Proyecto Plowshare

El Proyecto Plowshare fue el programa general de Estados Unidos para el desarrollo de técnicas que permitieran el uso de explosivos nucleares y grandes explosiones no nucleares con fines pacíficos en la construcción. El programa se organizó en junio de 1957 como parte de la iniciativa mundial Átomos para la Paz . Como parte del programa, se detonaron 35 ^{[ 1 ]} ojivas nucleares en 27 pruebas distintas. Un programa similar se llevó a cabo en la Unión Soviética bajo el nombre de Explosiones Nucleares para la Economía Nacional , aunque el programa soviético consistió en 124 pruebas.

Las demostraciones exitosas de usos no bélicos de explosivos nucleares incluyen voladuras de rocas , estimulación de gas compacto , fabricación de elementos químicos , ^{[ a ]} desvelar algunos de los misterios del proceso R de la nucleosíntesis estelar y sondear la composición de la corteza profunda de la Tierra , creando datos de vibrosísmica de sismología de reflexión que han ayudado a los geólogos y a las empresas mineras en la prospección posterior . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

La prueba nuclear Sedan , inusualmente grande y con salida atmosférica, llevó a los geólogos a determinar que el cráter Barringer se formó como resultado del impacto de un meteorito y no de una erupción volcánica , como se había supuesto anteriormente. Este se convirtió en el primer cráter en la Tierra cuya formación fue demostrada definitivamente como resultado de un impacto. ^{[ 5 ]}

Los impactos negativos de las pruebas del Proyecto Plowshare generaron una importante oposición pública, que finalmente llevó a la terminación del programa en 1977. ^{[ 6 ]} Estas consecuencias incluyeron agua tritiada (que CER Geonuclear Corporation proyectó que aumentaría a un nivel del 2 % del nivel máximo entonces permitido para el agua potable) ^{[ 7 ]} y la deposición de lluvia radiactiva de material radiactivo inyectado en la atmósfera antes de que las pruebas subterráneas fueran obligatorias por tratado .

Al explotar los usos pacíficos del "átomo amigo" en aplicaciones médicas, remoción de tierra y, posteriormente, en centrales nucleares, la industria nuclear y el gobierno buscaron calmar los temores públicos sobre la tecnología nuclear y promover la aceptación de las armas nucleares . ^{[ 8 ]} En el apogeo de la Era Atómica , el gobierno federal de los Estados Unidos inició el Proyecto Plowshare, que implicaba "explosiones nucleares pacíficas". El presidente de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos en ese momento, Lewis Strauss , anunció que el proyecto Plowshares tenía como objetivo "resaltar las aplicaciones pacíficas de los dispositivos explosivos nucleares y, por lo tanto, crear un clima de opinión mundial más favorable al desarrollo y las pruebas de armas". ^{[ 9 ] [ 10 ]} Estas pruebas tenían como objetivo demostrar que las bombas atómicas pueden usarse con fines pacíficos, que la espada atómica podía convertirse en una reja de arado.

Bocetos artísticos para la excavación de la ruta propuesta por Plowshare para la carretera, el ferrocarril y el canal.

Entre los usos propuestos para los explosivos nucleares en el marco del Proyecto Plowshare se incluían la ampliación del Canal de Panamá , la construcción de una nueva vía fluvial a nivel del mar a través de Nicaragua , apodada el Canal Panatómico, la apertura de caminos a través de zonas montañosas para la construcción de carreteras y la conexión de sistemas fluviales interiores. Otras propuestas contemplaban la voladura de cavernas para el almacenamiento de agua, gas natural y petróleo. También se consideró seriamente el uso de estos explosivos para diversas operaciones mineras. Una propuesta sugería el uso de explosiones nucleares para conectar acuíferos subterráneos en Arizona . Otro plan implicaba la voladura superficial en la ladera occidental del Valle de Sacramento , en California , para un proyecto de transporte de agua. ^{[ 6 ]}

Una de las primeras propuestas serias de creación de cráteres que estuvo a punto de llevarse a cabo fue el Proyecto Chariot , que habría utilizado varias bombas de hidrógeno para crear un puerto artificial en Cabo Thompson, Alaska . Nunca se realizó debido a la preocupación por las poblaciones nativas y al hecho de que el potencial de uso del puerto era escaso para justificar su riesgo y costo. ^{[ 11 ]}

