¿Qué son los residuos radiactivos?

En términos generales un residuo es cualquier material que queda como inservible luego de un trabajo o acción. Por lo tanto, cada uno de nosotros genera, cotidianamente, varias clases de residuos.

Aunque de muy distintos tipos (sólidos domiciliarios, líquidos cloacales, industriales tóxicos o peligrosos, patogénicos, entre otros), lo cierto es que progresivamente producimos una mayor cantidad de residuos, ya que cada vez más personas en el mundo realizamos más trabajos y actividades de todo tipo.

El principal desafío que conllevan los residuos es que, como de un modo u otro deben volver al ambiente, se hace indispensable tratarlos, a fin de reducir su volumen y disminuir su potencial efecto contaminante.

Residuos radiactivos son todos aquellos materiales para los cuales no se prevé ningún uso ulterior y que contienen sustancias radiactivas con valores de actividad tales que exceden las restricciones establecidas para su descarga en el ambiente.

Los residuos radiactivos pueden contener distintos tipos de elementos inestables. La natural tendencia a la estabilidad provoca la emisión de energía, en forma de partículas (alfa, beta, etc.) o de ondas electromagnéticas (radiación gamma, equis). A medida que los elementos liberan energía, disminuye su radiactividad. Por eso, la caracterización de los residuos radiactivos refiere a los elementos que contienen, al tipo de radiación que producen, y al tiempo de decaimiento necesario para que su liberación no implique riesgos para las personas ni para el ambiente.

Estas características de los residuos radiactivos resultan decisivas para establecer el proceso de gestión y el sistema de disposición adecuado en cada caso. En Argentina se ha optado por la siguiente clasificación general de los residuos radiactivos:

residuos

Los residuos de nivel bajo y medio se generan en la operación y mantenimiento de los reactores y de otras instalaciones nucleares. También -en menor medida- a partir de las aplicaciones de los radioisótopos en el campo de la medicina, la industria y la investigación. La mayor parte de los residuos de nivel alto se producen dentro del elemento combustible en los reactores nucleares, como consecuencia de los procesos de fisión nuclear.

Actividades que generan residuos radiactivos

Existen diversas actividades que generan residuos de tipo radiactivo. Aquellas que están directamente vinculadas con la producción de energía en los reactores de potencia son las comprendidas dentro del ciclo del combustible nuclear. El ciclo comprende todas las etapas que atraviesa el combustible nuclear desde la minería del uranio hasta su gestión una vez retirado del interior de reactores nucleares. La etapa relativa a la gestión del combustible gastado puede incluir o no el reprocesamiento del mismo; o sea, el proceso de separación del uranio y plutonio de los productos de fisión nuclear y de los transuránicos. Cuando el ciclo del combustible nuclear incluye el reprocesamiento se lo denomina «ciclo cerrado». Si, por el contrario, al elemento combustible gastado no se reprocesa, el ciclo se considera «abierto».

Las actividades comprendidas dentro del ciclo de combustible son las siguientes:

– la refinación y conversión del uranio: Los residuos provenientes de la minería del uranio, están constituidos mayoritariamente por las colas del mineral (a las que se les extrajo el uranio aprovechable) y por los estériles de la minería (la roca extraída con muy bajo contenido de uranio). Se caracterizan por alcanzar grandes volúmenes, por ser de origen natural y de nivel bajo.

– la fabricación del combustible: Los residuos generados durante la fabricación de los elementos combustibles para los reactores incluyen distintos materiales (papeles, plásticos, ropas, vidrios, metales, etc.) contaminados con óxido de Uranio. Comprenden también los filtros de los sistemas de ventilación de las instalaciones y los barros obtenidos en el tratamiento de líquidos producidos durante la operación y mantenimiento de la planta. Estos residuos son clasificados como de muy bajo nivel.

– la operación de las centrales nucleares: En la actualidad, Argentina cuenta con dos centrales nucleares en operación (Embalse y Atucha I), que aportan alrededor del 8% de la energía eléctrica. Ambas centrales consumen elementos combustibles de uranio natural o levemente enriquecido fabricados en el país, y son moderadas y refrigeradas con agua pesada.

Los residuos generados en las centrales nucleares son, según su origen, de diferentes tipos:

– De proceso: son los residuos ocasionados en la producción de energía mediante el proceso de fisión nuclear y captura neutrónica. Incluyen principalmente los productos de fisión, de activación y transuránicos contenidos en los elementos combustibles gastados del reactor. En su mayoría son residuos de alto nivel.

– De operación: constituidos por aquellos componentes que participan del inicio, control y seguimiento del proceso de fisión, como los equipos y dispositivos utilizados para la purificación y limpieza de los circuitos de refrigeración. Finalmente resultan en residuos líquidos concentrados por evaporación, clasificados como de baja actividad; y filtros mecánicos y lechos de resinas de intercambio iónico, clasificados como de medio nivel.

