Reactores modulares pequeños o SMR: qué son y cómo funcionan
La nueva generación de energía nuclear: tecnología avanzada para un sistema energético más flexible
Descarbonización Eficiencia energética
Los reactores modulares pequeños son una nueva generación de reactores de fisión diseñados para ser más versátiles, flexibles, escalables y eficientes. Su carácter modular permite fabricar componentes de forma industrializada y ensamblarlos posteriormente en el emplazamiento, reduciendo costes, plazos e incertidumbres en la construcción.
Los reactores modulares pequeños, conocidos como SMR por las siglas de Small Modular Reactors, representan la vanguardia tecnológica dentro de la energía nuclear de fisión. Su desarrollo busca ampliar las posibilidades de esta tecnología, incorporando diseños de menor tamaño, mayor estandarización y nuevas aplicaciones más allá de la generación eléctrica convencional, y están despertando un creciente interés en todo el mundo.
Frente al enfoque tradicional de las grandes centrales, diseñadas para producir grandes volúmenes de electricidad, los SMR son un nuevo diseño de reactor nuclear más compacto que incorpora las ventajas de la portabilidad y facilidad de construcción, lo que permite reducir costes y transportarlos a distintos lugares de difícil acceso. En un contexto marcado por el aumento de la demanda energética deslocalizada –ligada sobre todo al crecimiento de los centros de datos– y la necesidad de avanzar hacia economías bajas en carbono, los SMR se perfilan como una tecnología a seguir de cerca en el camino de la electrificación, reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y el refuerzo de la seguridad energética.
¿Qué es un SMR (Small Modular Reactor)? Definición y características:
Los reactores modulares pequeños, o reactores SMR, se presentan como una evolución de la tecnología nuclear orientada a responder a nuevos retos energéticos. Su menor tamaño, la posibilidad de fabricación en fábrica y su transporte por módulos podrían contribuir a reducir los tiempos de construcción en emplazamiento, mejorar la calidad de fabricación y facilitar despliegues más escalables.
Estos reactores cuentan generalmente con una potencia de hasta 300 megavatios eléctricos (MW) por unidad –aunque existen diseños avanzados de hasta 470 MWe–, lo que representa cerca de un tercio de la capacidad de generación de los reactores tradicionales. Su modularidad permite reducir tiempos y costes de construcción y facilita su despliegue progresivo. Dentro de esta categoría también se encuentran los llamados microrreactores, con capacidades aún menores generalmente por debajo de los 10 MW, pensados para aplicaciones específicas o ubicaciones remotas fuera de la red estatal.
Además de producir electricidad, el diseño novedoso de los SMR les permitirá desempeñar un papel relevante en aplicaciones industriales y energéticas complementarias. Entre sus usos potenciales se incluyen la producción de calor industrial, hidrógeno, desalación de agua, calefacción urbana, almacenamiento térmico o suministro energético a ubicaciones remotas.
En conjunto, los reactores nucleares modulares ofrecen una mayor adaptabilidad a diferentes necesidades energéticas. Su objetivo no es sustituir a las grandes centrales nucleares, sino complementar el parque existente, ampliando el alcance de la energía nuclear hacia nuevos segmentos de demanda y aplicaciones energéticas.
¿Cómo funcionan los reactores modulares pequeños?
Aunque el concepto es innovador, el principio de funcionamiento de un reactor modular pequeño se basa en una tecnología conocida y probada. Al igual que en otras centrales nucleares modulares, la generación de energía eléctrica parte de la fisión nuclear.
Fisión nuclear y sistemas de refrigeración pasiva
En un reactor nuclear, la electricidad se produce a partir de la fisión nuclear del uranio, un proceso en el que los núcleos atómicos se dividen liberando una gran cantidad de energía en forma de calor. Este calor se utiliza para generar vapor, que mueve una turbina conectada a un generador eléctrico.
Los SMR poseen un alto nivel de seguridad inherente, ya que por ejemplo utilizan sistemas de seguridad pasivos basados en los fenómenos de la naturaleza, como la circulación de refrigerante por gravedad o la transmisión de calor por convección, lo que permite una refrigeración indefinida sin la necesidad de acción del operador y con alta independencia de la alimentación exterior o reposición de agua. Algunos diseños de SMR contemplan la ubicación subterránea de los reactores, lo que proporciona más seguridad frente a posibles accidentes por sucesos externos y menos riesgo frente a acciones maliciosas. Asimismo, algunos SMR ofrecen la posibilidad de usar combustible gastado de reactores convencionales, lo que permitiría la reducción de residuos radiactivos y el incremento de la eficiencia global del ciclo.
