Las explosiones en los reactores 1 y 3 se produjo por causas similares. Cuando ocurre un incidente en una planta de energía nuclear, como un accidente con pérdida de refrigerante o cuando la energía se pierde, por lo general la primera respuesta es tratar de despresurizar el reactor. Esto se hace mediante la apertura de las válvulas de alivio de presión en la vasija del reactor. La mezcla de agua/vapor entonces fluirá hacia abajo de la piscina de supresión, que para este diseño de un reactor está en la forma de un toro (término técnico para la forma de una rosquilla). Al soplar el vapor caliente en la piscina de supresión  parte del vapor caliente se condensa a la fase líquida, lo que ayuda a mantener la baja presión en la contención.

La presión en la vasija del reactor se reduce cambiando la mezcla de agua y de vapor. Es mucho más fácil para bombear el agua en el recipiente cuando está está a una presión reducida, por lo que es más fácil mantener el combustible enfriado. Este procedimiento estaba en marcha después del terremoto. Desafortunadamente, debido a la enorme magnitud del terremoto, un tsunami igualmente grande se generó. Este tsunami afectó a los generadores diesel en el sitio, así como a la subestación eléctrica. Sin energía para hacer funcionar las bombas y eliminar el calor, la temperatura del agua en la vasija del reactor comenzó a aumentar.

Con el aumento de la temperatura del agua en el núcleo, parte del agua empezó a vaporizar y, finalmente, no cubrió algunas de las barras del combustible nuclar. Las barras de combustible tienen una capa de revestimiento de material compuesto de una aleación de zirconio. Si zirconio es bastante caliente y ante la presencia de oxígeno (El vapor proporciona el oxígeno), entonces puede experimentar una reacción que produce gas de hidrógeno. El hidrógeno en concentraciones por encima del 4% es altamente inflamable cuando se mezcla con el oxígeno, sin embargo, no cuando está también en la presencia de un exceso de vapor de agua.

Conforme pasó el tiempo, la presión en la contención se elevó a un nivel mucho más alto que de costumbre. La contención representa el mayor obstáculo para la liberación de elementos radiactivos en el medio ambiente y no se debe permitir que falle a cualquier precio. La respuesta prevista a un evento como este es dar rienda suelta a parte del vapor a la atmósfera, sólo para mantener la presión bajo control.

Exactamente lo que pasó después no se ha verificado, sin embargo, lo siguiente es sea una de las explicacionesmás probables de la explosión. Se decidió dar rienda suelta a la tubería de vapor y que dieron lugar a un espacio por encima y fuera de contención, pero dentro del edificio del reactor. En este punto, el gas de vapor y el hidrógeno se mezcla con el aire en la parte superior del edificio del reactor. Esto todavía no era una mezcla explosiva debido a grandes cantidades de vapor de agua que se mezcla con el hidrógeno y el oxígeno (del aire). Sin embargo, la parte superior de este edificio es mucho más frío que el interior de la contención, y que el exterior. Esta situación daría lugar a la condensación de agua del vapor , lo que concentra la mezcla de hidrógeno y aire. Esto probablemente se prolongó durante un período prolongado de tiempo, y en algún momento una fuente de ignición (como una chispa de máquinas de motor) desató la explosión que se observó en las unidades 1 y 3. La parte superior del edificio del reactor fue severamente dañado, sin embargo, la estructura de contención no mostraron signos de daño.

Inmediatamente después de las explosiones hubo picos en los niveles de radiación detectados, porque había algunos materiales radioactivos en el vapor. Cuando el revestimiento de aleación de zirconio reacciona para producir hidrógeno y se producen algunos productos de fisión. La gran mayoría de los materiales radiactivos en el combustible se mantendrá en el combustible. Sin embargo, algunos de los productos de fisión son los gases nobles (xenón (Xe) y kriptón (Kr) y de inmediato dejarán las barras de combustible cuando la integridad del revestimiento se ve comprometida. Afortunadamente, Xe y Kr no son un peligro radiológico grave porque son químicamente inertes y no reaccionan con los seres humanos o las plantas. Además, pequeñas cantidades de yodo (I) y de cesio (Cs) pueden ser arrastrados con el vapor. Cuando el el reactor se ventila con el vapor el Xe y Kr habría seguido así como algunas pequeñas cantidades de I y Cs. Así, cuando el techo del edificio del reactor fue dañado, estos radionucleidos que se encontraban en el edificio del reactor también han sido liberados a la atmósfera. Esta es la razón, para el repentino aumento que se observó en los niveles de radiación. Estos niveles de radiación mayor, dosminuyen con rapidez. Esto se debe a que no hubo daños a la contención que pueda aumentar las cantidades de radionucleidos en libertad, y porque los radionucleidos liberados durante la explosión rápidamente se desintegran del todo o se dispersan.

