba en parte iniciado. Durante la Revolución iraní de 1979 el ayatolá Homeini declaró el proyecto "antiislámico", y el gobierno de Mehdi Bazargan pronto lo abandonó.

Midiendo la holgura existente en el mecanismo de extracción de las barras de combustible.

El domo que alberga el reactor tiene forma cilíndrica con un casquete semiesférico colocado encima y 60 metros de diámetro. La vasija de contención de acero tiene forma esférica y mide 56 metros de diámetro.

La mayor parte de las edificaciones exteriores se han mantenido inalteradas, incluido el pórtico montado en el exterior del domo para la introducción de piezas y materiales en el interior del reactor.

El edificio del reactor dispone de dos elementos de contención, uno formado por una vasija de acero y el otro por un escudo de contención externo de hormigón. En su interior queda el reactor y el circuito primario de refrigeración. El diseño alemán estableció una vasija de acero de 56 metros de diámetro, capaz de resistir una presión de 5,7 atmósferas, suficientes para soportar la presión en caso de accidente. El escudo exterior de hormigón actúa como una barrera contra la radiación directa del edificio del reactor y como un escudo protector de la planta contra impactos externos.

El diseño alemán incluía la construcción de edificios auxiliares, entre los que se cuenta el que alberga la turbina de vapor y el alternador, construídos con vigas de hormigón pretensado.

El conjunto turboalternador funciona a 1.500 revoluciones por minuto. La turbina tiene una etapa de doble flujo y alta presión y tres etapas de baja presión. Las paredes del edificio de turbinas ayudan a reducir el ruido. Los edificios situados entre los dos reactores albergan los talleres, una planta de purificación de agua, el laboratorio, espacios comunes para los trabajadores, así como los generadores diesel de emergencia para la Unidad I.

El reactor alemán del tipo Biblis necesitaba para operar unos 500 trabajadores, entre los que se encontraban unos 40 técnicos.

La industria rusa ha proporcionado a los iranís, para la central de Bushehr, un reactor de agua ligera modelo VVER-1000 (aka WWER-1000) de entre 950 y 1.073 Mw eléctricos de potencia. El reactor VVER-1000 tiene una configuración similar a la de la Unidad Cuatro de la planta rusa de Balakovskaya en Balakovo, Saratov. El reactor ruso se instaló en las estructuras originales diseñadas para el reactor alemán de 1.200-1.300 Mw eléctricos de potencia. Como que los generadores de vapor horizontales del reactor VVER-1000 son más grandes que los del diseño original alemán, se necesitó una ampliación del edificio del reactor existente, aunque el domo terminado aun se parece al diseño alemán.

Vista de la sala del turboalternador.

Aunque las centrales nucleares Soviéticas se diferenciaran de las centrales nucleares Occidentales en muchos sentidos, incluyendo los sistemas de seguridad, el diseño del reactor VVER-1000 tiene una estructura de contención como las de la mayor parte de las centrales nucleares europeas o americanas. Aunque los conceptos básicos utilizados por los ingenieros rusos son similares a los utilizados por sus colegas en los Estados Unidos, Francia y Japón, el diseño del reactor soviético de agua a presión era muy diferente. Las siglas VVER indican que se trata de un reactor refrigerado por agua y moderado por agua.

El diseño del reactor VVER-1000 fue desarrollado entre 1975 y 1985, basado en las exigencias de un nuevo estándar nuclear soviético que incorporó algunas prácticas internacionales, en particular en el área de seguridad de planta. El diseño incorporó sistemas de seguridad utilizados en los anteriores modelos VVER-440 y V213, incluyendo una estructura de contención de hormigón armado pretensado similar a la usada en los reactores nucleares occidentales. En el VVER-1000 se dispusieron 4 circuitos primarios de refrigeración del núcleo del reactor, cada uno con un generador horizontal de vapor.

Irán esperaba el primer envío de 90 toneladas de uranio enriquecido de Rusia en mayo de 2003. Sin embargo el 12 de junio de 2003 el Ministro de defensa ruso Sergei Ivanov declaró que Rusia entregaría el combustible nuclear para la central nuclear en Irán sólo después de que Teherán firmase un memorándum que le obligaba a devolver el combustible consumido a Rusia.

La construcción del reactor nuclear de Bushehr está totalmente controlada por la OIEA.

Los rusos realizaron la primera entrega de combustible entre el 2007 y el 2008. En total fueron 163 barras de combustible normal y 17 barras de combustible de emergencia, que suman 82 toneladas de uranio, con una riqueza del 3,62% de uranio 235. Antes de que los contenedores de combustible nuclear abandonaran Rusia fueron sellados por los miembros de la OIEA y colocados en instalaciones de contención especiales. Los inspectores de la OIEA supervisaron la entrega de combustible nuclear. Según el acuerdo entre Rusia e Irán, cuando el combustible esté gastado, después de diez años de operación, los residuos serán devueltos a Rusia.

El 16 de diciembre de 2007 llegó el primer envío de combustible nuclear. El segundo envío contenía 24 barras de combustible transportadas por vía aérea a la central de Bushehr durante la noche del 27 de diciembre, y de forma similar en posteriores envíos, hasta el final del transporte.

Pantalla que muestra la actividad de las diferentes barras de combustible, en la sala de control.

En la actualidad están en construcción otras centrales nucleares en Irán. En enero de 2008 las obras de la central nuclear de Darhoen (Provincia de Khuzestán), construída bajo la dirección de técnicos iranís, iba a buen ritmo.

La central de Darhoen, de 360 megavatios, va a funcionar utilizando combustible nuclear de fabricación local. El enriquecimiento de este combustible nuclear será de un 2,5 a 3,5% del isótopo del uranio 235.

Todas las etapas de la construcción de la central de Darhoen están controladas por el Organismo Internacional de Energía Atómica y reúnen los requisitos de seguridad vigentes.

A comienzos de 2005, el parlamento de Irán ratificó el proyecto de ley sobre la construcción en el país de centrales nucleares con una potencia global de 20 mil megavatios. En diciembre de aquel mismo año, el Gobierno tomó la decisión de edificar la de Darhoen.

A finales de 2007, Teherán anunció que próximamente convocaría un concurso de adjudicación de contratos para la construcción de otras 19 centrales nucleares, de mil megavatios cada una.

Paneles con los indicadores y las alarmas de la sala de control.