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5 de Junio de 2019
Gestión de residuos nucleares

Seis hechos relativos a la basura nuclear

Poco se ha avanzado en la resolución del problema del almacenamiento de los residuos radiactivos de alto nivel.

Túnel de la Instalación de Estudios Exploratorios, en el Monte Yucca, de Nevada, donde se piensa instalar un  almacén permanente de residuos nucleares de alto nivel [Comisión Regulatoria Nuclear].

¿Qué es la basura nuclear?

La forman los residuos radiactivos, que derivan de numerosas fuentes. En la producción de energía, la industria, la investigación y la medicina se usan sustancias radiactivas. Y estas generan esos residuos, que se clasifican según su peligrosidad: de bajo, de mediano y de alto nivel.

Para los desechos de débil y mediano nivel hay ya en algunos lugares almacenes pensados para ser definitivos. Es, por ejemplo, el caso de las minas alemanas de Asse II, cerca de Wolfenbüttel, y Morsleben, en el este de Alemania, en las cuales se debía guardarlos de modo seguro hasta que su radiactividad se agotase. Sin embargo, estas dos minas de sal presentaron problemas geológicos: por grietas y cavidades se filtraba el agua, de modo que la salmuera atacaba los barriles que guardan los residuos. Desde hace años no se ha almacenado allí ningún residuo más. A ambas minas de sal se las ha estabilizado laboriosamente; hay que cerrarlas o incluso sacar de allí los residuos.

Entre los residuos débilmente radiactivos están, por ejemplo, las bayetas y la ropa de trabajo que se emplean en instalaciones nucleares, así como otros materiales que solo radian modestamente. Y como solo contaminan modestamente, el problema de eliminación de residuos que plantean es también modesto. Pero, eso sí, los hay en cantidades bien grandes. La parte que les corresponde en la radiactividad total, un 0,1 por ciento, es pequeña; en cambio, en volumen abarcan el 90 por ciento de todos los residuos radiactivos, según la Oficina Federal de Radiaciones alemana. En cuanto a las sustancias de alto nivel, su larga vida y su peligrosidad suponen un problema de eliminación de residuos que dista de tener una solución satisfactoria.

Entre los residuos radiactivos medios están, por ejemplo, las vainas de los elementos de combustible de las centrales nucleares, piezas estructurales que intervienen en el reprocesamiento del combustible, resinas que se usan en la industria nuclear y diversos residuos de aplicaciones científicas, médicas e industriales. Estos restos emiten una radiación claramente más alta que los de bajo nivel y hay que guardarlos con blindaje. Las semividas típicas de estas sustancias son de hasta unos cientos de años. Los desechos radiactivos de nivel medio tienen que permanecer apartados de la biosfera de forma segura durante varios siglos o milenios.

Con mucha diferencia, la peor basura atómica es la de alto nivel. Se genera cuando se fisionan los átomos en las barras de combustible de las centrales nucleares. Estos desechos emiten una radiación mucho más intensa que los residuos de bajo y medio nivel, y por ello son los causantes de casi toda la radiactividad debida a las actividades humanas. En esta categoría están también otras sustancias sumamente problemáticas, como el plutonio, que no existe en la naturaleza, muy tóxico aun en cantidades muy pequeñas. Su semivida es de 24.000 años y es un material apropiado para las bombas atómicas. También son residuos de alta radiactividad algunos elementos nuevos, transuránidos, con isótopos a veces de semivida larga (hasta de más de un millón de años).

En los reactores nucleares de todo el mundo se generan en total cada año más de 12.000 toneladas de esa basura problemática. Por dónde caen los límites entre los residuos de nivel bajo, medio y alto depende en cada país de las definiciones que se adopten, conforme a consideraciones que siempre son también económicas y sanitarias.

A distancia, los residuos se distinguen gracias al calor que desprenden. Cuando es grande es que se trata de radionucleidos de vida corta, que reparten por el medio ambiente en un tiempo breve la energía que liberan. Esta diferenciación es importante sobre todo para la forma de almacenar los residuos, para la cuestión de cuánto tiempo deben estar atenuándose los desechos en superficie antes de que se los guarde en un almacén subterráneo. Cuanto mayor sea el calor que desprenda el contenedor de la basura radiactiva que se guarde en un almacén subterráneo, tanto más espacioso deberá ser este, para que no se estanque el calor y se incremente la corrosión.

¿Dónde se tira la basura atómica?