La explosión del reactor 2

La información reciente indica que la unidad 2 puede haber sufrido una violación de la contención. La reducción de la presión de la unidad 2 se vio complicada por una válvula de alivio de la presión defectuosa, lo que complicó la inyección de agua de mar y la evacuación del vapor y el hidrógeno. Se informa de que las barras de combustible fueron expuestos por completo dos veces. Más detalles a seguir.

La explosión en el reactor 4

Un incendio fue reportado en la unidad 4, que estaba en un estado de cierre durante el terremoto y el tsunami por una parada programada. Los informes más recientes indican que el fuego se apagó. Más detalles también serán actualizados venir. Es cierto que más detalles se han conocido pero la gente del MIT siempre es más cautelosa en verificar lo sucedido pero lo más probable es que en todos los reactores esté sucediendo lo miso que los 1 y 2. Aumentando de esta forma paulatinamente las emisiones de vapor con radioactividad que pudieran afectar un radio mayor de personas.

Referencia

NSE: Nuclear Science and Engineering, MIT. http://mitnse.com/

El dueño de la planta, Tokyo Electric Power Company (TEPCO), informó a las 2:46 horas locales (12:46 GMT) “, que las turbinas y los reactores de la planta nuclear de Fukushima y particularmente las Unidades 1, 2 y 3 se apagaron automáticamente debido al terremoto Miyagiken-oki.

Estos reactores son tres de los seis reactores en funcionamiento en las instalaciones de nucleares Fukushima I. Todos ellos son reactores de agua hirviendo. La Unidad 1 tiene una potencia nominal de 460 megavatios, y las Unidades 2 y 3 cada uno tiene una potencia nominal de 784 megavatios.

TEPCO señaló que el estado de las detenciones fueron causadas por la pérdida de poder fuera del sitio “debido al mal funcionamiento de uno de los dos sistemas de energía exteriores”. Esta pérdida de poder disparó los generadores diesel de emergencia, que se encienden automáticamente para proporcionar la energía de reserva para los reactores.

Sin embargo, a las 3:41 pm locales (01:46 GMT), los generadores diesel de emergencia se apagaron, según TEPCO “debido al mal funcionamiento, lo que resulta en la pérdida completa de la corriente alterna para las tres unidades”. El hecho de que los generadores de diesel se apagaran es muy probablemente debido a la llegada del tsunami, que causó inundaciones en la zona. El terremoto tuvo su epicentro a 240 kilómetros de Japón, y se generó un tsunami que demoró aproximadamente una hora para llegar a las islas japonesas.

Esta falta de energía eléctrica como resultado es una de las condiciones más graves que pueden afectar a una central nuclear, es decir, “el apagón de la estación”, durante el cual se pierde la energía de emergencia fuera del emplazamiento y en el sitio de corriente alterna (CA). Las centrales nucleares en general, necesitan de alimentación de CA para operar los motores, válvulas e instrumentos que controlan los sistemas que proporcionan la refrigeración de agua para el núcleo radiactivo. Sin la alimentación de toda la energía alterna, las opciones para enfriar el núcleo son limitados.

Los reactores de agua hirviendo en Fukushima están protegidos por un aislamiento de refrigeración del núcleo del reactor (RCIC), el cual puede funcionar sin corriente alterna, ya que es impulsado a vapor y por lo tanto no requiere de bombas eléctricas. Sin embargo, sí requiere de alimentación de CC de las baterías de sus válvulas y controles para su funcionamiento.

Sin embargo, si la batería se agota antes de que se restablezca la alimentación de CA, el RCIC se detendrá así como el suministro de agua para el núcleo y el nivel del agua en el núcleo del reactor podría caer. Si cae lo suficiente, el núcleo se caliente y que el combustible se puede estropear. En última instancia, una “crisis nuclear” podría ocurrir: El núcleo podría llegar a calantarse tanto que podría formar una masa que se funde a través de la vasija del reactor de acero. Esto liberaría una gran cantidad de radiactividad de la nave en el edificio de contención que rodea el vaso. He aquí el gran peligro de lo que sucede en Fukushima.