Tecnologías: reactores de agua, sales fundidas y gas helio
No todos los reactores modulares pequeños son iguales. Algunos utilizan agua como refrigerante, siguiendo el modelo de los reactores tradicionales. Sin embargo, existen diseños más disruptivos que están explorando alternativas como refrigeración mediante sales fundidas, metales líquidos o gas a alta temperatura.
Los reactores de sales fundidas, por ejemplo, emplean mezclas de sales a alta temperatura que permiten operar a temperaturas más altas y con mayor eficiencia térmica. Por su parte, los reactores refrigerados por gas a alta temperatura, como el helio, ofrecen ventajas en términos de estabilidad y capacidad para proporcionar calor de proceso. Los SMR refrigerados por metales líquidos destacan por su excelente transferencia de calor y operación a baja presión. Esta diversidad tecnológica amplía las posibilidades de aplicación de la energía nuclear, tanto en la generación eléctrica como en usos industriales.
Principales ventajas de los SMR en las centrales nucleares modulares
Los SMR están ganando protagonismo a nivel mundial por una serie de ventajas que responden a los desafíos actuales del sector energético:
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Mayor seguridad y reducción de riesgos
Uno de los principales atractivos del reactor modular pequeño es su diseño orientado a la seguridad. La combinación de menor tamaño, sistemas pasivos de refrigeración y configuraciones simplificadas, así como diseños de combustibles avanzados, incrementa la robustez de la instalación, mejora los márgenes de seguridad y fortalece los márgenes de seguridad operativa.
Su menor potencia también implica un inventario radiactivo más reducido que en los reactores convencionales, lo que contribuye a limitar el impacto potencial de incidentes y facilita el desmantelamiento progresivo de las instalaciones al final de su vida útil.
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Ahorro de costes y tiempos de construcción
La fabricación en serie de módulos permite optimizar los procesos industriales, generar economías de aprendizaje y reducir costes. A diferencia de las grandes centrales, cuyos plazos de construcción en Occidente pueden superar una década, los SMR aspiran a completarse en periodos significativamente más cortos, no superando los cinco años. Esto supone un cambio de paradigma de la tradicional “economía de escala” hacia una “economía de serie”, basada en la estandarización y la producción repetitiva.
Estas ventajas se deben principalmente al menor tamaño de las plantas, el uso de diseños más simples y estandarizados y el ensamblaje de módulos prefabricados, lo que reduce la complejidad y plazos de las actividades de construcción en obra. Además, permiten una implantación gradual de la capacidad mediante la incorporación progresiva de módulos, reduciendo las necesidades de inversión inicial, reduciendo el riesgo financiero y adaptándose de forma más flexible al crecimiento de la demanda energética.
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Flexibilidad de ubicación e instalación
Gracias a su pequeño tamaño, las necesidades de terreno y uso de agua de los SMR son muy inferiores a las requeridas por las centrales convencionales, por lo que son atractivos para regiones con recursos hídricos limitados y/o con redes de distribución pequeñas, incluso para lugares remotos sin acceso a la red principal o instalaciones que requieren un suministro muy estable, como bases militares o complejos industriales.
Algunos países están evaluando la reutilización de antiguos emplazamientos de centrales de carbón para el despliegue de SMR, aprovechando las infraestructuras existentes, para acelerar la transición hacia sistemas energéticos con menos emisiones.
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Integración con energías renovables y nuevos usos industriales
Otra de las grandes ventajas de los SMR es su flexibilidad operativa. Su capacidad para modular la producción eléctrica con les permite complementar eficazmente a las energías renovables, favoreciendo su integración en sistemas de generación variable con alta presencia de energías renovables como la solar o la eólica. Además, algunos diseños de SMR integran almacenamiento energético mediante sales fundidas, lo que permite acumular energía durante varias horas del día y generar electricidad durante otras horas.
Más allá de la generación eléctrica, algunos diseños también están pensados para aplicaciones industriales mediante la generación de calor, tales como la producción de hidrógeno, la desalinización de agua de mar o el suministro de calor para procesos industriales.
Retos a los que se enfrentan los SMR
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Desarrollo de una cadena de suministro adecuada
La producción en serie de los módulos estandarizados de los SMR requiere fábricas capaces de producir y probar dichos módulos con los altos niveles de calidad y seguridad de la industria nuclear, lo cual es totalmente novedoso.
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Procesos de licenciamiento complejos
Muchos diseños incorporan tecnologías innovadoras que deben ser evaluadas y aprobadas por los reguladores de cada país antes de poder implementarlas, para las que es necesario modificar el marco regulatorio y legal actual, lo que puede alargar los plazos de licenciamiento.
