Gestión de Residuos Radiactivos

23 de mayo de 2013

Hace unos días leyendo los comentarios de un artículo sobre Energía Nuclear me dí cuenta, que cuando de este tipo de energía se trata, da igual lo que se explique, da igual el contenido, la tónica general de los comentarios es sólo una:

"La Energía Nuclear es muy peligrosa, es precursora de enfermedades tan terribles como cáncer, malformaciones de bebés en gestación o de catástrofes tan atroces como la de Chernobil. Es algo que debemos desterrar cuanto antes y a toda costa"

¿Pero qué más sabemos sobre este tipo de energía? ¿Cómo funciona una central nuclear, cómo se desmantela cuando se procede a su cierre, cómo se gestionan los residuos producidos en este tipo de instalaciones? La Energía Nuclear, independientemente de ser pronuclear o antinuclear, es un campo muy interesante, un campo en el que merece la pena dejar a un lado los prejuicios para sumergirse en las diversas técnicas y avances que se han realizado en los últimos años. Concretamente hoy quiero hablaros de qué son y cómo se Gestionan los Residuos Radioactivos en nuestro país.


Lo primero que tenemos que tener claro es el concepto de Radiactividad y por qué es tan peligrosa. Un átomo está compuesto por un determinado número de neutrones, protones y electrones. Cuando la relación entre el número de protones y neutrones no es la adecuada, el núcleo del átomo se convierte en inestable, pudiendo producirse una desintegración espontáneamente para recuperar la estabilidad. El proceso de desintegración implica la producción de radiaciones, es decir, rayos de energía que pueden producir cambios físico-químicos y estructurales en el medio que atraviesan, pudiendo ser de tres tipos: alfa que se puede detener con el espesor de una hoja de papel, beta la cual requiere de una lámina de aluminio o gamma en la que es necesario interponer una barrera de plomo con un espesor determinado.

De un modo práctico lo podíamos asemejar al efecto que produce un láser al atravesar un papel. Si la intensidad del láser, la radiación, es lo suficientemente intensa podría llegar a crear un surco y quemarlo, es decir, produciría cambios en el medio que atraviesa.


Pues bien, un Residuo Radiactivo es un desecho que tras ser usado emite radiación alfa, beta y gamma  en cantidades dañinas y peligrosas para el ser humano y que además genera calor como consecuencia de la desintegración radiactiva. Los principales generadores de residuos radiactivos son las centrales nucleares, sin embargo no son los únicos, ya que los residuos radiactivos son también generados en aplicaciones médicas como la radioterapia o la medicina nuclear, en industrias o en la fabricación de armas.

¿Pero qué es lo que hace que los residuos radiactivos sean de difícil tratamiento? ¿Qué los hace tan peligrosos?

Un residuo radiactivo contiene diferentes sustancias que desarrollan su radiactividad independientemente, incluso a dosis muy pequeñas. Además su actividad, o dicho de otra manera, su fuerza para dañar al ser humano y al medio ambiente no desaparece a corto/medio plazo, ya que pueden estar emitiendo radiaciones miles y decenas de miles de años. Es importante señalar que no existe ningún tipo de tratamiento físico-químico mediante el cual podamos desactivar la radiactividad, por lo que todas las acciones deben ir encaminadas a un almacenaje lo más seguro posible durante el tiempo en que los niveles de radiación del residuo superen los límites permitidos. Por tanto es imprescindible un protocolo de gestión para garantizar la seguridad de las personas y de todo aquello que nos rodea ahora y en un futuro.

El primer paso para poder establecer una gestión correcta es siempre clasificar, agrupar y definir en base a unas características comunes los diversos tipos de residuos. Así se distinguen fundamentalmente dos categorías:

Residuos de Baja o Media Actividad que son materiales contaminados con isótopos radiactivos que en menos de 30 años reducirán su actividad a la mitad. Pueden ser herramientas, instrumental médico y otros materiales utilizados en algunas industrias, hospitales, laboratorio de investigación y centrales nucleares. Dentro de este grupo se incluyen los residuos radiactivos de Muy Baja Actividad que, por su bajo contenido radiactivo, precisan de menos requisitos para su gestión y que tienen su origen en el desmantelamiento de las centrales nucleares.