El propósito del edificio de contención es mantener a la radiactividad atrapada y que no sea liberada al medio ambiente. Una crisis que incrementaría la presión en el edificio de contención. El problema es que en este momento no sabemos si el terremoto dañó el edificio de contención suficiente para afectar su capacidad de contener la presión y permitir que la radiactividad se salga.

La preocupación por un accidente grave es lo suficientemente alta que mientras TEPCO está tratando de restaurar la refrigeración, el gobierno ha evacuado un área de 10 km de radio de la zona alrededor del reactor.

Bloomberg News informó que la duración de la batería para el sistema RCIC es de ocho horas. Esto significa que las pilas se han agotado antes de las 10 am EST en la actualidad. No está claro si este informe es exacto, ya que sugiere que varias horas han transcurrido sin ningún tipo de refrigeración del núcleo. Bloomberg también informó de que Japón había obtenido seis baterías de respaldo y previstas para transportarlos al sitio, posiblemente en un helicóptero militar. No está claro cuánto tiempo tomaría esta operación.

También ha habido informes de noticias que la Unidad 2 de Fukushima también ha perdido su refrigeración del núcleo, lo que sugiere que su sistema de refrigeración (RCIC) ha dejado de funcionar, pero que la situación “se ha estabilizado”, aunque no se conoce públicamente cuál es la situación. Los informes de TEPCO y sus planes para liberar el vapor del reactor para reducir la presión, que había aumentado un 50% más de lo normal pueden ser consultados en el sitio (http://www.tepco.co.jp/en/index-e.html).

Referencia

All thing Nuclear (http://allthingsnuclear.org/)

Investigadores que llevan una década estudiando estos diminutos criaturas han identificado una posible causa de su capacidad para comportarse como las plantas.

Las plantas pueden ser comparados con máquinas generadoras de energía solar, sus células contienen pequeños orgánelos llamados plastidios que atrapan la luz solar y la convierten en energía mediante un proceso conocido como fotosíntesis. Los animales, por otra parte, dependen de las plantas u otros animales para sus necesidades de energía.

Esta babosa de mar, sin embargo, funciona un poco diferente. Su principal fuente de alimento es un tipo específico de alga. Al comerse el alga, chupa el citoplasma y digiere la mayor parte de ella pero conserva los plastidios.

Estos plastidios que permanecen en la babosa, continúan con la fotosíntesis y le sirven de alimento. Es decir, la criatura se convierte en una babosa de energía solar que es capaz de producir su propio alimento, como hacen las plantas.

“La fotosíntesis necesita alrededor de 2000 y 3000 genes, y los animales no tienen muchos de los genes críticos”. ¿Cómo lo hace la babosa para mantener la fotosíntesis activa?

Los científicos encontraron que este animal le ha robado literalmente los genes necesarios para la fotosíntesis y los posee en su genoma nuclear, algo que nunca ha sido visto en un animal”. “Lo más crítico es que los plastidios provienen de las algas, pero el núcleo de la babosa contiene varios de los genes necesarios para el funcionamiento de los plastidios”.

Eso significa que los “bebés” babosas nacen con los genes de apoyo para la fotosíntesis, pero tienen que recoger sus propios plastidios para desarrollarse. Manhart dice que si la babosa y el alga se enfrentan a las siempre cambiantes condiciones climáticas, la babosa podría convertirse en un animal fotosintético de verdad, es decir, uno que nace con la plastidios. Por ahora, el siguiente paso sería la secuenciación completa del genoma de la babosa.

Referencia

Rumpho ME, Worful JM, Lee J, Kannan K, Tyler MS, Bhattacharya D, Moustafa A, Manhart JR. Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Nov 18;105(46):17867-71. Epub 2008 Nov 11.

Mientras los líderes mundiales se reunen en la XV Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático que se celebra en Copenhague los científicos hacen un gran esfuerzo por constribuir con la reducción de los gases invernaderos.

La investigación, que aparece en la edición del 9 de diciembre de la revista Nature Biotechnology, tiene dos ventajas en el objetivo a escala mundial de alcanzar una economía de energía más limpia y más verde. En primer lugar, se recicla el dióxido de carbono, lo que reduciría los niveles de los gases de efecto invernadero resultantes de la quema de os combustibles fósiles. Y en segundo lugar, utiliza energía solar para convertir el dióxido de carbono en un combustible líquido que puede ser utilizado en la infraestructura energética existente, inclusive en la mayoría de los automóviles.