El proyecto Carryall , ^{[ 12 ]} propuesto en 1963 por la Comisión de Energía Atómica , la División de Carreteras de California (ahora Caltrans ) y el Ferrocarril Santa Fe , habría utilizado 22 explosiones nucleares para excavar un enorme corte de carretera a través de las montañas Bristol en el desierto de Mojave , para dar cabida a la construcción de la Interestatal 40 y una nueva línea ferroviaria. ^{[ 6 ]}

Un proyecto propuesto en un memorándum de 1963 por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore habría utilizado 520 explosiones nucleares de 2 megatones para excavar un canal a través del desierto del Negev en Israel a un costo estimado de 575 millones de dólares (5 mil millones de dólares en 2021), para servir como ruta alternativa al Canal de Suez . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Al final del programa, un objetivo principal era desarrollar explosivos nucleares y técnicas de voladura para estimular el flujo de gas natural en formaciones de yacimientos subterráneos compactos. En la década de 1960, se propuso un proceso modificado de extracción de petróleo de esquisto in situ que implicaba la creación de una chimenea de escombros (una zona en la formación de esquisto bituminoso creada al romper la roca en fragmentos) utilizando un explosivo nuclear . ^{[ 15 ]} Sin embargo, este enfoque se abandonó por varias razones técnicas.

La primera explosión nuclear pacífica (PNE, por sus siglas en inglés) fue el Proyecto Gnome , realizado el 10 de diciembre de 1961 en un yacimiento de sal a 39 km al sureste de Carlsbad , en el sureste de Nuevo México . La explosión liberó 3,1 kilotones (13 TJ ) de energía a una profundidad de 361 m , lo que resultó en la formación de una cavidad de 52 m de diámetro y 24 m de altura. La prueba tenía varios objetivos, el más conocido de los cuales era la generación de vapor que luego podría usarse para generar electricidad. Otro objetivo era la producción de radioisótopos útiles y su recuperación. Un experimento más involucraba la física del tiempo de vuelo de neutrones , y un cuarto experimento involucraba estudios geofísicos basados ​​en una fuente sísmica cronometrada. Solo el último objetivo se consideró un éxito total. La explosión liberó vapor radiactivo involuntariamente mientras la prensa observaba. El experimento de detonación del Proyecto Coach, que estaba parcialmente desarrollado y que debía realizarse junto con la prueba del Gnomo, fue cancelado.          

Se realizaron varias explosiones de prueba de concepto para la formación de cráteres; incluyendo la explosión Buggy de cinco dispositivos de 1 kilotón para un canal/zanja en el Área 30 y la mayor de 104 kilotones (435 terajulios ) el 6 de julio de 1962, en el extremo norte de Yucca Flats , dentro del Sitio de Pruebas de Nevada (NTS) de la Comisión de Energía Atómica en el sur de Nevada. La explosión, " Sedan ", desplazó más de 12 millones de toneladas cortas (11.000 millones de kilogramos) de suelo y resultó en una nube radiactiva que se elevó a una altitud de 12.000 pies (3,7 km) . La columna de polvo radiactivo se dirigió hacia el noreste y luego hacia el este, hacia el río Misisipi . ^{[ 6 ]}    

Durante los siguientes 11 años, se realizaron 26 pruebas nucleares más en el marco del programa PNE de Estados Unidos. Los restos radiactivos de 839 explosiones nucleares subterráneas estadounidenses permanecen enterrados y la Oficina de Nevada del Departamento de Energía (DOE) ha considerado que su remoción es inviable. La financiación finalizó discretamente en 1997, y los costos del programa se han estimado en más de 770 millones de dólares estadounidenses. ^{[ 6 ]}

La Operación Plowshare «comenzó con grandes expectativas y esperanzas». Los planificadores creían que los proyectos podrían completarse de forma segura, pero había menos confianza en que pudieran completarse de manera más económica que con los métodos convencionales. Además, no contaban con suficiente apoyo público ni del Congreso. Los proyectos Chariot y Coach fueron dos ejemplos en los que los problemas técnicos y las preocupaciones ambientales impulsaron estudios de viabilidad adicionales que duraron varios años, y finalmente ambos proyectos fueron cancelados. ^{[ 2 ]}

Grupos ciudadanos manifestaron su preocupación y oposición a algunas de las pruebas del Proyecto Plowshare. Existía la preocupación de que los efectos de la explosión del Schooner pudieran secar pozos activos o provocar un terremoto. Hubo oposición a las pruebas de Rulison y Río Blanco debido a las posibles operaciones de quema de gas radiactivo y otros riesgos ambientales. ^{[ 2 ]} En un artículo de 1973, Time utilizó el término "Proyecto Dudoso" para describir la Operación Plowshare. ^{[ 19 ]}

Varias de las 27 explosiones nucleares del Proyecto Plowshare tuvieron consecuencias negativas, principalmente las realizadas en los inicios del proyecto y las que tuvieron una potencia explosiva muy alta.

