Propulsión nuclear en buques de transporte marítimo: evolución histórica y estado actual

El desarrollo de la tecnología nuclear y el sector naval han mantenido, históricamente, una relación muy estrecha. De hecho, tanto es así que el primer reactor para la generación de potencia que se puso en funcionamiento en el mundo es el instalado en el submarino ‘USS Nautilus’ que fue puesto en servicio en 1954 [1], bajo el proyecto ‘Rickover’ de la marina americana, aproximadamente cinco años antes de la puesta en operación de la primera central nuclear terrestre de Shippingport en Estados Unidos.

Sin embargo, cabe destacar que, en 1959, se puso en servicio en Rusia el buque rompehielos ‘Lenin’ de propulsión nuclear que, si bien no forma parte de la marina mercante en términos estrictos, es el primer buque no militar en el que se implementó este tipo de propulsión y que dio lugar al lanzamiento del exitoso programa de construcción de rompehielos rusos que se extiende hasta nuestros días.

También en 1959, se botó en Estados Unidos el buque de carga y pasaje de propulsión nuclear ‘NS Savannah’, cuyo viaje inaugural tuvo lugar, finalmente, en 1962 convirtiéndose en el primer buque mercante puesto en servicio del mundo. A continuación, y en lo que supuso una evolución tecnológica con respecto al reactor del buque anterior, se construyó el buque mineralero de bandera alemana ‘NS Otto Hahn’ cuyo primer viaje se realizó en 1970. Los japoneses también decidieron participar en esta iniciativa y construyeron el buque de carga ‘Mutsu’ propulsado por energía nuclear y que realizó su primer viaje experimental en 1974. Finalmente, el último buque mercante en ser puesto en operación fue el carguero de diseño ruso ‘Sevmorput’ que realizó su primer viaje en 1988.

El diseño de los reactores nucleares implementados en todos los buques mercantes citados, así como la gran mayoría de los buques militares, son los denominados como reactores de agua ligera a presión (PWR según sus siglas en inglés). Hay que destacar que estos buques mercantes experimentales de propulsión nuclear se construyeron con el objetivo de evaluar y demostrar la viabilidad técnica de la solución nuclear en buques civiles y no su viabilidad económica.

Sin embargo, los elevados costes de operación y de mantenimiento de estos buques, el bajo coste de los combustibles fósiles de la época y los fallos técnicos sufridos, junto con los problemas administrativos y regulatorios a los que se tuvieron que enfrentar estos buques, hicieron que la viabilidad de estos buques quedase en entredicho en el lado de la aplicación civil y su construcción se detuviese por completo, a pesar de que, técnicamente, no existían mayores dificultades que en el caso de los buques militares.

Durante la última década, con la llegada del denominado renacimiento nuclear impulsado por la tecnología de los diseños de los reactores modulares pequeños (SMRs por sus siglas en inglés), junto con la definición de unos objetivos de descarbonización total de la flota mercante para alrededor de 2050 por la Organización Marítima Internacional (IMO según sus siglas en inglés), la aparición de mayor número de zonas de emisiones controladas (ECA por su siglas en inglés) y una gran inestabilidad geopolítica a nivel mundial afectando a los precios de los combustibles convencionales, el interés en el uso de la alternativa basada en la tecnología nuclear para la propulsión de buques civiles, o para la generación eléctrica a través de plantas nucleares flotantes (FNPPs según sus siglas en inglés), se ha visto incrementado significativamente.

Actualmente, existe una FNPP en operación en Rusia denominada ‘Akademik Lomonosov’ y, en otros países como China o Corea del Sur, tienen planificada la construcción de FNPPs basadas en diseños propios de SMR refrigerados con agua a presión como el ACPR50S o el ACP100S y el BANDI, respectivamente, ver [2]. Además, varias de las empresas de mayor calado en el sector del transporte marítimo han expresado públicamente su interés en dicha tecnología y están explorando la aplicación de reactores nucleares como planta de potencia en naves autopropulsadas a partir de un determinado tipo y tamaño de buques.

De esta manera, la incorporación de la tecnología nuclear en los buques militares de las armadas más poderosas del mundo quedó, principalmente, limitada a naves portaviones y submarinos, siendo sinónimo de buques tecnológicamente muy avanzados, con unas capacidades muy por encima del resto de su misma clase y, difícilmente, contrarrestables por las armadas enemigas, especialmente, en el caso de los submarinos. Por ello, la aplicación de la tecnología nuclear para la propulsión de naves militares, rápidamente, se convirtió en una cuestión estratégica para los países más desarrollados. Actualmente, las armadas que disponen de buques nucleares son las de Estados Unidos, Rusia, Reino Unido, Francia y China.

En ese sentido, diversos estudios coinciden en que el nicho de mayor interés para la aplicación de la propulsión nuclear se encuentra en grandes portacontenedores (<10000 TEUs), grandes buques de transporte de gas natural licuado (LNG según sus siglas en inglés), grandes petroleros y los cruceros por motivos de demanda de energía a bordo. Según la referencia [3] los buques con una demanda energética superior a 30 MW, se consideran como buenos candidatos.

Además de los diseños de reactores PWR de los que se dispone de una gran experiencia operativa a nivel terrestre, más limitada en su aplicación marina, se está valorando la incorporación de los diseños de Generación IV (GenIV) debido a que suponen una ruptura total con el paradigma anterior en cuanto al diseño de los reactores y a los niveles de seguridad asociados, siendo los más prometedores algunos conceptos de reactores de sales fundidas, reactores refrigerados por plomo fundido o reactores de alta temperatura refrigerados por gas.