En los últimos decenios ha habido diferentes propuestas acerca de cuál sería la manera más simple posible de poner a buen recaudo la basura de alto nivel. Por un breve tiempo, algunos Estados arrojaron al  mar los residuos, y allí el agua marina, tan corrosiva, disolvió enseguida los contenedores junto con su contenido. La radiactividad se liberó en el medioambiente. Con más y más basura atómica,  la tasa natural de radiactividad aumenta poco a poco, hasta que llega a ingresar en la cadena alimenticia. Sobre todo Estados Unidos, la antigua Unión Soviética, Gran Bretaña, Suecia y Bélgica se desprendieron de esa manera de sus residuos. Solo en el Atlántico Norte debe de haber varias decenas de miles de toneladas de desechos radiactivos.

Para guardar de forma segura la basura atómica ha habido también propuestas utópicas, como la de sumirla en el hielo de la Antártida o transportarla hasta el espacio con cohetes. El problema con la inmersión en el hielo no es solo, sin embargo, la condición que tiene la Antártida como ecosistema protegido, tal y como establece el internacional Tratado Antártico. Además, no se puede predecir la velocidad a la que los contendedores avanzarían, con la deriva del hielo, hasta llegar al borde de la capa de hielo y qué efectos podría tener el calentamiento de la Tierra.

En cuanto a la eliminación en el espacio, aparte del inmenso coste, bastaría un solo despegue de un cohete que acabe mal para que se produzca una catástrofe comparable a un accidente muy grave de un reactor nuclear. Una posiblidad, en el momento actual todavía puramente utópica, sería la de introducir los desechos en el manto de la Tierra mediante perforaciones profundas. Hasta ahora, ni la técnica ni la geofísica están suficientemente avanzadas para ello.

Se está investigando en todo el mundo en busca de la forma de almacenar definitivamente a los residuos de alto nivel y apartarlos permanentemente de la biosfera. Hay que guardar de forma segura esa basura nuclear durante un período de más de un millón de años. Ese lapso es en cierta medida arbitrario. Se toma como referencia la intensidad de la radiación de las tierras naturales que contienen uranio. Un almacén permanente de los residuos atómicos no debería radiar pasado ese tiempo más que estas.

¿Por qué debe haber un almacenamiento temporal de los residuos nucleares?

Tras los años en que los elementos de combustible hacen de tales en las centrales nucleares, siguen radiando intensísimamente y desprendiendo mucho calor. Están compuestos de una mezcla variada de sustancias radiactivas pero todas ellas radiactivas. Esas barras de combustible tienen primero que atenuar su actividad durante largo tiempo en piscinas llenas de agua, hasta que los radionucleidos de corta vida se hayan desintegrado y desprendan menos calor. Se las introduce entonces en unos recipientes, a los que se llama contenedores secos, donde siguen enfriándose en el aire durante varias décadas. Solo entonces estarán suficientemente fríos (por debajo de los cien grados en su superficie) para que se pueda almacenarlos en roca.

Hasta ese momento, los desechos altamente radiactivos presentan un peligro especialmente grande: incendios, aviones que se estrellen, acciones terroristas podrían liberar en el medioambiente grandes cantidades de radiactividad. En el presente, por razones logísticas, hay muchos contenedores secos que se guardan en las propias centrales nucleares sin protección suficiente en vez de que se vayan atenuando en almacenes temporales centralizados.

¿Cómo funciona el almacenamiento definitivo?

La idea del almacenamiento definitivo en un cementerio nuclear, en concreto en un almacén geológico profundo, prevé que los contenedores secos se encierren a cientos de metros de profundidad en la roca. De la mayor importancia es que no se abra paso agua alguna hasta los contenedores. Si no, el agua aumentaría primero enormemente la corrosión y luego podría alcanzar los acuíferos subterráneos contaminada por la radiación, con lo que la región vecina recibiría durante mucho tiempo una radiación más intensa. Por eso, un almacén definitivo tendría que estar bien por debajo de los acuíferos. Pero tampoco debería ser demasiado profundo, porque más allá de los mil metros de profundidad, aproximadamente, la roca está muy caliente.

Las naciones buscan almacenes definitivos apropiados, que cumplan suficientemente los requisitos. En Alemania, por ejemplo, hay una comisión, convocada por el Bundestag, encargada de ello. Ha llegado a la conclusión de que posiblemente la tarea quede concluida a mediados del siglo que viene: según valoran los expertos, los últimos contenedores de basura nuclear se almacenarán entre 2075 y 2130; el almacén definitivo se cerraría finalmente pasados otros entre 20 y 40 años.

