* ¿Cuáles serían los beneficios y desventajas de utilizar la IA en la energía nuclear?
Wayra Anahí Avalos Magno[1]
Introducción
Este trabajo de investigación tratará sobre la problemática que existe en la actualidad respecto a la inteligencia artificial (IA) y su implicancia en dejar que tome mayor protagonismo en la eficacia, control y desarrollo de la energía nuclear. Para esto voy a hacer un recorrido histórico de cuándo surgió la IA, para qué fue utilizada inicialmente, así como también para qué estamos como humanidad continuando su desarrollo y en qué podría beneficiarnos con su uso específicamente en la energía nuclear.
El surgimiento de la IA
La inteligencia artificial es una tecnología que fue desarrollada a partir de la revolución científica, tecnológica e industrial de la electrónica posterior a la Segunda Guerra Mundial. Esto fue posible gracias al desarrollo de las fuerzas productivas del capitalismo en el contexto de un predominio absoluto de la industria y economía norteamericana. Fue así como se expandió la industria de producción en masa, las cadenas de producción y ensamblaje, la industria automotriz y de transporte pesado, específicamente los saltos tecnológicos militares, aeronáuticos, navales, espaciales y nucleares.
Se creó el software y la fertilización cruzada entre el software informático y el hardware electrónico.
Fue tan importante el uso de la IA que durante la Guerra Fría existió un pilar de estabilidad estratégica entre Estados Unidos y la Unión Soviética que se sustentaba en la disuasión nuclear y en el principio de la destrucción mutua asegurada (MAD). Por tal motivo se utilizó la lógica de que ambos lados mantenían fuerzas nucleares capaces de sobrevivir a un primer ataque y lanzar una represalia, la cual causaría una guerra nuclear. Ambas naciones desarrollaron tríadas nucleares compuestas por bombarderos estratégicos, misiles balísticos intercontinentales y misiles balísticos lanzados desde submarinos. Algo importante a remarcar es que estos países establecieron sistemas de alerta temprana y el control de mando ágil para identificar amenazas y responder con respuestas rápidas en cuestión de minutos u horas.
La IA fue sumamente relevante en la arquitectura de disuasión nuclear entre Estados Unidos y la Unión Soviética durante la Guerra Fría, donde ambas superpotencias tenían en su poder infraestructuras de avanzada en el mando y el control para identificar amenazas.
Es innegable que la IA utilizada como herramienta puede traer múltiples beneficios, pero ambos países se encontraron con que, en la práctica de la disuasión nuclear, se generaron falsas alarmas. En la década de 1960 y 1980 hubo problemas en los sensores y chips de computadora que generaron fallos y falsas alarmas.
Las ocasiones en las cuales se tuvo la idea de automatizar totalmente el mando y el control fueron en situaciones donde el control humano no podía actuar, como por ejemplo: un sistema de defensa antimisiles o un ataque que aniquilara la capacidad de los líderes para tomar represalias. Tanto las limitaciones tecnológicas como los riesgos de las máquinas llevaron a que la intervención humana siguiera siendo necesaria en la toma de decisiones nucleares.
Existe el temor irracional de que la IA pueda superar a nivel intelectual a los seres humanos. Esto se fundamenta en que, en la informática, cuando los sistemas adquieren un nivel de desarrollo complejo son nombrados «inteligentes» y pueden alcanzar soluciones de manera automática y rápida. Lo que sucede realmente es que estos sistemas crecen en un contexto histórico basados en sistemas lógicos diseñados por humanos para procesar datos también elaborados por humanos, los cuales no están dotados de una conciencia y capacidad de decisión propia.
La característica de aprender que tiene este sistema es la de recoger datos nuevos y establecer relaciones nuevas entre los datos que aparecen; no tiene conciencia ni puede establecer nuevos conocimientos. Es por tal que, para explicarlo en términos más simples, lo que hace este sistema es acrecentar esa enorme cantidad de datos para que pueda evolucionar ordenando y reordenando esta información estableciendo relaciones. Lo que verdaderamente progresa en la IA es la capacidad del sistema de algoritmos para capturar y procesar cantidades crecientes de información mediante una multiplicidad de relaciones lógicas.
