SMR: Qué son los pequeños reactores modulares nucleares, cómo funcionan y por qué son clave en el futuro energético

La energía nuclear ha vivido una auténtica revolución silenciosa en los últimos años con la llegada de los SMR, los Small Modular Reactors o pequeños reactores modulares nucleares. Aunque suene a ciencia ficción, estos sistemas compactos, seguros y flexibles están dando la vuelta al enfoque tradicional de la energía atómica. Lejos de las enormes centrales nucleares que todos imaginamos, los SMR prometen electrificar zonas remotas, complementar a las renovables, alimentar procesos industriales y, en definitiva, dar un salto adelante en eficiencia y seguridad.

Pero, ¿qué son exactamente los SMR, cómo funcionan, por qué están revolucionando el sector energético y cuáles son sus principales ventajas y desafíos? A continuación encontrarás una guía completa, clara y natural sobre los pequeños reactores modulares nucleares, sus tipos, sus aplicaciones, la situación mundial y todos los proyectos más destacados, incluyendo tanto los datos técnicos como su contexto económico y social. Si buscas la explicación definitiva, sigue leyendo, porque los SMR pueden cambiarlo todo.

¿Qué son los SMR y por qué están en boca de todos?

Los SMR, cuyas siglas provienen del inglés Small Modular Reactors, son reactores nucleares avanzados de pequeña capacidad (hasta 300 MWe por módulo) diseñados para ser fabricados en serie, transportados fácilmente y montados en destino de forma mucho más rápida y económica que una central nuclear tradicional. Aunque el concepto de ‘pequeño’ puede ser relativo, la definición habitualmente aceptada, utilizada por entidades como el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), establece ese límite en 300 megavatios eléctricos por unidad, lo que supone aproximadamente un tercio de la capacidad de una central convencional actual.

La principal diferencia respecto a los grandes reactores reside en su modularidad y en su escala: Los SMR están pensados desde su diseño para ser construidos por módulos prefabricados, lo que permite fabricar varios en serie en una factoría y luego transportarlos e instalarlos en el emplazamiento final, ya sea en tierra, zonas aisladas o incluso plataformas flotantes.

Esto abre posibilidades impensables para la nuclear: desde alimentar poblaciones remotas, islas o instalaciones industriales que no justificarían una gran central, hasta combinarse con energías renovables para lograr una red más estable, pasando por su uso en calefacción urbana, desalinización de agua o generación de hidrógeno.

Del mito a la realidad: El contexto mundial de los SMR

El auge de los SMR no es un fenómeno aislado, sino que responde a la necesidad global de descarbonizar el mix energético, aumentar la flexibilidad de la red y reducir los riesgos asociados a la construcción de grandes plantas nucleares.

Actualmente, más de 70 diseños distintos de SMR se encuentran en desarrollo o en fase de construcción en países de todo el mundo. Estados Unidos, Canadá, China, Argentina, Rusia, Reino Unido, Corea del Sur y la Unión Europea son algunos de los líderes en esta nueva carrera nuclear.

El respaldo internacional es firme: organismos como el han creado plataformas específicas para facilitar el despliegue seguro y sostenible de los SMR, y la Unión Europea, a través de alianzas industriales y programas de innovación, apuesta claramente por ellos como parte de su hoja de ruta hacia la neutralidad climática.

Entre los primeros hitos reales destaca la planta flotante rusa Akademik Lomonosov, que entró en operación en 2019 en Chukotka, llevando electricidad a una región remota, y el HTR-PM chino, el primer reactor modular de alta temperatura refrigerado por gas, operativo comercialmente en 2023. Además, varios prototipos están en construcción en Argentina (CAREM-25) y se han aprobado proyectos como NuScale en EE.UU. (aunque con dificultades económicas). La variedad de aplicaciones y tecnologías crece cada año, consolidando el papel estratégico de los SMR.