Residuos de Alta Actividad son aquellos que emiten grandes dosis de radiación. Están constituidos básicamente por el combustible gastado en los reactores nucleares y por otros materiales con niveles elevados de radiactividad. Presentan una larga vida de actividad radiactiva, pudiendo permanecer activos peligrosamente decenas de miles de años. Ejemplo de esto son el Plutonio 239 con una vida media de 24 400 años o el Neptunio 237 con 2.130.000 años.

¿Cómo se gestionan los Residuos de Baja, Media y Alta  Actividad? 
¿Se utiliza el mismo procedimiento? ¿Qué nuevos proyectos hay en desarrollo?

La Gestión de todos los Residuos Radiactivos en España es llevada a cabo por la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos ENRESA.  Los residuos de Muy Baja, Baja y Media Actividad se tratan en las Instalaciones de "El Cabril" en la provincia de Córdoba y los de Alta Actividad, que hasta el momento eran transportados a Francia, en los próximos años serán tratados en el ATC, un Almacén Temporal Centralizado que se encuentra actualmente en construcción.

La Gestión de los Residuos de Muy Baja/Baja/Media Actividad empieza en el punto de generación. Las empresas o entidades generadoras realizan una primera clasificación, distinguiendo residuos gaseosos, líquidos o sólidos, y los almacenan en unos contenedores específicos hasta que son recogidos. Una vez en la planta de tratamiento se procede a una caracterización, es decir, en base a la naturaleza y a la actividad del residuo se establecen los tratamientos previos de acondicionamiento a realizar para conseguir una inmovilización y una reducción del volumen del residuo. En el caso de los sólidos se utilizan técnicas como  una descontaminación, compactación, incineración, filtración, para los líquidos se emplean métodos físicos y químicos como la evaporación, intercambio iónico o la precipitación, mientras para los gases se establecen filtración, lavado o absorción. Al final de todos los tratamientos se mezclan uniformemente con hormigón, mortero o cemento en el interior de unos bidones con caraterísticas especiales. Por último se procedería el almacenamiento definitivo, para lo que es necesario distinguir la actividad radiactiva.

Los Residuos de Muy baja actividad se depositan en el llamado Edificio Tecnológico que comprende una zona de almacenamiento con unas barreras efectivas por un tiempo no superior a 60 años, que es el tiempo que la radiactividad estaría por encima de los niveles aceptados, mientras que los Residuos de Baja/Media Actividad necesitan una instalación más compleja que proporcione las condiciones de protección adecuadas (térmicas, físicas, químicas) incluyendo sistemas de drenaje y vigilancia. Los bidones se colocan en diversos celdas de hormigón armado, cada una de las cuales admite un numero máximo y una colocación específica, ya que una vez completa la celda será sellada, es decir, se rellenan los huecos entre bidones con hormigón y se proveerá de barreras físico-químicas en capas superiores para impedir que algún tipo de radiación pueda escapar. 
    

Si queréis viajar a través de las instalaciones descritas y ver una simulación del tratamiento que se le da a este tipo de residuos, no dudéis en consultar el siguiente gráfico interactivo.

La Gestión de los  Residuos de Alta Actividad requiere de algunas aclaraciones previas para contextualizar la situación actual y los proyectos futuros. El primer paso cuando el combustible de un reactor nuclear se agota y pasa a ser un residuo es depositarlo en las llamadas "piscinas de combustible" que hay en las centrales nucleares para su refrigeración. Estas piscinas son estructuras resistentes a terremotos, con detectores de fugas y sistemas de refrigeración que están construidas de hormigón armado y revestidas con acero inoxidable.


Sin embargo, los últimos noticas informaban que las piscinas de las centrales empezaban a estar llenas, por lo que se hacía necesaria una solución, se hacía necesario un Almacén Temporal de Residuos de Alta Actividad. La idea básica del proyecto es minimizar el número de instalaciones y ofrecer una seguridad física con el fin de centralizar en un lugar único el combustible gastado. Además no sólo se trata de un almacen aislado, ya que se ha propuesto integrarlo en un gran Parque Tecnológico que potenciara los programas de Investigación, Desarrollo e Innovación en el campo de la Gestión de Residuos Nucleares. Si queréis viajar por el interior de esta nueva estructura, visualizar la simulación por ordenador del proyecto y consultar las diversas etapas de las que se compone el proceso no dudéis en consultar este enlace.