La energía nuclear
En la actualidad son los combustibles fósiles las fuentes principales de generación de energía, pero una de sus principales contras es que generan grandes emisiones de efecto invernadero en su proceso de combustión, el cual es el principal causante del calentamiento global. Esto es preocupante para nuestra sociedad por el cambio climático y la crisis energética que estamos atravesando, que es a lo que se refiere la Agenda 2030. Es por tal que diferentes países del mundo quieren focalizar su búsqueda en un mix energético compuesto por fuentes de energía sostenible.
Un camino que están tomando los países es el de potenciar la energía nuclear, debido a que se trata de una forma de energía sin emisiones de dióxido de carbono, es continua y garantiza el abastecimiento eléctrico. La energía nuclear tiene tantas personas en contra como a favor. Las personas que están en contra fundamentan su pensamiento en que un accidente puede suponer consecuencias desastrosas y esto se debe al desconocimiento que hay respecto a la seguridad que tienen las centrales nucleares.
A nivel mundial existen alrededor de 450 reactores en operación divididos en 33 países; los principales protagonistas son Estados Unidos, China y Francia, que son los que tienen un mayor número, produciendo alrededor del 10,5% de la electricidad mundial. En diciembre de 2021 había otras 58 unidades en construcción en 20 países; el que más construye es China, luego también están Rusia, Turquía y Emiratos Árabes Unidos. Este último fue el primer país árabe con energía nuclear tras el inicio de la operación de uno de sus reactores (Foro Mundial, 2021).
La vida de un reactor se encuentra entre los 40 y 60 años. No obstante, hay estudios que demuestran que pueden seguir operando de forma segura una vez que se cumpla su plazo de diseño; puede existir una continuidad de operación de las centrales. En EE.UU., por ejemplo, seis reactores recibieron autorización para alargar su vida y operar hasta los 80 años (Foro Nuclear, 2021).
La gran mayoría de los reactores son de agua ligera: pueden ser de agua presurizada (PWR), de agua en ebullición, o de agua pesada como los CANDU. En el año 2010 se comenzaron a diseñar pequeños reactores modulares (SMR); su gran ventaja es que pueden instalarse en zonas remotas sin conexión a la red suministrando a las comunidades alejadas necesidades energéticas. Otra gran ventaja es que la mayoría de estos reactores están diseñados con sistemas de seguridad pasivos: en caso de fallo no se requiere la intervención del ser humano.
Citando un caso mundialmente conocido, la invasión de Ucrania por parte de Rusia dejó expuesta la necesidad de una mayor independencia energética. Junto con esto, los países se encuentran ante el desafío de la descarbonización; es por tal que surge la búsqueda de un mix energético con las mínimas emisiones posibles.
En la Unión Europea, 14 de los 27 países miembros tienen centrales nucleares, de los cuales 18 están en operación y 12 en construcción. El 25% de la energía consumida es de origen nuclear; Eslovenia con un 54% y Ucrania con otro 54%.
En contraposición a todo esto nos encontramos a países como Italia que, debido al accidente de Chernóbil, y Lituania, dejaron de operar sus centrales. Esto debido a dudas respecto a la seguridad de sus centrales nucleares. Alemania y Bélgica siguieron esto mismo, pero debido a la reciente crisis la tuvieron que retrasar. Países Bajos y España se encuentran en la misma línea, las cuales planean el cierre de sus centrales para el año 2035 (Merino, 2021).
En lo que refiere al caso de España, cuenta con 7 centrales activas: en José Cabrera la central se encuentra en proceso de desmantelamiento, la central de Santa María de Garoña está en cese definitivo y Vandellós se encuentra en periodo de latencia. En dicho país las centrales producen alrededor del 20% de toda la electricidad consumida y, hasta el año 2021, fue la principal forma de generar energía sin emisiones, siendo superada por la eólica.
Redes neuronales
En estos últimos años el campo nuclear ha estado investigando el uso de la IA para generar modelos subrogados que sustituyan cálculos complejos que llevan mucho tiempo; también, un estudio trata de optimizar la carga en bidones de combustible gastado utilizando una red neuronal y un algoritmo genético (Solans y otros, 2021).