Sobre el Proyecto Gnome y la prueba del sedán: ^{[ 6 ]}

El Proyecto Gnome liberó vapor radiactivo sobre la misma tribuna de prensa que había sido convocada para confirmar su seguridad. La siguiente explosión, una detonación de 104 kilotones en Yucca Flat, Nevada, desplazó 12 millones de toneladas de suelo y generó una nube de polvo radiactivo que se elevó 3700 metros (12 000 pies  ) y se dirigió hacia el río Misisipi. Otras consecuencias —tierras degradadas, comunidades reubicadas, agua contaminada con tritio, radiactividad y lluvia radiactiva de escombros lanzados a gran altura a la atmósfera— fueron ignoradas y minimizadas hasta que el programa fue cancelado en 1977, debido en gran parte a la oposición pública. ^{[ 6 ]}

El Proyecto Plowshare muestra cómo algo destinado a mejorar la seguridad nacional puede, sin querer, tener el efecto contrario si no se consideran plenamente las consecuencias sociales, políticas y ambientales. También «subraya que el resentimiento y la oposición pública pueden paralizar los proyectos». ^{[ 6 ]}

El científico social Benjamin Sovacool sostiene que el principal problema de la estimulación de petróleo y gas, considerada por muchos como el uso económico más prometedor de las detonaciones nucleares, radicaba en que el petróleo y el gas producidos eran radiactivos, lo que provocó el rechazo de los consumidores y, en última instancia, la caída del programa. ^{[ 6 ]} Sin embargo, el petróleo y el gas a veces son naturalmente radiactivos desde el principio, y la industria está preparada para lidiar con petróleo y gas que contienen contaminantes radiactivos. ^{[ 21 ]} El historiador Dr. Michael Payne señala que fue principalmente el cambio de opinión pública, en respuesta a eventos como la Crisis de los Misiles de Cuba , lo que impulsó las protestas, ^{[ 22 ]} los juicios y la hostilidad general que pusieron fin a los esfuerzos de estimulación de petróleo y gas. Además, a medida que pasaban los años sin un mayor desarrollo y la producción de armas nucleares se ralentizó, el interés en las aplicaciones pacíficas disminuyó en las décadas de 1950 y 1960. En los años siguientes se desarrollaron técnicas de estimulación no nucleares más económicas, adecuadas para la mayoría de los yacimientos de gas estadounidenses. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

Como punto de comparación, el esfuerzo de estimulación nuclear más exitoso y rentable que no resultó en problemas de contaminación del producto del cliente fue el Proyecto Neva de 1976 en el campo de gas Sredne-Botuobinsk en la Unión Soviética , que fue posible gracias a múltiples explosivos de estimulación más limpios, estratos rocosos favorables y la posible creación de una cavidad subterránea para el almacenamiento de contaminantes. ^{[ 25 ] [ 26 ]} La Unión Soviética mantiene el récord de los dispositivos nucleares más limpios/de menor fracción de fisión demostrados hasta ahora.

Los récords públicos de dispositivos que produjeron la mayor proporción de su rendimiento a través de reacciones de fusión exclusiva, y que por lo tanto crearon cantidades mucho menores de productos de fisión de larga duración como resultado, son las explosiones nucleares pacíficas de la URSS de la década de 1970, con las tres detonaciones que excavaron parte del canal Pechora-Kama , citadas como 98% fusión cada una en los tres dispositivos de rendimiento explosivo de 15 kilotones de la prueba Taiga , es decir, una fracción de fisión total de 0,3 kilotones en un dispositivo de 15 kt. ^{[ 27 ]} En comparación, los siguientes tres dispositivos de alto rendimiento de fusión fueron todos demasiado altos en rendimiento explosivo total para la estimulación de petróleo y gas: la Tsar Bomba de 50 megatones logró un rendimiento del 97% derivado de la fusión, ^{[ 28 ]} mientras que en los EE. UU., la prueba Hardtack Poplar de 9,3 megatones se reporta como 95,2%, ^{[ 29 ]} y la prueba Redwing Navajo de 4,5 megatones como 95% derivado de la fusión. ^{[ 30 ]}