Espero que hayáis disfrutado tanto como yo aprendiendo un poco más de cómo se gestionan los residuos radiactivos producidos en nuestro país.

Nos vemos en la próxima entrada, hasta entonces... ¡¡¡¡ DISFUTEN DE LA CIENCIA!!!!

4 comentarios:

  1. Hola. Estoy buscando información para un trabajo de clase y me he encontrado con este blog y me ha gustado mucho el artículo. Necesitaría que alguien me dijera como se distinguen los residuos de media y alta. No se si se les hace una prueba y sale si se mira algo en particular.
    Y otra cosa acabo de mirar ¿Si la radiación produce cancer porque se utiliza como radioterapia para el cancer, es una incoherencia y en que consiste la medicina nuclear esa y cuando se utiliza?
    ¿Puedes citar las fuentes para que las ponga en bibliografía?
    gracias

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  2. Me parece super interesante este tema. Si no me equivoco la producción de energía mediante centrales nucleares es la más eficiente que existe, además sin ninguna emisión de gases de efecto invernadero. Pero claro, el problema del almacenamiento de residuos es el problema, y yo me pregunto, independientemente de la seguridad del almacenamiento, que yo creo que es bastante seguro, ¿qué se hace con todos esos bidones de cemento? porque no se pueden estar almacenando indefinidamente ¿no? ¿a la Fosa de las Marianas con ellos o qué?

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  3. Hola José Luis,

    A lo que me preguntas de como se distinguen los residuos radiactivos, se hace midiendo la radiactividad. Los límites para clasificarlos son los siguientes:

    - Residuos de baja actividad: poseen radiactividad gamma o beta en niveles menores a 0,04 GBq/m³ si son líquidos, 0,00004 GBq/m³ si son gaseosos, o la tasa de dosis en contacto es inferior a 20 mSv/h si son sólidos. Solo se consideran de esta categoría si además su periodo de semidesintegración es inferior a 30 años.

    -Residuos de media actividad: poseen radiactividad gamma o beta con niveles superiores a los residuos de baja actividad pero inferiores a 4 GBq/m³ para líquidos, gaseosos con cualquier actividad o sólidos cuya tasa de dosis en contacto supere los 20 mSv/h. Al igual que los residuos de baja actividad, solo pueden considerarse dentro de esta categoría aquellos residuos cuyo periodo de semidesintegración sea inferior a 30 años.

    -Residuos de alta actividad o alta vida media: todos aquellos materiales emisores de radiactividad alfa y aquellos materiales emisores beta o gamma que superen los niveles impuestos por los límites de los residuos de media actividad. También todos aquellos cuyo periodo de semidesintegración supere los 30 años.

    La bibliogrfía que me consultas es básicamente la página de ENRESA www.enresa.es Hay un enlace en el post que te lleva directamente a la página principal y otros tantos a las instalaciones que se describen.

    De lo que me preguntas de la radioterapia y la medicina nuclear voy a intentar que te responda alguien que sabe muchísimo más de ese tema que yo!!!!

    GRACIAS POR COMENTAR José Luis

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  4. Mariano,

    Súper interesante tu pregunta. Estuve dudando en incluirlo o no porque es bastante extenso, pero ha sido ideal que lo comentaras.

    Los residuos, las celdas con los bidones, perfectamente selladas se depositan en lo qeu se llama un Almacenamiento Geológico Profundo. para que se entienda fácil, lo que se hace es una excavación geológica donde se disponen las celdas con los bidones. A continuación se disponen diversas capas de granito, arcillas y sales. Obviamente se dispondrán tantas capas como sea necesario para garantizar una seguridad, así como sensores por si hubiese algún problema en el interior de las celdas. El aspecto final sería el del suelo normal.

    Si quieres ver un poco más mira este enlace: http://web.archive.org/web/20070927063004/http://www.enresa.es/Proyectos+y+Gesti%C3%B3n/Nuestros+Proyectos/En_Curso/es/AGP.htm?pagina=1

    Gracias por el comentario.

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