Mientras que otras alternativas a la gasolina incluyen los biocombustibles derivados de las plantas o algas, todos estos procesos requieren de varios pasos intermedios antes del refinamiento en los combustibles utilizables.

“Este nuevo enfoque evita la necesidad de la deconstrucción de la biomasa, ya sea en el caso de la biomasa de lacelulosa o la biomasa de las algas, lo que constitiye una barrera económica para la producción de los biocombustibles”, dijo el líder del equipo de James C. Liao, profesor de UCLA. “Por lo tanto, esto es potencialmente mucho más eficiente y menos costoso que el enfoque actual”.

Mediante el uso de la cianobacteria Synechoccus elongatus, los investigadores primero lograron genéticamente aumentar la fijación del dióxido de carbono, mediante el aumento de la enzima RuBisCO. Luego empalmaron los genes de otros microorganismos para diseñar una cepa que mediante la “ingesta” de dióxido de carbono y la luz solar produce gas isobutiraldehído. El bajo punto de ebullición y alta presión de vapor de este gas le permite fácilmente ser despojado del sistema.

Un lugar ideal para este sistema serían las centrales existentes que emiten dióxido de carbono, permitiendo potencialmente a los gases de efecto invernadero ser capturado y reciclados directamente en combustible líquido.

“Vamos a continuar para mejorar la velocidad y el rendimiento de la producción”, dijo Liao. “Otros obstáculos son la eficiencia de la distribución de la luz y la reducción de los costos del biorreactor. Estamos trabajando en las soluciones a estos problemas”.

Referencia

Shota Atsumi, Wendy Higashide, James C Liao. Nature Biotechnology 27, 1177 – 1180 (2009) Published online: 15 November 2009 | doi:10.1038/nbt.1586

Un equipo de científicos de Corea del Sur han logrado la producción de los polímeros utilizados cotidianamente para la fabricación de los plásticos. Esto lo lograron a través de la biotecnología en lugar de mediante el uso de productos químicos a base de combustibles fósiles. Esta investigación, que permitirá la producción de plásticos con conciencia ambiental, fue publicada en dos artículos en la revista de Biotecnología y Bioingeniería.

Los polímeros son moléculas que se encuentran en la vida cotidiana en forma de plásticos y gomas. El equipo, de la Universidad KAIST y la empresa química coreana LG Chem, dirigido por el Profesor Sang Yup Lee centró sus investigaciones en el ácido poliláctico (PLA), un biopolímero clave para la producción de los plásticos a través de los recursos naturales y renovables.

“El poliéster y otros polímeros que utilizamos a diario son en su mayoría derivados de los aceites fósiles a través de la refinería u otro proceso químico”, dijo Lee. “La idea de producir polímeros a partir de biomasa renovable ha atraído mucha atención debido a la creciente preocupación con los problemas ambientales y el carácter limitado de los recursos fósiles. El PLA se considera una buena alternativa a los plásticos a base de petróleo ya que es biodegradable y tiene una baja toxicidad para los seres humanos. “

Hasta ahora este biopolímero se ha producido en dos pasos: una fermentación y un proceso químico de polimerización, lo que hace complejo y caro. Ahora, a través de la utilización de una cepa de E. coli obtenida mediante la ingeniería metabólica, desarrollaron un proceso que produce el ácido poliláctico y sus copolímeros través de la fermentación directa. Esto hace que la producción renovable de PLA y de lactatos contengan copolímeros más baratos y sea un proceso más rentable. Esto significa que una cepa de E. coli modificada genéticamente ahora es capaz de producir eficientemente los polímeros artificiales, a través de un solo proceso de fermentación”.  Esto permite la producción de polímeros de poliéster a través de la fermentación microbiana directa de los recursos renovables.

“El calentamiento global y otros problemas ambientales están instando a desarrollar procesos sostenibles basadas en los recursos renovables”, concluyeron los autores “Esta nueva estrategia debería ser en general útil para el desarrollo de otros organismos capaces de producir diferentes polímeros naturales por fermentación directa de los recursos renovables”.