Estados Unidos realizó 27 disparos de PNE junto con otras series de pruebas relacionadas con armas. ^{[ 2 ]} Un informe de la Federación de Científicos Estadounidenses incluye rendimientos ligeramente diferentes a los que se presentan a continuación. ^{[ 31 ]}

Además de las pruebas nucleares, Plowshare ejecutó varios proyectos de prueba no nucleares en un intento por aprender más sobre cómo se podrían utilizar mejor los explosivos nucleares. Varios de estos proyectos dieron lugar a una utilidad práctica, así como a un mayor conocimiento sobre explosivos de gran tamaño. Estos proyectos incluyeron: ^{[ 2 ]}

Se propusieron varios proyectos y se realizó cierta planificación, pero no se llevaron a cabo. Aquí se presenta una lista de los mismos: ^{[ 2 ]}

• Movimiento de arados
• Átomos para la Paz
• Explosiones nucleares para la economía nacional : el programa o programas soviéticos equivalentes que lograron el estatus de "aplicación práctica".
• Era atómica
• El Proyecto Orión fue un estudio realizado entre las décadas de 1950 y 1960 sobre la propulsión de naves espaciales mediante la detonación de bombas nucleares detrás de ellas.
• El Grupo de Cráterización Nuclear , una organización del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. en el Laboratorio de Radiación Lawrence, se centró en el uso de explosivos nucleares para aplicaciones de excavación y canteras.

• Scott Kaufman. 2023. Proyecto Plowshare: El uso pacífico de explosivos nucleares en la América de la Guerra Fría . Cornell University Press.
• Reseña del OIEA sobre el libro de 1968: Los usos constructivos de las explosiones nucleares, de Edward Teller.
• “La contención de explosiones nucleares subterráneas”, Director del proyecto Gregory E van der Vink, Congreso de los Estados Unidos, Oficina de Evaluación Tecnológica, OTA-ISC-414, (octubre de 1989).

• "Arado (1961) – Comisión de Energía Atómica de EE. UU." en YouTube
• Bolt, Bruce A (1976), Explosiones nucleares y terremotos: El velo partido , San Francisco: WH Freeman & Co, ISBN 0-7167-0276-2.
• Hansen, Chuck (1988). Armas nucleares estadounidenses: La historia secreta . Aerofax. ISBN 0517567407.
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• Kirsch, Scott (2005), Proving Grounds: Project Plowshare and the Unrealized Dream of Nuclear Earthmoving , New Brunswick, NJ y Londres: Rutgers University Press.
• Miller, Richard L (1999), Bajo la nube: Las décadas de las pruebas nucleares , Woodlands, TX: Two Sixty Press, ISBN 1-881043-05-3.
• Schwartz, Stephen I, ed. (1998), Auditoría atómica: Los costos y consecuencias de las armas nucleares estadounidenses desde 1940 , Washington, DC: Brookings Institution Press, ISBN 0-8157-7773-6Consultado el 17 de agosto de 2016..
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• "Antecedentes", I-131 radiactivo procedente de la lluvia radiactiva , Instituto Nacional del Cáncer, 5 de diciembre de 2014.
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• "Plowshare", NV (PDF) , EE. UU.: DOE, archivado del original (PDF) el 7 de septiembre de 2006, Desclasificación de los rendimientos de 11 pruebas nucleares realizadas como parte del programa Plowshare....
• "Programa de arado compartido", Viajero atómico (PDF) (cronología)Hitos, incluyendo pruebas propuestas y proyectos realizados.
• El cortometraje Plowshare (Parte I) (ca. 1961) está disponible para su visualización y descarga gratuitas en Internet Archive .
• El cortometraje Plowshare (Parte II) (ca. 1961) está disponible para su visualización y descarga gratuitas en Internet Archive .
• El cortometraje New Mexico, 1961/11/30 (1961) está disponible para su visualización y descarga gratuitas en Internet Archive .
• El cortometraje Seguridad radiológica en las exploraciones de energía nuclear (Parte I) está disponible para su visualización y descarga gratuitas en Internet Archive .
• El cortometraje Seguridad radiológica en las exploraciones de energía nuclear (Parte II) está disponible para su visualización y descarga gratuitas en Internet Archive .