¿Pero qué son las redes neuronales? Son un tipo de modelo de aprendizaje que está inspirado en cómo funciona un cerebro humano y consisten en un conjunto de nodos interconectados, llamados neuronas, que procesan y transmiten información. Se organizan en capas para realizar su función. En The Assimov Institute se pueden observar distintas arquitecturas de las redes neuronales.
Dentro de las capas se distinguen tres tipos: la capa de entrada (que debe tener el mismo número de neuronas que los datos de entrada), la capa de salida y las ocultas.
Están formadas por neuronas en sus respectivas capas, las cuales son la unidad funcional de las redes. Dentro de cada neurona se produce la suma ponderada de todas las entradas y la aplicación de la función de activación. Se lleva a cabo la suma ponderada de todas las entradas, se multiplica cada uno de los valores de entrada por su peso y se realiza la suma; a esto se le debe sumar también el sesgo de cada neurona. A continuación, al valor obtenido se le aplica la función de activación obteniendo el valor de salida de la neurona.
El mayor beneficio de estas redes es automatizar tareas intelectuales que son llevadas a cabo por los seres humanos, en especial aquellas que implican la resolución de problemas de clasificación de imágenes, reconocimiento de voz o predicción de series temporales, entre otros.
Estas redes, para obtener buenos resultados, utilizan un proceso de entrenamiento supervisado donde se les proporciona un conjunto de datos de entrada y un conjunto de salida correspondientes. En el transcurso de su entrenamiento, la red ajusta sus parámetros para minimizar el error entre las etiquetas de salida y los valores de salida reales. Al culminar el entrenamiento, la red puede utilizarse para hacer predicciones sobre nuevos datos de entrada.
¿Y cómo se diseña una red neuronal? Lo primero que hay que hacer es seguir el ciclo de vida de una red. Hay que definir el modelo junto con la arquitectura, la cual consiste en el número de capas y las neuronas por capas. Luego se compila el modelo y se selecciona una función de coste a minimizar y un algoritmo de optimización, pudiendo establecer una serie de métricas además de la función de coste para evaluar las predicciones. Cuando tengamos el modelo, el siguiente paso es entrenarlo y se seleccionan los parámetros como las épocas o el tamaño de lote.
Seleccionar el modelo
Al momento de utilizar un modelo lo más importante es utilizar uno secuencial, en el cual se pueden ir añadiendo capas de una en una, conectando todas las capas de la misma forma. Existen también los modelos funcionales, los cuales son modelos más avanzados donde se da la posibilidad de conectar la salida de una capa con la entrada de otra con una conexión específica.
Además, dentro de un mismo modelo se pueden elegir distintos tipos de redes. Los perceptrones multicapa (Multiplayer Perceptrons o MLP) están compuestos por una o más capas de neuronas, alimentando los datos a la capa de entrada, mientras que en la o las capas ocultas se llevan a cabo operaciones para realizar las predicciones de la capa de salida. Este tipo de redes son adecuadas para problemas de regresión y clasificación cuando a las entradas se les asigna una clase.
Las redes neuronales convolucionales (CNN) sirven para cualquier tipo de predicción cuya entrada sea una imagen. Además, también han arrojado buenos resultados en la clasificación de documentos.
A tener en cuenta también las redes neuronales recurrentes (RNN), que han sido diseñadas para trabajar con problemas en los que interviene el factor tiempo, en predicciones de secuencias, como por ejemplo: secuencias de texto y de lenguaje hablado, campo en el que tienen mucho éxito.
Los fines de la energía nuclear
Se pudo comprobar que la energía nuclear tuvo una multiplicidad de usos para fines pacíficos. Sin embargo, hubo dos problemas que se presentaron: el primero de ellos fue la dificultad para lograr una producción de energía en base al poder del átomo que sea rentable, y el segundo problema fue la dificultad para manejar la tecnología, la cual era compleja. Los países con la capacidad de enfrentar los desafíos de la energía eléctrica a partir de la fisión nuclear no solo eran pocos, sino que además el foco principal de su desarrollo era militar.
Con todo lo mencionado anteriormente quedan en evidencia las complicaciones que tenía la energía nuclear para ser utilizada con fines pacíficos. Aun así, los científicos detrás de estas investigaciones y proyectos nucleares querían utilizar esta nueva fuente de energía en pos del desarrollo humano.