Los reactores de GenIV tienen unas características muy interesantes para el sector del transporte marítimo. Por ejemplo, y de manera general, una autonomía suficientemente extendida que se puede traducir, en algunos escenarios, en la desaparición de la necesidad de repostar a lo largo de toda la vida del buque, junto con la posibilidad de alcanzar y desarrollar velocidades sostenidas en los viajes mucho más allá de los 20 nudos, llegando a alcanzar 30 nudos, claramente superior a la velocidad máxima actual desarrollable con motores convencionales.

Específicamente, los reactores de sales fundidas y de plomo trabajan en condiciones de presión atmosférica, lo que podría justificar la reducción de la zona de exclusión en caso de accidente (EPZ según sus siglas en inglés) al propio buque. Además, estos diseños permiten trabajar en el espectro rápido de energía de los neutrones y, por lo tanto, utilizar combustible nuclear gastado, lo que puede suponer una importante ventaja competitiva abordando directamente el problema de los residuos nucleares.

Por otro lado, y junto con los reactores de alta temperatura, presentan características de seguridad mejoradas desde el diseño incluyendo el del propio combustible. En los reactores de sales fundidas se está valorando el uso de combustibles disueltos en la propia sal y, en el caso de los reactores de alta temperatura refrigerados por gas, se incorpora el diseño de combustible avanzado TRISO con capacidad de encapsular el uranio en su propio interior en caso de accidente. Algunos de estos últimos diseños cuentan con unas características de empacho y peso que los convierten en una opción muy interesante para la propulsión de buques civiles, ver [4].

Sin embargo, existe un gran número de propuestas de diseños de SMR refrigerados por agua y de GenIV para la aplicación marina. Por lo tanto, el primer reto a superar es la definición de los diseños de reactor más adecuados para esta aplicación y su desarrollo hasta alcanzar su disponibilidad a nivel comercial desde un punto de vista técnico, administrativo y regulatorio.

Desde el punto de vista técnico, se puede decir que la viabilidad de la propulsión nuclear ha quedado demostrada por la experiencia. Por lo tanto, la necesidad de la demostración económica para cada diseño de reactor seleccionado y el desarrollo de nuevos modelos de negocio se antoja crucial en el corto plazo. Además, en cuanto a los diseños de GenIV, hay que destacar que cada tipo de reactor puede presentar peculiaridades específicas que determinarán el impacto en el diseño del buque.

En el caso de los reactores de sales fundidas, así como, los refrigerados por plomo fundido, el peso del reactor, su blindaje y el sistema de generación de vapor puede hacer que sea necesario disponer el reactor en la sección central del buque, sin embargo, en el caso de diseños más ligeros, como algunos de los reactores de alta temperatura refrigerados por gas en los que la salida del módulo nuclear es directamente potencia eléctrica, se podría disponer de la sección del reactor mucho más a popa, optimizando el espacio de carga y la distancia a los propulsores, tal y como se puede apreciar en el trabajo [5]. Además, en un trabajo resultado de la colaboración entre la empresa NFOQUE Advisory Services S.L. y la Universidad Politécnica de Madrid recientemente publicado en 2025, se ha demostrado que los métodos convencionales para el desarrollo de los proyectos del buque pueden no ser los más adecuados en el caso de buques nucleares, lo que puede afectar al proceso de diseño del buque [6].

En el lado administrativo, los mayores escollos que se plantean para el despliegue de los SMR en la flota mercante están relacionados con la necesidad de disponer de instalaciones portuarias y astilleros específicos para este tipo de buques y con la modalidad a aplicar para asegurar este tipo de naves y con la definición clara de las responsabilidades a afrontar por cada parte, ver [7].

En el lado regulatorio, cabe destacar que el IMO, se ha comprometido a revisar el Convenio SOLAS y el Código de Seguridad para los Buques Mercantes Nucleares que, en sus versiones actuales, aplican a reactores PWR, y desde el OIEA se está lanzando, en colaboración con IMO, el proyecto ATLAS para el desarrollo de un marco legal internacional que permita el licenciamiento de las actividades nucleares en el ámbito marino. Para resolver esto, actualmente, se está planteando la posibilidad de establecer corredores verdes y acuerdos bilaterales entre países ante la falta de un marco regulatorio internacional.

Finalmente, se deduce que para el despliegue de la tecnología nuclear para la descarbonización del sector marítimo, se debe realizar un esfuerzo colaborativo muy importante a nivel internacional para establecer un marco regulatorio común, así como para la creación de las infraestructuras necesarias, que son factores que no tienen que ver, directamente, con la demostración de la viabilidad de la aplicación de la tecnología nuclear al transporte marítimo pero que influirán enormemente en su despliegue, como ocurrió en el pasado.

[2] IAEA, 2024. Small Modular Reactors Catalogue (Marine Section).

[3] New Energies Coalition, 2025. ‘The role of nuclear in shipping decarbonization’.

[4] Filippone, C., Jordan, K.A., 2017. ‘The Holos Reactor: A Distributable Power Generator with Transportable Subcritical Power Modules’. DOI: 10.31224/osf.io/jzac9.

[5] ABS and HEC, 2025. ‘Pathways to a low carbon future LNG Carrier Nuclear ship concept design’.

[6] Arranz, M., 2025. Anteproyecto de buque LNG de 180.000 m3 con planta de propulsión nuclear. Análisis del impacto técnico y medioambiental. Trabajo de fin de máster, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de la Universidad Politécnica de Madrid.

[7] DNV, 2025. ‘Maritime nuclear propulsion - Technologies, commercial viability, and regulatory challenges for nuclear-powered vessels’.