sábado, 21 de mayo de 2011

Residuos nucleares

Definición, origen, gestión, transporte y tratamiento

Eduard Rodríguez Farré
Salvador López Arnal

La Ley 54/1997 del Sector Eléctrico (de España) define residuo radiactivo como ‘cualquier material o producto de desecho para el que no está previsto ningún uso, que contiene o está contaminado con radionucleidos en concentraciones o niveles de actividad superiores a los establecidos por el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, previo informe del Consejo de Seguridad Nuclear’.

La generación de residuos radiactivos tiene orígenes muy diversos: la producción de energía eléctrica de origen nuclear, el desmantelamiento de las instalaciones nucleares, la utilización de radioisótopos en múltiples actividades de la industria, la medicina o la investigación.

Los residuos más peligrosos generados en la fisión nuclear se producen en las barras de combustible, donde se generan isótopos transuránicos como el curio, el neptunio o el americio, que pueden permanecer radiactivos a lo largo de miles de años. Además, también se generan residuos de elevada actividad que tienen vidas medias cortas.

La gestión de los residuos radioactivos es el conjunto de actividades administrativas y técnicas necesarias para la manipulación, tratamiento, acondicionamiento, transporte y almacenamiento de estos residuos, teniendo en cuenta los mejores factores económicos y de seguridad disponibles.

Una central nuclear, funcionando con normalidad, genera gran cantidad de residuos, algunos de ellos sumamente peligrosas. Un reactor de 1.000 Mw produce anualmente unas 33 toneladas de residuos que emiten radiactividad durante períodos muy diversos, desde unos pocos segundos hasta miles de años. Las centrales nucleares de Cataluña generaron más de 25.374.800.000 kWh en 2003 (3’6 mgr de residuos radioactivos por cada kWh), es decir, del orden de 15 gramos de residuos radiactivos per cápita. Los residuos, tras ser convenientemente tratados, permiten obtener combustible residual y plutonio (aproximadamente se producen 28,5 microgramos de plutonio por cada kWh generado por las centrales), manteniendo el resto fuera del contacto con la biosfera durante miles de años.

Todo el proceso de tratamiento se efectúa en las fábricas de reprocesamiento, un importantísimo foco de contaminación radiactiva cuyo dominio permite controlar el ciclo del plutonio, un elemento básico para el armamento atómico, el combustible de los supergeneradores y el lanzamiento de una vía energética mucho más polémica y peligrosa aún que la del uranio. Las dos únicas centrales de plutonio a gran escala del mundo -Sellafield en el Reino Unido y La Hague en Francia- generan más del 80% de la dosis de radioactividad colectiva que reciben los europeos. 

Tipos de residuos

Cuando se da por finalizada la vida útil de una instalación nuclear y radiactiva, se procede a su cierre con carácter permanente comenzando la operación de clausura. Una central difícilmente puede funcionar más de 25 años, en el caso de las más antiguas, o de 60, la vida útil de los nuevos reactores tipo EPR. Pasado ese tiempo se convertirá en una gran superficie radioactiva imposible de desmantelar hasta después de muchísimas décadas dado su nivel de contaminación. Si después de la vida útil de una central, se opta por su desmantelamiento total -retirada de todos los materiales, equipos y partes de la instalación que contengan radiactividad por encima de los niveles aceptables, dejando el emplazamiento en condiciones seguras para un futuro uso-, se originan entonces los siguientes residuos:

Vasijas del reactor y componentes existentes en el interior del blindaje biológico: Residuos de gran tamaño, altamente activos y contaminados que requieren, para facilitar su manejo y transporte, una reducción de su tamaño en instalaciones blindadas de alta integridad con un muy riguroso control ambiental;

Componentes externos al blindaje biológico: cambiadores de calor, bombas de circulación, tuberías, etc. Aunque están menos contaminados que los anteriores, su gestión es semejante;

Hormigón activado y contaminado: Su demolición da lugar a la formación de aerosoles radiactivos que deben ser retenidos mediante filtros. La mayor parte de la radiactividad se encuentra en las capas de hormigón más próximas a las zonas radiactivas por lo que, cuando es posible, se separan del resto de las zonas sustancialmente inactivas, que son estructuras de tipo convencional (Una gran parte de una central nuclear, alrededor del 80%, no es radiactiva y que, tras exhaustivos controles de seguridad y medidas radiológicas establecidos por organismos nacionales e internacionales, se puede proceder a su derribo, reutilización o evacuación sin restricción alguna);

Sistemas auxiliares y estructuras de edificios: Son materiales ligeramente contaminados, susceptibles de descontaminación. Además, en todas las operaciones de desmantelamiento se generan residuos secundarios, como líquidos de descontaminación, filtros de gases, que requieren un tratamiento similar a los residuos del funcionamiento del reactor.

