Centrales nucleares. Una vez cerrado, ¿qué?

2000/12/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ingurumena

Las primeras centrales nucleares se construyeron en los años 50 y 60 cuando no sabían qué hacer y cómo actuar a la hora de cerrar. Cinco décadas después, el cierre definitivo de las centrales nucleares de forma eficiente y segura es un tema de gran responsabilidad. De hecho, los equipos de entonces están a punto de superar o superar una vida plena

... Las centrales nucleares están diseñadas para funcionar correctamente durante unos 40 años, aunque en ocasiones se cierran antes por diversas razones. En los próximos 20-30 años se deberán cerrar unas 400 instalaciones nucleares en Europa Occidental y Estados Unidos y unas 160 en la Unión Europea, sin que el trabajo pueda realizarse de cualquier manera.

Tras el grave accidente ocurrido en Chernobil en 1986, la Agencia Internacional de la Energía Atómica (AEMA) elaboró las normas sobre seguridad de la energía atómica, estableciendo, entre otros, el procedimiento general de cierre definitivo de las centrales nucleares. Desde entonces, el propio EANA, la Agencia de Energía Nuclear (AEMA), que forma parte de la Organización para la Economía, la Cooperación y el Desarrollo (OECD), y la Comisión Europea, están trabajando sobre todo en ello.

Un largo camino de tres pasos

El EANA recomienda el cierre de las centrales nucleares en tres pasos, definidos en función de las características físicas de las instalaciones y de las medidas necesarias para su conservación. El primer cometido es retirar el combustible nuclear y el material radiactivo inmediatamente después de su cierre, así como los residuos generados en las operaciones habituales. A continuación se inicia la fase de desmontaje de la instalación.

En la primera fase se dejan cuando hay una barrera que protege al reactor y se sellan otros sistemas mecánicos de apertura, es decir, se retiran los productos más radiactivos y se protege el resto. A continuación se establecen estrictos cuidados y revisiones ya que el siguiente paso no se abordará inmediatamente. En la segunda fase se reducirá al máximo la barrera de protección y se extenderá y sellará el escudo biológico (normalmente agua) que lo rodea. El resto de edificios se desmontan o descontaminan para adaptarse a los nuevos usos. Por último, la no reutilización de las instalaciones en proyectos nucleares supone la extracción de todos aquellos materiales que superen los niveles de radiactividad natural, dejando el espacio ocupado por la central nuclear totalmente limpio.

Los pasos se pueden realizar a continuación o no. La segunda opción la han llevado a cabo la mayoría de los países que deben cerrar las centrales nucleares, a excepción de Alemania y Suecia. Estados Unidos y Japón han marcado un plazo de entre 10 y 20 años, prorrogable a 60, para detener el reactor y comenzar los trabajos de cierre definitivo; Canadá y Francia han decidido esperar varias décadas. En el caso del Reino Unido, las centrales dejarán sin desmontar durante más de cien años con reactores comerciales tipo Magnox alimentados con uranio.

La importante reducción de la radiactividad en 135 años, según los gestores, permitirá utilizar técnicas manuales para el desmontaje de las centrales y una mayor seguridad, además de reducir la generación de residuos. El reactor japonés Tokai-1, que dejó de funcionar en 1998, se desmontará completamente en 5-10 años y es del mismo tipo.

Estrategias más frecuentes

Dada la variedad de reactores e instalaciones nucleares existentes, existen numerosas estrategias para aplicar los pasos recomendados por el EANA. Sin embargo, los planes anunciados en la mayoría de los países son generalmente variantes de las estrategias DECON, SAFSTOR y ENTOMB:

En la estrategia DECON todos los componentes y estructuras radiactivas son descontaminados o desmontados desde el principio. Residuos de pequeña actividad (ver Elhuyar. Ciencia y Técnica nº 158 p. 26) se transportan o se almacenan en los almacenes correspondientes. Si bien se tardan unos 5 años en realizar el trabajo, una vez finalizado el mismo, el espacio queda limpio. En las estrategias SAFSTOR y ENTOMB las cosas se hacen más lentas.

La estrategia DECON es la que más respeto muestra a las siguientes generaciones, pero también la que más residuos genera. Por eso, normalmente no se elige. No obstante, los importantes avances que se han producido en los últimos años en el campo de las técnicas de descontaminación han permitido reducir considerablemente los residuos radiactivos, por lo que es posible reforzar la estrategia DECON.