Referencia

1. Taek Ho Yang, Tae Wan Kim, Hye Ok Kang, Sang-Hyun Lee, Eun Jeong Lee, Sung-Chul Lim, Sun Ok Oh, Ae-Jin Song, Si Jae Park, Sang Yup Lee. Biosynthesis of polylactic acid and its copolymers using evolved propionate CoA transferase and PHA synthase. Biotechnology and Bioengineering, 2010; 105 (1): 150 DOI: 10.1002/bit.22547
2. Yu Kyung Jung, Tae Yong Kim, Si Jae Park, Sang Yup Lee. Metabolic engineering of Escherichia coli for the production of polylactic acid and its copolymers. Biotechnology and Bioengineering, 2010; 105 (1): 161 DOI: 10.1002/bit.22548

En la Conferencia “Osnabrücker Baumpflegetagen” (una de las conferencias anuales más importante de Alemania en todos los aspectos de la crianza de los bosques). Francisco Schwarze, un investigador suizo del Instituto Empa creó un violín “biotecnologico” y se atrevió a competir en una prueba a ciegas contra un Stradivarius. El resultado? El violín biotecnológico hecho de maderas tratadas con hongos venció al instrumento hecho por el gran maestro Antonio Stradivari.

El instrumento creado por el científico Francis Schwarze y el fabricante de violines suizo Michael Rhonheimer fue creado con una madera tratada con un hongo y fue especialmente seleccionado para participar en una prueba a ciegas contra un instrumento hecho en 1711 por el fabricante de violines de Cremona, Antonio Stradivari. En la prueba, el violinista estrella británico Mathew Trusler utilizó cinco instrumentos diferentes detrás de una cortina, para  un público que no sabía que violín se estaba ejecutando. Uno de los violines era el Stradivarius que posee el mismo Trusler y valorado en dos millones de dólares. Los otros cuatro fueron hechas por Rhonheimer – dos con madera tratada con hongos y los otros dos con madera sin tratar.

Un jurado de expertos, junto con los participantes de la conferencia juzgaron la calidad del tono de los violines. De los más de 180 asistentes, un número abrumador – 90 personas – sintió el tono del violín biotecnológico “Opus 58″ como el mejor. El Stradivarius de Trusler alcanzó el segundo lugar con 39 votos, pero sorprendentemente 113 miembros de la audiencia pensaron que  el “Opus 58″ era en realidad el Stradivarius. El violín “Opus 58″ fue de los tratados con hongos el que estuvo por más tiempo, aproximadamente nueve meses.

Juzgar la calidad de sonido de un instrumento musical en un ensayo ciego y muy subjetivo, puesto que se trata de complacer a los sentidos humanos. Sin embargo “No hay manera científica inequívoca de medir la calidad del tono.”

Los violines realizados por el maestro italiano Antonio Giacomo Stradivarius se consideran de una calidad sin precedentes, incluso hoy y los aficionados  dispuestos a pagar más de un millón y medio de dólares por un solo ejemplar. Incluso, los que fueron utilizados por los grandes solistas como Yehudi Menuhin o Jascha Heifetz tienen un valor incalculable llegando a valer en subastas hasta 3.5millones de dolares.

Horst Heger del Conservatorio de la ciudad de Osnabrück está convencido de que el éxito de violín del “hongo” representa una revolución en el campo de la música clásica. “En el futuro, incluso músicos jóvenes con talento podrá permitirse tener un violín con la calidad tonal de un Stradivarius increíblemente caro”. En su opinión, el factor más importante para determinar el tono de un violín es la calidad de la madera utilizada en su fabricación. Esto ha sido confirmado ahora por los resultados de la prueba a ciegas en Osnabruck.

Christopher Voigt y sus colegas notaron en nuevo estudio que el uso de los residuos de cultivos para producir halogenuros de metilo es una de las formas más atractivas  para transformar la biomasa en combustibles líquidos y materias primas químicas derivados del petróleo. Las plantas y los microbios producen metil haloideos naturalmente, pero en cantidades demasiado pequeñas para su uso comercial.

Mediante el uso de una base de datos de 89 genes de plantas, hongos y bacterias conocidas para producir halogenuros de metilo, los investigadores identificaron los genes que son los más susceptibles de producir los más altos niveles de estas sustancias. Los científicos entonces introdujeron estos genes en la levadura de la cerveza (Saccharomyces cerevisiae) – utilizada también en la elaboración de la cerveza y el vino – de modo que la células de la levadura producen los haluros de metilo en lugar de alcohol.

En los estudios de laboratorio, los dos microbios genéticamente modificados estimulan la producción de haluros de metilo desde mijo, cáscaras de mazorca de maíz, residuos de caña de azúcar y madera de álamo a altos niveles con potencial comercial.

Referencia:

Bayer et al. Synthesis of Methyl Halides from Biomass Using Engineered Microbes. Journal of the American Chemical Society, 2009; 131 (18): 6508 DOI: 10.1021/ja809461u