¿Por qué surgen los SMR? Retos de la energía nuclear tradicional

La energía nuclear convencional ha sido durante décadas uno de los pilares en la generación de electricidad libre de emisiones masivas de CO₂. Sin embargo, grandes centrales requieren inversiones elevadísimas (del orden de miles de millones de euros), largos períodos de construcción (a menudo por encima de los 8 años), estrictos requisitos geológicos y de refrigeración, y presentan desafíos de seguridad y gestión de residuos. El ejemplo del reactor Olkiluoto 3 en Finlandia, que tardó más de 15 años en completarse y multiplicó su presupuesto, es solo uno entre muchos.

Tras décadas de poca innovación y de cierto abandono tras los accidentes históricos, el sector nuclear se enfrenta ahora a la necesidad de atraer inversión, mejorar su imagen pública y resolver el problema de la escalabilidad y la flexibilidad, sobre todo frente al auge de las renovables. Los SMR son la respuesta tecnológica y económica a esta encrucijada.

Características clave y ventajas de los SMR frente a los reactores convencionales

• Escala y modularidad: Los SMR pueden instalarse como una única unidad de baja potencia o como varios módulos que, conectados, logran potencias similares a las grandes centrales, ofreciendo flexibilidad y adaptabilidad a la demanda.
• Fabricación en serie y construcción rápida: Los módulos se fabrican en factoría bajo estrictos controles, se transportan preensamblados y se montan en destino, reduciendo drásticamente los tiempos y riesgos de construcción, y con ello los sobrecostes habituales.
• Ubicación flexible: Gracias a su tamaño reducido y menor dependencia de grandes fuentes de agua, pueden instalarse en lugares remotos, islas, zonas industriales o plataformas marinas.
• Mayor seguridad: Incorporan diseños modernos con sistemas de seguridad pasivos (que no requieren intervención humana ni energía externa), menores cargas de combustible y barreras de contención adicionales, lo que facilita la gestión de situaciones de emergencia y reduce el riesgo de accidente.
• Operación más sencilla y menor mantenimiento: Muchos diseños permiten operar durante periodos más largos entre recargas (de 3-7 años, e incluso hasta 30 años en algunos modelos), con menor personal especializado y mayor automatización.
• Versatilidad de aplicaciones: Además de electricidad, pueden suministrar calor industrial, desalación de agua, producción de hidrógeno o calefacción urbana, entre otros usos.
• Menor generación de residuos (en proporción) y gestión más simple: Al ser más pequeños, generan menos residuos por unidad y facilitan su transporte o almacenamiento, aunque su proliferación puede suponer nuevos retos regulatorios.
• Potencial para la hibridación con renovables: Su capacidad para variar la producción y su rapidez de respuesta permiten integrarlos fácilmente en sistemas energéticos junto a solar, eólica y otras fuentes variables.

Desafíos económicos y tecnológicos: El caso del proyecto NuScale y la economía de escala

No todo es un camino de rosas en el mundo de los SMR. Como toda tecnología emergente, existe el riesgo de que los costes, al menos en las primeras fases, se disparen debido a la falta de experiencia, la ausencia de economías de escala y la incertidumbre regulatoria.

Un ejemplo paradigmático lo representa el proyecto NuScale en Estados Unidos, presentado como el gran abanderado de los SMR occidentales: planteado en 2015 con 12 reactores para generar 600 MW a un precio inicial de 3.000 millones de dólares, a finales de 2023 su coste estimado se había multiplicado por tres y la potencia reducida, lo que llevó a su cancelación.

El problema de escala afecta tanto a los SMR como antes a las grandes nucleares: hasta que no se fabriquen y se instalen varios modelos en serie, los costes iniciales pueden ser elevados. Sin embargo, gigantes como Google, Microsoft o Amazon ya han mostrado su interés invirtiendo en proyectos de este tipo, y muchos expertos prevén que en cuanto varias plantas demuestren su viabilidad, los costes bajarán de forma acelerada.