Lisa Meitner, una de las grandes científicas e investigadoras de la teoría de la energía atómica, dijo sobre este tema: «No quisiera yo terminar esta exposición sin recordar hasta qué punto deseaba que la recién descubierta fuente de energía fuera utilizada únicamente con fines pacíficos». Posteriormente muchos científicos que participaron en el Proyecto Manhattan se mostraron arrepentidos por el uso de la bomba.
Los comienzos de la energía nuclear con fines pacíficos tuvieron que pasar por un largo periodo experimental para luego comenzar a crecer. Durante el periodo de la posguerra hubo una demanda de energía que necesitaba de soluciones rápidas, probadas y del menor costo posible; ninguna de estas características eran cumplidas por la energía nuclear: «Desde el fin de la Segunda Guerra Mundial hasta la crisis energética de principios de 1970, la tasa promedio de crecimiento en consumo de energía fue de 4,9% por año. La población mundial creció a 4000 millones de personas. En promedio, el PBI creció cerca del 5% por año. El petróleo se convirtió en la forma dominante de energía» (CERI, 2008).
Hasta la crisis del petróleo, el espacio logrado por la energía nuclear fue reducido. Los precios de los combustibles atentaban contra la utilización de la energía nuclear con fines pacíficos, pero también lo hacían las políticas herméticas de los países poseedores de la tecnología. En la década del 40 y 50 todo avance tecnológico era mantenido en secreto protegido por los servicios de inteligencia.
Con la política de «Átomos por la Paz» se abrieron las investigaciones científicas sobre la energía nuclear; respectiva apertura quedó a nivel académico y lo militar quedó como objeto de protección gubernamental.
En 1957 se creó el OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica) con sede en Viena, el cual es un organismo que forma parte de la ONU, al cual informa, y sus propósitos son: «Acelerar y ampliar la contribución de la energía atómica a la paz, la salud y la prosperidad en el mundo entero. Asegurar que la asistencia que preste, o que se preste a petición suya o bajo su dirección y control, no sea utilizada de modo que contribuya a un fin militar» (Álvarez Londoño, 2006).
Los costos de la energía nuclear
La energía nuclear tiene un costo inicial; sin embargo, es una de las opciones más baratas a nivel de costo a comparación del resto de las fuentes de energía. Existen estudios que indican que en la mayoría de los casos es la más accesible porque posee un factor de generación más alto que las energías renovables como la solar o la eólica. Teniendo en cuenta los derechos de emisión y compensación de carbono, los costos de las fuentes fósiles son aún mayores. Sin derechos de emisión: «El costo de la energía nuclear es igual a 35,0 €/MWh, que es la más baja de las alternativas estudiadas. El costo de la energía de turba es 43,6 €/MWh, el de la energía del carbón 45,7 €/MWh y el de energía de gas 51,2 €/MWh. […] El costo de las cantidades de electricidad eólica a 52,9 €/MWh y la del poder madera 73,6 €/MWh» (Risto y Aija, 2008).
Frente a otras alternativas la energía nuclear sigue siendo la más rentable. Existe un estudio de la Agencia Internacional de Energía que llevó a cabo un estudio de costos en los países de la OCDE y algunos fuera de esta organización, y la energía nuclear representa el costo más bajo y, si no, está entre los más bajos: «en el caso de baja tasa de descuento, mayor capital intensivo, las tecnologías de baja emisión de carbono, como la energía nuclear, son la solución más competitiva en comparación con las plantas de carbón sin captura de carbono y ciclos naturales de gas combinado para la generación de carga base» (International Energy Agency [IEA], 2010).
La energía nuclear posee una gran ventaja en comparación a los fósiles en el gasto comparativo de combustible desde el aspecto cuantitativo. Nos encontramos con el punto principal donde la energía nuclear aventaja a las demás fuentes de energía. En los inicios de este tipo de energía, King Hubbert remarcaba sus ventajas: «una libra de U-235 es equivalente a 1400 toneladas de carbón o 6000 barriles de petróleo» (Hubbert, s.f.). El uranio encuentra una energía que es superior a las fuentes fósiles y renovables y la cantidad que se utiliza es mucho menor en comparación al gas, petróleo o carbón.