En el desmantelamiento realizado con posterioridad a las instalaciones del reactor se obtienen residuos contaminados con productos de fisión y trazas de transuránicos. Las celdas calientes donde se efectúa el proceso de reelaboración del combustible así como las piscinas de almacenamiento presentan un alto nivel de radiactividad.

La estrategia para tratar los residuos de alta actividad depende de si se ha optado por el ciclo cerrado y, por tanto, por un reprocesamiento del combustible gastado, o bien por el ciclo abierto, es decir, sin reprocesamiento. Países como Suecia, Canadá, Estados Unidos o España han optado, hasta la fecha, por la opción de ciclo abierto, mientras que países como Francia, Alemania o Japón optan por la opción de ciclo cerrado. En España, los planes de la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (ENRESA) incluyen la construcción de un cementerio nuclear denominado Almacén Temporal Centralizado (ATC) para ubicar los residuos de alta actividad de todas las centrales nucleares, proyecto que cuenta con la marcada oposición de los grupos ecologistas.

Cuando se reprocesa el combustible, es necesario gestionar como residuos de alta actividad los vitrificados derivados de dicho tratamiento, los cuales son introducidos en contenedores de acero inoxidable en cámaras de hormigón refrigeradas por aire en las propias instalaciones de reproceso, a la espera de su evacuación final. Existen plantas industriales de reprocesamiento funcionando desde hace varios años como la de Sellafield en el Reino Unido o la de La Hague en Francia. En ambos casos, es necesario disponer de un almacenamiento temporal durante un tiempo más o menos prolongado. Tras la separación del uranio 235 del plutonio, el resto de residuos deben ser almacenados en recipientes herméticos, bidones y contenedores de seguridad que, a su vez, se disponen en almacenes vigilados. Los residuos deben estar acondicionados en estado sólido, e inmovilizados en un material aglomerante, como el cemento, o el asfalto.

Almacenamiento

En términos generales, existen dos formas de almacenar los residuos: de forma temporal o de forma definitiva. En ambos casos, el objetivo es garantizar el aislamiento entre el residuo radiactivo y el medio ambiente a medio o largo plazo. En los EE.UU, existe desde el año 1998 una instalación definitiva para almacenar residuos radiactivos de alta actividad en el estado de Nuevo Méjico (Waste Isolation Pilot Plant). Esta instalación albergará cerca de 175.000m3 de residuos transuránicos provenientes de los programas nucleares de defensa del Departamento de Energía de ese país. En España, dado que el programa nuclear se inició más tarde que en otros países, el problema de la gestión de los residuos de alta actividad no es aún tan acuciante como en Estados Unidos, Reino Unido o Francia.

Parámetros de gestión

En el ámbito internacional, fundamentalmente en el marco de los organismos multilaterales, se están desarrollando y armonizando diversas metodologías, conceptos, principios y criterios reglamentarios en las distintas áreas de gestión de los residuos radiactivos. Hay que tener en cuenta que estos dan lugar a problemas muy diversos donde se incluye el transporte para evacuar los residuos de alta y baja actividad a depósitos de almacenamiento provisional, a los cementerios atómicos o a los puntos de descarga al medio. La gestión de desechos es un grave problema de la industria nuclear que está lejos de estar resuelto. Así, el incremento de reprocesamiento conlleva la devolución de los desechos a los países de origen. Igualmente, desde 1967, se han llevado a cabo periódicamente operaciones internacionales de evacuación “definitiva” de residuos radioactivos en el Atlántico, en el golfo de Gascuña en el noroeste de Galicia.

Por otro lado, los materiales radiactivos circulan internacionalmente a través de medios de transporte como aviones o trenes especiales vigilados. Tal y como se ha comentado con anterioridad, un aspecto clave en el transporte de estos materiales lo constituye el tipo de embalaje, que debe impedir cualquier fuga de material al medio así como proteger las radiaciones al personal manipulador y a la población en general. Dada su alto nivel de radiactividad, los combustibles irradiados requieren contenedores especiales, plombados y estancos, que protejan del calor, la radiación y las autorreacciones. Deben ser además resistentes a los choques, al incendio y a la inmersión. Existen diversos tipos de 50 a 100 Tm, según la forma de transporte: 2-4 Tm de combustible irradiado necesitan, generalmente, un castillo plombado de 50 Tm. En Europa, el tráfico internacional dirigido a las plantas de reprocesamiento se efectúa por todos los medios de transporte de superficie.

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Publicado en Rebelión.org

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