Como roca que albergue el perseguido almacén definitivo se investigan sobe todo la arcilla, la sal y el granito. La arcilla y la sal tienen la ventaja de su gran plasticidad; a grandes profundidades  la presión es tan grande que las brechas que pudiese haber en la roca se cerrarían solas. Un cierto grado de corrosión no se puede evitar, sin embargo. Pasados miles o decenas de miles de años, los contenedores soltarían su contenido, que se mezclaría con la roca circundante. Sería entonces la roca la que se encargaría, en vez de los contenedores, de confinar los desechos de alta radiactividad. Sin embargo, durante el almacenamiento, hasta llegar a ese momento, muchos radionucleidos de semivida corta se habrán desintegrado ya y la radiactividad total habrá disminuido mucho. Otras sustancias, como el plutonio, seguirán todavía allí en muy buena medida.

¿Qué cabe esperar de la transmutación?

Es sobre todo la coexistencia con la basura atómica de larga vida la que crea problemas éticos fundamentales, ya que la duración de su almacenamiento supera la capacidad de la imaginación humana. No se puede saber como será el mundo dentro de unos cientos o miles de años, no digamos ya dentro de cientos de miles, ni cuál será por entonces el número de los habitantes de la Tierra ni en qué estado tecnológico se encontrará su civilización. Se ha propuesto que algunas de las sustancias de larga vida se transformen en otras de corta vida irradiándolas para transmutarlas. No se necesitaría entonces almacenarlas durante un millón de años, sino solo durante unos milenios. Pero de esa forma no es posible trasmutar todas las sustancias persistentemente peligrosas. Y aparte de eso, las dificultades técnicas son enormes y resultaría mucho más caro que el almacenamiento geológico profundo, preferido por razones económicas y políticas. Desde un punto de vista ético, tiene, al menos sobre el papel, una ventaja. Muchos críticos sostienen, sin embargo, que es un error desviar la atención pública de las dificultades que plantean los residuos radiactivos de alto nivel. Quizá solo las tecnologías futuras puedan ofrecer opciones satisfactorias.

¿Qué cuestiones siguen pendientes?

El plazo de tiempo durante el que debería prolongarse un almacenamiento definitivo sobrepasa todos los órdenes de magnitud humanamente abordables. Sobrepasan claramente la extensión de la historia de la especie Homo sapiens hasta nuestros días. Los especialistas de la semiótica nuclear avisan del problema que supone el advertir a unos descendientes remotos de la existencia de un almacén geológico profundo: las lenguas y los símbolos humanos cambian demasiado deprisa para que los actuales puedan hacerlo duraderamente y con seguridad. No hay acuerdo sobre si no se debería más bien ocultar los almacenes definitivos. Podrían atraer a terroristas. Por otra parte, no cabe excluir que unos seres humanos que no supiesen nada de los almacenes emprendiesen en sus emplazamientos actividades mineras y pusiesen así en riesgo la integridad de su recubrimiento rocoso.

Es discutible también si un almacén definitivo se debería configurar de modo recuperable o no, de forma que al menos durante los de cien a quinientos años siguientes se pudiese acceder a los contenedores. Si en ese plazo se llegara a disponer de nuevas tecnologías o si la opinión pública cambiase en lo que se refiere a los cementerios nucleares, nuestros descendientes tendrían siempre la posibilidad de recuperarlos. Pero esto aumentaría los costes y la amenaza externa del terrorismo y de las infiltraciones de agua.

Al mismo tiempo, hay una diferencia enorme entre el enfoque geológico-físico y el ético-sociológico del problema de almacenamiento definitivo. En las últimas décadas se han dedicado grandes medios a la investigación de posibles cementerios nucleares, sin que hasta ahora haya habido resultados satisfactorios. Tampoco hay en todo el mundo cátedras de ética nuclear, que enriquecerían con argumentos el debate público. Así, las cuestiones concernientes a las consecuencias jurídicas siguen sin estar claras en absoluto. Abordamos los problemas como integrantes de Estados nacionales, que existen tal y como ahora son desde hace solo unos siglos y que sin duda no sobrevivirán dentro de un millón de años. Los almacenes definitivos se encontrarían con personas cuyos idiomas, culturas, principios éticos, tecnologías y formas de organización social no podemos ni imaginar.

Pero es que precisamente la idea del almacenamiento definitivo podría estar mal encaminada. Lleva implícita la creencia de que podemos encontrar soluciones válidas durante lo que para el pensamiento humano es una eternidad, la creencia en que nuestros sucesores no tendrán que preocuparse más por el problema. Cabe suponer, sin embargo, que para evaluar los riesgos que ellos mismos estarían corriendo ejecutarían en los cementerios nucleares, de ser posible, un programa exhaustivo de mediciones. Ello acarrearía, a lo largo del período de tiempo exigido, grandes sumas adicionales que, como muchas otras cosas, no se incluyen en los cálculos actuales.

Dirk Eidemüller/Spektrum.de

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Spektrum der Wissenschaft.

 

 

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