La eficiencia de esta energía se encuentra en porcentajes similares a los de las plantas de fuentes fósiles. Los reactores nucleares poseen una eficiencia que ronda el 30%; los de nueva generación superan ese valor mientras que los más antiguos el 25%. «La eficiencia térmica de una central nuclear convencional ronda el 33%» (Union of the Electricity Industry [EURELECTRIC], 2003). Se espera que los reactores de cuarta generación consigan mayores coeficientes de eficiencia que los de la actualidad.
Desventaja de la energía nuclear
Ya hablamos sobre todos los beneficios que tiene este tipo de energía, ahora es necesario abordar la problemática del impacto ambiental que genera.
Ocurrieron tres accidentes que dejaron un precedente de una mala imagen del uso de esta energía y son: Three Mile Island (1979), Chernóbil (1986) y Fukushima (2011). Las críticas estuvieron en la operación de las centrales, las medidas de seguridad, y lo que nos interesa que es el impacto ambiental. El más trascendental de este accidente fue el de Chernóbil, en el cual el núcleo del reactor estuvo expuesto al ambiente y los componentes radiactivos de la central fueron expulsados como consecuencia de la explosión.
«Las dos explosiones, que se produjeron el 26 de abril de 1986 a la 01:23, causaron la destrucción del núcleo y del techo del edificio. Al mismo tiempo produjeron una lluvia de escombros incandescentes y radiactivos que incluían fragmentos del combustible, partes del núcleo, materiales estructurales y trozos de grafito. Los restos del núcleo que no fueron expulsados por la explosión quedaron expuestos a la atmósfera. Para agravar la situación el grafito del moderador se incendió» (Radicella, 2007).
Este tipo de energía no ha provocado más muertes que otro tipo de fuentes; el autor Ian Hore-Lacey señala un guarismo de muertes más bajo que el resto de las fuentes.
No obstante, hay que tener en cuenta el aumento de la cantidad de cáncer (en especial de tiroides) en poblaciones limítrofes a Chernóbil, malformaciones, así como afecciones al suelo y la vida silvestre alrededor de la planta nuclear.
Nos encontramos con fuentes como ONGs que tienden a generar una campaña negativa en contra del uso de este tipo de energía, por ejemplo: Greenpeace, la cual es una organización ecologista, ubica la cantidad de muertos a consecuencia del desastre en cerca de 100.000 (Greenpeace, 2006).
Todo análisis explicado anteriormente fue hecho al momento de ocurrir accidentes, los cuales no fueron numerosos. Los efectos al medio ambiente que se generan durante todo el ciclo del uranio no son significativos. Y específicamente lo referido a la vida silvestre: «A diferencia de las fuentes de generación de electricidad de combustibles fósiles, la energía nuclear no representa ningún riesgo a nivel de población para la vida silvestre» (NYSERDA, 2009).
No hay que dejarse llevar por la mala fama de esta tecnología en relación a lo ambiental porque la generación de energía de esta fuente es limpia, no emite polución alguna ni gases de efecto invernadero. No obstante, existen algunos estudios que indican emisión de gases de efecto invernadero durante la operación; con el fin de normalizar con el resto de las tecnologías se debe tener en consideración la totalidad del ciclo de vida de una planta nuclear.
Las discusiones en torno al uso de esta tecnología han existido desde siempre debido a los accidentes mencionados con anterioridad. No obstante, se debe tener en cuenta que hasta octubre de 2015 se encontraban en funcionamiento 438 reactores en todo el mundo y las fallas graves son bajas.
El OIEA introdujo una escala para medir la magnitud de incidentes en instalaciones nucleares conocidos como Escala Internacional de Sucesos Nucleares y Radiológicos (INES), la cual mide ciertos parámetros para determinar la ubicación del accidente dentro de la escala. «El nivel 1 abarca sólo la degradación de las defensas en profundidad. Los niveles 2 y 3 abarcan degradaciones más serias en la defensa en profundidad o niveles bajos de impacto en personas e instalaciones. Los niveles 4 y 7 señalan el aumento de los niveles de impacto real sobre las personas, el medio ambiente o las instalaciones» (International Atomic Energy Agency [IAEA], 2013).