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Altos costes iniciales
El desarrollo y certificación de un nuevo diseño de SMR exige grandes inversiones y puede requerir más de una década de trabajo antes de su finalización.
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Disponibilidad de combustible nuclear avanzado
Una parte significativa de los SMR avanzados utiliza combustibles de mayor enriquecimiento que los empleados en los reactores actuales. Actualmente, la capacidad industrial disponible para abastecer este tipo de combustible constituye uno de los principales desafíos para su despliegue comercial generalizado.
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Incertidumbre económica
Aunque los SMR prometen reducir costes a medida que la tecnología madure y alcance economías de serie, en la actualidad existe incertidumbre sobre sus costes reales de construcción y operación. Esto se debe a que gran parte de los diseños se encuentran todavía en fases tempranas de desarrollo, estando algunos prototipos empezando a construirse en varios países.
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Dependencia del apoyo financiero público
Dadas las elevadas inversiones necesarias para desarrollar y llevar al mercado estas tecnologías, el despliegue de los SMR depende actualmente, en gran medida, del apoyo gubernamental y de mecanismos de financiación específicos que impulsen su desarrollo y comercialización.
Situación actual de los SMR en el mundo
A nivel mundial, los reactores modulares pequeños (SMR) han pasado de ser una tecnología principalmente conceptual, a entrar en una fase de demostración y primeros proyectos comerciales, impulsados por la necesidad de descarbonizar la economía, reforzar la seguridad energética y abastecer la creciente demanda eléctrica de sectores como los centros de datos y la inteligencia artificial. Países como Estados Unidos, Reino Unido, Canadá, China o Rusia cuentan actualmente con numerosos proyectos en marcha, en distintas etapas de desarrollo, desde el licenciamiento de nuevos diseños o la construcción de los primeros prototipos hasta la entrada en operación de los diseños más avanzados.
El primer reactor modular pequeño operativo del mundo fue la central nuclear flotante Akademik Lomonosov, que comenzó a suministrar electricidad a la red en 2019 en Chukotka, una región remota del este de Rusia. También se encuentra en operación comercial desde 2023 el reactor HTR-PM chino, el primer reactor modular avanzado de alta temperatura conectado a la red eléctrica.
Organismos como el OIEA y la Agencia para la Energía Nuclear (NEA) están impulsando la cooperación internacional, el intercambio de conocimiento y análisis técnico de esta tecnología. También impulsan iniciativas y herramientas de seguimiento como el Panel de control digital del reactor modular pequeño
Enlace externo, se abre en ventana nueva. de la NEA, que recopila información sobre los proyectos de SMR en desarrollo a nivel mundial y su nivel de madurez.
En Europa, este esfuerzo se complementa con la European SMR Alliance, una iniciativa respaldada por la Comisión Europea que reúne a empresas, organismos de investigación, reguladores y potenciales usuarios con el objetivo de acelerar el desarrollo y despliegue de los SMR, fortalecer la cadena de suministro europea y fomentar la armonización de los marcos regulatorios. Por su parte, la Unión Europea considera los SMR como una tecnología estratégica para diversificar el mix energético y fortalecer la seguridad y autonomía energética, además de para perseguir los objetivos de descarbonización (Net Zero).
El papel de los SMR en la transición energética y el futuro
En un contexto marcado por la electrificación de la economía y el aumento de la demanda eléctrica, la energía nuclear se presenta como una tecnología complementaria a las energías renovables y una aliada clave en la transición energética. Las centrales nucleares producen electricidad de forma continua, y sin emitir gases de efecto invernadero, aportando estabilidad y seguridad de suministro al sistema eléctrico. Esta capacidad las convierte en un complemento idóneo para fuentes renovables como la solar o la eólica, cuya producción depende de las condiciones meteorológicas.
Este papel cobra especial relevancia ante el crecimiento de los centros de datos, impulsado por la expansión de la inteligencia artificial y los servicios digitales. Estas instalaciones requieren un suministro eléctrico fiable, disponible las 24 horas y abundante (rondando el 1 % de la demanda eléctrica mundial actual), lo que ha renovado el interés por la energía nuclear. Como muestra de esta tendencia, empresas tecnológicas como Google, Meta, Microsoft o Amazon ya han firmado acuerdos de compra de energía a largo plazo y alianzas con el sector nuclear para garantizar parte de su suministro futuro.
En este escenario, los reactores modulares pequeños pueden desempeñar un papel relevante gracias a su capacidad para desplegarse de forma gradual y adaptarse a distintas necesidades energéticas. Aunque su desarrollo comercial aún debe superar importantes retos tecnológicos, regulatorios y económicos, los SMR se perfilan como una de las tecnologías llamadas a contribuir a un sistema energético más limpio, flexible y resiliente.