– De mantenimiento: se trata, en su mayor parte, de residuos sólidos: materiales contaminados tales como ropa de trabajo, papeles, guantes, etc.; y también líquidos de descontaminación. Son normalmente residuos de bajo nivel.

– el desmantelamiento de las centrales: Una vez decidido el fin de la vida útil de las centrales, el proceso de descontaminación y desmantelamiento de las instalaciones, dispositivos y equipos, genera grandes volúmenes de residuos, de características radiológicas, físicas y químicas muy diversas. La cantidad y tipología de los residuos ocasionados en el proceso de desmantelamiento depende de la envergadura de la instalación desmantelada y, sobre todo, de los criterios sobre el reuso, reciclo y exención de corrientes de residuos, establecidos por la Autoridad Regulatoria Nuclear.

Otras actividades que generan residuos radiactivos son las vinculadas con aplicaciones nucleares en la medicina y en la industria, y con tareas de investigación y desarrollo:

– Producción de Radioisótopos: Esta actividad genera pequeños volúmenes de residuos, de naturaleza física, química y radiactiva muy variable. Produce residuos sólidos y líquidos de diferentes concentraciones de actividad, que contienen principalmente radionucleídos de cortos períodos de semidesintegración e incluyen también productos de fisión, de activación y transuránicos presentes en los elementos combustibles gastados del reactor de producción.

– Aplicaciones médicas, usos industriales y actividades de investigación y desarrollo: En general, en este campo se producen residuos sólidos, líquidos y biológicos, de escaso volumen, muy baja actividad y radionucleídos de período de semidesintegración muy cortos. Sin embargo, las fuentes de radiación usualmente encapsuladas, utilizadas en diferentes prácticas, contienen radionucleídos de períodos mayores y actividades variadas, que van desde las consideradas de baja actividad hasta algunas otras con actividades significativas. Estas fuentes de radiación sólo son consideradas residuo cuando se descarta su uso ulterior.

Residuos radiactivos, fuentes en desuso, combustibles gastados

De acuerdo con el marco normativo argentino que rige a la actividad nuclear en general y a la gestión de residuos en particular, los combustibles gastados (de reactores de investigación y de producción de energía) y las fuentes (médicas e industriales) no son consideradas residuos. Esto se debe a que, por medio de la Ley N° 25.279, vigente desde junio de 2001, el país ratificó su adhesión a la «Convención Conjunta sobre Seguridad en la gestión del combustible gastado y sobre seguridad en la gestión de los desechos radiactivos», y con ella su diferenciación entre combustibles gastados, fuentes en desuso y residuos de tipo radiactivo.

Volumen de residuos radiactivos y fuentes en desuso generados en el país.
(Cantidades promedio, correspondientes a los años 2007, 2008, 2009)

Residuos de operación y mantenimiento
Nivel bajo Nivel medio Fuentes decaídas de uso médico Fuentes decaídas de uso industrial
Centrales nucleares (Atucha 1 + Embalse) 78 m3 8 m3
Otras actividades nucleares (producción de radioisótopos, investigación, fabricación de combustibles) 62 m3 2 m3
Aplicaciones médicas 152 unidades
Aplicaciones industriales 871 unidades

La gestión de los residuos radiactivos

La gestión de los residuos radiactivos generados en todo el territorio nacional ha estado a cargo de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) desde su creación, en 1950.

En febrero de 2003, en cumplimiento de la Ley Nº 25.018 de «Régimen de Gestión de Residuos Radiactivos», se creó en el ámbito de la CNEA el Programa Nacional de Gestión de Residuos Radiactivos (PNGRR), cuya principal responsabilidad es, precisamente, la gestión de los residuos radiactivos provenientes de la actividad nuclear nacional, sea ésta de carácter estatal o privada.

El objetivo final de la gestión de los residuos radiactivos, es el confinamiento y aislamiento de los residuos, por un período de tiempo y en condiciones tales que cualquier liberación de los radionúclidos contenidos en ellos no suponga un riesgo radiológico inaceptable, ni para las personas ni para el ambiente, ni en el presente ni para las generaciones futuras.

El proceso de gestión comprende el conjunto de actividades relativas al manejo administrativo y operativo de los residuos radiactivos. Incluye la caracterización, el registro, la clasificación, la segregación, el tratamiento, el acondicionamiento, el almacenamiento, el transporte y la disposición final.