Tipos de SMR: tecnologías y clasificaciones

Lejos de ser una única tecnología, el universo de los SMR engloba una amplia gama de diseños que se diferencian por el tipo de refrigerante, el combustible utilizado, la potencia, el ciclo operativo y las aplicaciones potenciales. Aquí tienes una visión general:

• SMR refrigerados por agua (PWR y BWR): Son los más similares a los reactores grandes actuales, pero a menor escala. Utilizan agua a presión como moderador y/o refrigerante, y suelen emplear combustible de óxido de uranio. Tipos como el CAREM-25 argentino, NuScale estadounidense o UK-SMR británico pertenecen a esta familia.
• SMR de alta temperatura refrigerados por gas (HTGR): Utilizan helio como refrigerante y permiten alcanzar temperaturas superiores a 750°C, lo que los hace ideales para aplicaciones industriales y para la producción de hidrógeno. Ejemplos: HTR-PM en China o HTMR-100 en Sudáfrica.
• SMR de sales fundidas (MSR): Emplean sales de fluoruro fundidas como refrigerante y, a menudo, como medio de transporte del combustible, alcanzando altas temperaturas con presiones bajas. Ofrecen grandes ventajas de seguridad y flexibilidad de combustible. Ejemplo: CMSR danés, FUJI japonés, IMSR-400 canadiense.
• SMR de neutrones rápidos: Utilizan refrigerantes como sodio o plomo, permitiendo reaprovechar residuos nucleares y reducir la cantidad de residuos peligrosos. Ejemplos: ALFRED en Italia, LFR-AS-200 en Luxemburgo.
• SMR marinos y microrreactores: Diseñados para instalarse en plataformas flotantes, buques o zonas sin conexión a red eléctrica, y con potencias incluso inferiores a 10 MWe. El ejemplo principal es el KTL-405 ruso utilizado en la planta flotante Akademik Lomonosov.

Combustible y ciclos operativos en los SMR

El combustible en los SMR varía según el diseño. Los más convencionales emplean óxidos de uranio con bajo enriquecimiento (<5%) o mezclas MOX (óxido de uranio y plutonio). Otros buscan innovar con torio como alternativa menos proliferante, especialmente impulsado por la escasez de uranio y el potencial de obtener un ciclo de residuos más benigno.

Una de las grandes ventajas de los SMR es su capacidad para operar durante periodos más largos sin recargar combustible: los intervalos van desde 3-7 años hasta 30 años en algunos diseños experimentales. Los reactores de sales fundidas o de combustible TRISO pueden recargar en línea, sin necesidad de parar la planta.

¿Para qué sirven los SMR además de generar electricidad?

Si bien su aplicación principal sigue siendo la producción de electricidad sin emisiones, los SMR abren un abanico de aplicaciones que antes quedaban fuera del alcance de la nuclear convencional:

• Calor industrial: Especialmente los SMR de alta temperatura pueden alimentar procesos industriales difíciles de electrificar, como refinerías o producción de acero, favoreciendo la descarbonización de sectores tradicionalmente intensivos en CO₂.
• Desalinización de agua: Muchos diseños, sobre todo en Asia y Oriente Medio, contemplan la obtención de agua potable a partir de agua de mar, una necesidad creciente a nivel global.
• Producción de hidrógeno: Los SMR pueden generar temperaturas ideales para la producción eficiente de hidrógeno térmico, clave en la transición energética.
• Calefacción urbana y redes de distrito: En climas fríos, los SMR pueden suministrar energía térmica directa a redes de calefacción urbana, aumentando la eficiencia global del sistema.
• Electrificación de zonas remotas: Gracias a su tamaño y logística, los SMR pueden instalarse en comunidades alejadas de la red general o servir de respaldo en caso de emergencias.
• Cogeneración y aplicaciones híbridas: Combinados con renovables y almacenamiento, pueden optimizar la producción y aprovechar los excedentes energéticos.

Como último aspecto, los SMR ofrecen versatilidad y adaptabilidad a diferentes necesidades energéticas y geográficas. Su capacidad para variar en aplicaciones, desde generación eléctrica hasta procesos industriales, los posiciona como una herramienta clave para una transición energética más limpia y flexible.

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