Los accidentes ocurridos en Chernóbil y Fukushima los podemos ubicar dentro del nivel 7, y el accidente de Three Mile Island lo podemos ubicar en el nivel 5.
La energía nuclear comenzó a ser utilizada con fines comerciales y se implementaron en todo el mundo políticas de I+D para mejorar la capacidad y diseño de los reactores, la seguridad y eficiencia, las buenas prácticas.
Para el Departamento de Energía de los Estados Unidos son 4 los objetivos de la I+D de la energía nuclear: «Objetivo 1 – Desarrollar tecnologías y otras soluciones que pueden mejorar la confiabilidad, mantener la seguridad, y extender la vida útil de los reactores actuales. Objetivo 2 – Desarrollar mejoras en la accesibilidad de los nuevos reactores para que la energía nuclear ayude a cumplir los objetivos de seguridad energética y cambio climático de la Administración. Objetivo 3 – Desarrollar los ciclos del combustible nuclear sostenible. Objetivo 4 – Comprender y minimizar los riesgos de la proliferación nuclear y el terrorismo» (U.S. Energy Department, 2010).
Hay que tener en cuenta una cuestión muy importante que es lo que se hace con los desechos; en principio, debido a que el material es extremadamente radiactivo y contaminante, y después habría que tener en cuenta la posibilidad de su utilización con fines bélicos.
Debido a las fallas de seguridad que ocurrieron se implementaron nuevas regulaciones y consecuentemente la alineación de los recursos destinados a la I+D se focalizaron en las mejoras de las fallas ocurridas. Muchas de estas mejoras están centradas en las nuevas generaciones de reactores. Actualmente se encuentran en funcionamiento la II y III generación de reactores. En especial los reactores de II generación tuvieron que aplicar una serie de modificaciones para adecuarse a las regulaciones.
Entre los reactores de II y III generación no existe gran diferencia; en estos últimos se incluyó una mejora basada en los de II generación. Actualmente se están certificando los reactores de la generación III+. Esta generación de reactores es fruto de décadas de I+D aplicada a la industria nuclear, por lo cual las plantas nucleares son mucho más seguras y eficientes: «la mejora más significativa de los sistemas de generación III+ respecto a los diseños de II generación es la incorporación en algunos diseños de elementos de seguridad pasiva que no requieren controles activos o intervención del operador, sino que dependen de la gravedad o la convección natural para mitigar el impacto de eventos anormales. La inclusión de características de seguridad pasiva, entre las otras mejoras, puede ayudar a acelerar el proceso de revisión de la certificación del reactor y así acortar los plazos de construcción» (Goldberg y Rosner, s.f.).
La I+D trasciende el desarrollo de los reactores de generación III+. En nuestro presente ya se están diseñando los reactores que formarán parte de la generación IV.
Una de las grandes apuestas y esperanzas dentro de la I+D en energía nuclear es lograr la generación de energía nuclear por medio de fusión y no de fisión[^1] como ocurre en la operación de las centrales nucleares del presente. La fusión es un proceso en el cual se utilizan dispositivos termonucleares que generan gigantescas cantidades de energía. En el futuro el objetivo es lograr controlar la energía liberada.
Entonces, ¿cuáles serían las ventajas de obtener energía por medio de la fusión nuclear? En primer lugar sería una fuente libre de emisiones, no requiere de elementos combustibles difíciles de obtener, de ocurrir accidentes no tendría los peligros radiactivos que poseen las actuales plantas nucleares, si bien se utilizan materiales radiactivos los desechos serían menos peligrosos, mejor relación energía liberada por cantidad de combustible. Mientras que la energía de fusión entrega 2000 gigajulios por kilogramo de U-235, la fusión otorgará 3.400.000 gigajulios por kg de deuterio-tritio (Viswanathan, s.f.). Los desechos son fácilmente tratables y, a su vez, no posee el gran peligro relacionado con una potencial proliferación por el material que utiliza.
Existen grandes proyectos de desarrollo de la fusión nuclear (DEMO, ITER), los cuales tienen planificada la construcción y operación de las plantas experimentales para dentro de por lo menos 20 años.