La perforación del cemento, el chorro de arena o el chorro de granalla son vías convencionales y también se han realizado ensayos con microondas y láser. El cuchillo de punta de diamante para la descontaminación a gran escala es muy útil ya que también puede cortar componentes metálicos articulados en cemento. La superficie de 400 m2 que utilizaron Labana en el proyecto Eurochemic de la Unión Europea fue tres veces más rápida que la perforación y generó la mitad de los residuos. Es mucho más cómodo para los empleados. En el caso de los metales, la descontaminación se utiliza en la zona de jaiste y generalmente se realiza mediante métodos químicos físicos. En caso de optar por la estrategia SAFSTOR, la central nukeana se mantendrá como está durante 20-150 años. En el entorno de la central se construirá un escudo de seguridad, especialmente para asegurar que los materiales radiactivos no causarán accidentes.

La estrategia SAFTOR utiliza el tiempo como agente de descontaminación, ya que los átomos pierden radiactividad con el paso del tiempo. Después de 30 años, por ejemplo, la radiactividad del isótopo de cobalto 60 será la cuarentena de la inicial, y a los 50 la milésima parte de la inicial. Una vez determinado que se ha reducido suficientemente el nivel de radiactividad, el cierre definitivo de la central se realizará de acuerdo con la estrategia DECON.

La estrategia ENTOMB es la que menos garantías ofrece en las tres. Todos los componentes se recubren con un material resistente, por ejemplo cemento, hasta que la radioactividad disminuye suficientemente. Posteriormente, cuando ya no sean peligrosos, se procederá a la retirada de la tapa e inicio del desmontaje. Esto es mucho tiempo, ya que a los 100 años es muy posible que el nivel de radiactividad se sitúe por encima del máximo permitido, por lo que es necesario prever medidas de seguridad a largo plazo. Dejar una central nuclear enterrada en cemento durante 100 años no parece, a priori, una solución adecuada.

¿Cómo elegir el camino?

Franois Chevenier, responsable de la Organización Francesa de Gestión de Residuos Radiactivos en 1990, calificó de negligencia el disfrute de la electricidad gracias a la energía nuclear y la cesión de la basura a las generaciones futuras. Pero eso es precisamente lo que se hace: En 1999, 94 reactores nucleares dejaron de funcionar, mientras que sólo unos pocos se han desmontado.

El tipo de reactor, el estado físico de la central y el nivel de radiactividad son elementos importantes para elegir un proceso de desmontaje u otro. El grado de radiactividad y su localización depende del reactor. Por ejemplo, en el reactor de agua hirviendo (BWR) se transportan emisiones radiactivas desde el circuito de la turbina, mientras que en el de agua presurizada (PWR) la radiactividad se encuentra en el sistema refrigerante primario y no llega a las turbinas.

Tampoco es una cuestión baladí qué hacer con los residuos generados por la central. El 99% de la radiactividad de los reactores nucleares está asociada al combustible que se retira en la primera fase. Si no se contamina el suelo, el resto de la radiactividad se debe a los "productos activados", es decir, a los componentes metálicos que han sufrido durante mucho tiempo un bombardeo de neutrones. Los neutrones son agentes y productos de la fisión, pero al mismo tiempo convierten a los átomos estables de las cubiertas que rodean al reactor en isótopos radiactivos como el hierro 55, el cobalto-60, el niquel-63 y el carbono-14. Las dos primeras son muy radiactivas y emiten rayos gamma.

En las centrales nucleares se generan principalmente núcleos radiactivos de corta vida media, que a los 5 y 30 años pierden considerablemente su radiactividad. Pero eso no quiere decir que en tan poco tiempo dejen de ser nocivos: la mitad de la vida del níquel 59 es de 80.000 años y hay que esperar un millón de años para que pierda toda la radiactividad.

La mayor parte del residuo que se genera en el desmontaje puede ser almacenado junto a otros ya generados por la central, ya que el volumen y naturaleza de los residuos resultantes del desmontaje es del mismo orden de magnitud que el que se genera en funcionamiento. Sin embargo, el volumen puede reducirse considerablemente mediante descontaminación, compactación, segmentación y incineración de las superficies. Sin embargo, muchos países carecen de capacidad suficiente para almacenar residuos.

Cuentas

Todavía no se ha definido del todo el coste del cierre de una central nuclear, ni de quién es responsable. Algunos cálculos indican que el coste oscila entre el 10 y el 40% de la cantidad inicialmente establecida, otros el 100% y que el cierre puede resultar más caro que la apertura. Eso significa miles de millones en pesetas, pero ¿quién los paga? ¿Los explotadores de la central? ¿Los consumidores? ¿Descendientes? En muchos países se han establecido o propuesto fondos monetarios para asegurar la financiación del desmontaje. La idea es calcular y prerecaudar el importe que se va a necesitar cuando se cierre la central. Para ello, tres son las vías más habituales: poner dinero para cerrar la central con la puesta en marcha; recaudar una parte de lo que los consumidores pagan por la electricidad, en torno al 5% anualmente; y asegurarse de que con los seguros o créditos existirá dinero para cerrar la central. Sin embargo, hay sospechas de que tanto los residuos como la financiación se cederá a las generaciones futuras.