Registro, clasificación y segregación: Se trata de caracterizar los residuos y elaborar la documentación necesaria para un adecuado seguimiento. Otro de los objetivos es reducir el volumen de los residuos tanto como sea posible. Para ello, resulta imprescindible conocer con precisión sus propiedades físicas, radiológicas y químicas. La segregación es la instancia en la que se discriminan, por ejemplo, los residuos líquidos de los sólidos, y los compactables de los no compactables.

Tratamiento y acondicionamiento: El acondicionamiento de los residuos radiactivos para su disposición final implica el cumplimiento de los requisitos de aceptación de esos residuos en el repositorio correspondiente. Para ello, se lleva a cabo la compactación, que reduce el volumen de los residuos sólidos compactables; y la inmovilización, por medio de la inclusión los residuos líquidos y los sólidos no-compactables en una matriz estable. Esto constituye la primera barrera en el sistema de disposición final.

Almacenamiento y transporte: Tanto el transporte como el almacenamiento interino de los residuos se realizan bajo los parámetros establecidos internacionalmente y de acuerdo con la normativa que rige en nuestro país, a fin de garantizar la seguridad del proceso.

Disposición final: La estrategia para la disposición final consiste en instalar los residuos radiactivos en instalaciones de confinamiento –repositorios- que interpongan un sistema de barreras entre los residuos y el medio ambiente. Los criterios de seguridad establecidos requieren la existencia de barreras múltiples, redundantes e independientes para aislar los residuos del ambiente accesible al hombre.

Las instalaciones para la gestión

El PNGRR cuenta con oficinas en la sede central de la CNEA, en la ciudad Autónoma de Buenos Aires, y con instalaciones en el Centro Atómico Ezeiza. Allí, el área de Gestión de Residuos Radiactivos (AGE) consiste en un predio de ocho hectáreas especialmente dedicado al tratamiento, acondicionamiento, almacenamiento interino y disposición final de residuos de nivel bajo. También dispone de una instalación para el almacenamiento de residuos de nivel medio y de fuentes de irradiación en desuso; y con un depósito transitorio para combustibles gastados del reactor de investigación y producción de radioisótopos ubicado en ese Centro Atómico.

Los residuos de baja actividad, tanto los sólidos (como papeles, ropa, piezas metálicas, filtros, etc.), como los líquidos (concentrados del evaporador en centrales nucleares, líquidos de lavado, etc.) han sido confinados en las trincheras del área de Gestión de Ezeiza (AGE). Cada una de las trincheras tiene 20 metros de largo, 10 de ancho y 3 de profundidad. Una de ellas, ya clausurada, contiene 3.500 tambores de 200 litros cada uno, en los que se han compactado o cementado los residuos. La otra, fue diseñada para contener 5.600 tambores y ha tenido clausuras parciales mientras estuvo en uso. Actualmente, los tambores están siendo almacenados en forma interina en las Centrales Nucleares o en el área de Gestión, hasta tanto se implemente la estrategia de gestión prevista para los próximos años.

Además el área de Gestión Ezeiza dispone de dos silos de hormigón de 4 metros de diámetro y 10 metros de profundidad, con un espesor de pared de 0,30 metros, donde se han dispuesto partes estructurales contaminadas y algunas fuentes de irradiación en desuso. Con cada operación de disposición se ha agregado una capa de cemento para minimizar la dosis en la boca de acceso.

Por otro lado, se dispone de un Laboratorio de Verificación de la Calidad, que cuenta con un sistema explorador gamma por segmentos, con el cual se ha verificado la calidad de parte de los residuos cementados en la Central Nuclear Atucha I y que se aplicará también a los residuos que serán acondicionados en la nueva Planta de Tratamiento y Acondicionamiento de residuos de pequeños generadores.

Los residuos de nivel alto contenidos en los combustibles gastados permanecen en las centrales nucleares que los generan: Atucha y Embalse. En una primera etapa, cuando son descargados del reactor, se almacenan en las piscinas de hormigón recubierto con materiales especiales que las centrales poseen para ese fin. Luego, son trasladados a un almacenamiento temporal seco en silos de hormigón emplazados en los mismos predios.

Dado que las instalaciones para la disposición final de residuos del AGE han cumplido su ciclo de vida útil y están en proceso de cierre definitivo, el Programa Nacional de Gestión de Residuos Radiactivos se encuentra abocado a la implementación de una estrategia de disposición final para los residuos de nivel bajo y medio. El plan prevé la construcción de un repositorio monolítico cercano a la superficie en un lugar del país que cumpla con las exigencias geológicas y con los requisitos ambientales y sociales establecidos.

La estrategia para los combustibles gastados implica decidir en las próximas décadas -en función de las necesidades energéticas y del desarrollo de la actividad nuclear-, si resulta conveniente reprocesarlos para aprovechar el potencial energético que todavía tienen o disponerlos en forma directa en un repositorio geológico profundo.

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