Es muy importante la inversión en este tipo de tecnología: «Durante la última década, el gasto público para la I+D de fusión nuclear en los países miembros de la AIE (Agencia Internacional de Energía) se situó en unos 9 millones de dólares (a precios de 2004 y tipos de cambio) con la contribución de casi todas las inversiones por parte de Unión Europea, Japón y los Estados Unidos» (International Energy Agency [IEA], s.f.).
La inteligencia artificial y su implicancia en la energía nuclear
La inteligencia artificial es la que va a revolucionar el mundo y va a generar un progreso y una innovación sin precedentes al transformar la forma en la que creamos, consumimos y utilizamos la información.
En el sector nuclear la IA va a generar beneficios, sobre todo en procesos y operaciones de las instalaciones nucleares y radiológicas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el avance de la IA también genera múltiples riesgos, ya que podría ser utilizada con fines dolosos para perpetrar ataques más avanzados y selectivos o explotarla para poner en riesgo la integridad de las redes, los sistemas y la información de carácter estratégico de las instalaciones nucleares y radiológicas.
Beneficios en utilizarla para la seguridad informática y la seguridad física de la información
El OIEA se prepara para las transformaciones que traerá consigo la IA fomentando la cooperación internacional para garantizar que en este ámbito todos los países puedan conseguir beneficiarse de las oportunidades y al mismo tiempo mitigar riesgos. A través de mecanismos como reuniones técnicas y proyectos coordinados de investigación (PCI), el OIEA apoya el desarrollo, la difusión y la aplicación de técnicas de la IA, así como las contramedidas y la defensa contra agentes con fines dolosos.
Tal vez la ventaja más significativa de la IA en el ámbito de la seguridad informática y de la seguridad física de la información es la menor dependencia de la intervención y análisis humanos. Los sistemas basados en la IA pueden funcionar para monitorear redes y sistemas en busca de amenazas. Entonces, al conseguir automatizar estas tareas, los profesionales de la seguridad física nuclear tienen tiempo para centrarse en tareas más estratégicas y responder con mayor eficiencia a los incidentes cuando ocurren.
También los algoritmos avanzados de aprendizaje automático de la IA pueden ayudar a las instalaciones nucleares y radiológicas a reforzar sus defensas contra los ciberataques mediante la detección de anomalías en los datos de los sistemas informáticos. Algo muy importante y novedoso es que los sistemas de seguridad física con la asistencia de la inteligencia artificial pueden monitorear y analizar grandes cantidades de datos para determinar si se produce alguna actividad anómala en el funcionamiento normal de las instalaciones. Mediante los ciberataques se pueden introducir datos falsos para engañar con fines dolosos a los operadores de las instalaciones nucleares. En caso de que eso sucediese, los sistemas asistidos por IA pueden ser utilizados para alertar a los responsables de una central nuclear de la más mínima variación en el funcionamiento normal. De esta manera se pueden detectar de forma temprana las acciones delictivas e impulsar la respuesta necesaria en caso de incidentes.
Los desafíos que se deben afrontar
Los beneficios que ofrece la IA en las instalaciones nucleares y radiológicas dependen de cómo se haya preparado el sistema de la IA. Es por tal que es importante controlar los datos con los que la IA trabaja debido a que pueden ser manipulados para ofrecer lecturas y resultados falsos si no dispone de los datos de entrada correctos, lo que es un obstáculo en el uso de la fisión nuclear. Es por tal que, aun con los avances recientes de la IA, no es viable utilizarla como sustituto del ser humano. Todo aquello que tenga que ver con la protección física, la contabilidad y el control de materiales nucleares y las mediciones directas requiere la intervención humana.
Otro desafío que presenta la IA respecto a la seguridad física nuclear es comprender cómo y por qué un modelo de IA ha tomado determinada decisión o ha hecho una predicción concreta. Por tal, esto resulta problemático cuando estos modelos sustituyen a los sensores que proporcionan mediciones directas y a la experiencia humana adquirida con las características singulares de cada instalación.
Las orientaciones del OIEA sobre seguridad informática en aras de la seguridad física nuclear comprenden prácticas óptimas relativas a los sistemas de control humanos que sirven de guías a las instalaciones a la hora de determinar qué procesos pueden automatizarse mediante la IA y cuáles sí son aquellos que deben contar con supervisión humana. A su vez, pueden ser un recurso especial que puede permitir a los países poner en marcha importantes medidas de seguridad informáticas para detectar y prevenir ciberataques, así como responder a ellos.
La carrera por adoptar tecnologías de IA
Ha quedado demostrado el potencial de la IA para ayudar a las personas que utilizan la energía nuclear con fines pacíficos. Es importante tener en cuenta que, a medida que aumenta su uso para mejorar los procesos y operaciones en las instalaciones nucleares y radiológicas, también se debe tener en cuenta la concientización sobre los riesgos asociados a su adopción. Las organizaciones deben mantener un programa de seguridad informática robusto para garantizar la seguridad física nuclear mientras se benefician de la IA.
Para concluir y cerrar con el tema entonces: un mayor uso de la tecnología de IA en cuestiones de medidas de seguridad informática en las instalaciones nucleares, para una detección de amenaza utilizada, medidas de seguridad proactivas, una menor dependencia de la actividad humana, y una mejor respuesta a los incidentes. Se deben aprovechar los beneficios de la IA y, a su vez, hacer frente a sus riesgos, para que las organizaciones puedan mejorar de manera considerable su seguridad informática ante la evolución de las ciberamenazas.
Bibliografía
Álvarez Londoño, L. F. (2006). Historia del Derecho Internacional Público. Bogotá: Pontificia Universidad Javeriana.
Barrio Tarnawiecki, S. (s.f.). Inteligencia artificial, ¿fuerza destructiva o constructiva?
Canadian Energy Research Institute (CERI). (2008). World energy: The Past and Possible Futures. Calgary: CERI.
Goldberg, S., & Rosner, R. (s.f.). [Obra citada en el fragmento original].
Greenpeace. (2006). Chernobyl deaths. Recuperado de http://www.greenpeace.org/international/en/news/features/chernobyl-deaths-180406/
Herrera, M. (s.f.). La intersección entre inteligencia artificial y armas nucleares: riesgos, beneficios y recomendaciones.
Hewes, M. (s.f.). Cómo la inteligencia artificial cambiará la seguridad informática y la seguridad física de la información en el mundo nuclear.
Hubbert, M. K. (s.f.). [Obra citada en el fragmento original].
International Atomic Energy Agency (IAEA). (2013). INES The International Nuclear and Radiological Event Scale. User´s Manual 2008 edition. Viena: IAEA.
International Energy Agency (IEA). (2010). Projected Costs of Generating Electricity. Paris: OECD Publications.
International Energy Agency (IEA). (s.f.). Fusion Brief for the IEA Governing Board.
Izzo, G. (s.f.). Perspectiva de la energía nuclear en la futura matriz energética (Tesis de maestría). Inteligencia Estratégica Nacional.
New York State Energy Research and Development Authority (NYSERDA). (2009). Comparison of Reported Effects and Risks to Vertebrate Wildlife From Six Electricity Generation Types in The New York/New England Region. Albany: NYSERDA.
Radicella, R. (2007). Chernóbil: Los hechos. Revista CNEA, 7(27-28), 24.
Risto, T., & Aija, K. (2008). Comparison of Electricity Generation Costs. Lappeenranta: Lappeenranta University Of Technology.
Suarez Hernández, I. (s.f.). Investigación de modelos subrogados de quemado de combustible BWR basados en redes neuronales (Trabajo final de máster). Ingeniería Industrial.
U.S. Energy Department – Nuclear Energy. (2010). Nuclear Energy Research and Development Roadmap. Report To Congress. Recuperado de http://energy.gov/sites/prod/files/NuclearEnergy_Roadmap_Final.pdf
Union of the Electricity Industry (EURELECTRIC). (2003). Efficiency in Electric Generation. Bruselas.
Viswanathan, B. (s.f.). [Obra citada en el fragmento original].
[^1]: En la fisión nuclear lo que ocurre es la partición del uranio en elementos más livianos que el mismo. En contraposición durante la fusión los elementos más livianos se unen para formar otro más pesado.[1] Estudiante de la carrera de Abogacía en la Facultad de Ciencias Jurídicas y Sociales (FCJyS) de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP). Integrante del Grupo de Estudios Espaciales y Nucleares (GEEyN) del Instituto de Relaciones Internacionales (IRI-UNLP). Correo electrónico: anahimagno1@gmail.com.
