Almacenamiento final de residuos nucleares – El AGP
Cuando hablamos sobre energía nuclear para la producción eléctrica, uno de los puntos que más preocupan a la sociedad es qué hacemos con los Residuos de Alta Actividad (RAA) generados por la operación de las centrales nucleares. Estos RAA comprenden principalmente los elementos combustibles irradiados y los subproductos del combustible reprocesado, si este reproceso se lleva a cabo.
En el caso de España, que ha optado por el ciclo abierto, la gestión de los RAA pasa por 3 fases principalmente. Hay que decir que este ciclo de combustible no incluye el posible y cada vez más acuciante reprocesado del combustible gastado, que se realizaría entre la primera y la segunda fase.
- PRIMERA FASE. El combustible irradiado se almacena en las piscinas que poseen todas las centrales durante un periodo de al menos cinco años, durante los cuales se refrigera y reduce su radiotoxicidad, permitiendo su traslado posterior y su gestión en la segunda fase.
- SEGUNDA FASE. Consiste en depositar los RAA en un a almacén temporal, que puede ser en húmedo (piscinas) o en seco. En el caso de España, éste se realiza en Almacenes Individualizados (ATI), como los que existen en CN Ascó, CN Trillo o CN José Cabrera, o en un Almacén Centralizado (ATC), como el que se ha proyectado en Villar de Cañas, el ATC Español.
- TERCERA FASE. El tercer y último paso sería su almacenamiento a largo plazo en un lugar adecuado, protegido por barreras tanto naturales como de ingeniería, que permitan el decaimiento natural de los radioisótopos sin causar ningún perjuicio a las personas ni al medio ambiente. De las diferentes opciones estudiadas, la que se ha erigido para la comunidad internacional como la más efectiva es el Almacenamiento Geológico Profundo (AGP).
Ya en Junio de 2006, el 6º Plan General de Residuos Radiactivos, hablaba de que la posible solución para el almacenamiento a largo plazo de este tipo de residuos podría ser el AGP.
En la actualidad son varios los países se encuentran en fase de investigación o construcción de este tipo de instalaciones. Entre los más avanzados están EEUU, que dispone de un AGP para residuos de media y baja actividad denominado WIPP, y Finlandia, que ya tiene la licencia y está en fase de excavación de su AGP denominado ONKALO. Otros países que están en búsqueda de un emplazamiento o en fase de investigación son Francia, Suecia, Japón, Canadá y Gran Bretaña, entre otros.
El AGP consiste en almacenar los RAA en instalaciones de ingeniería subterráneas, en el interior de formaciones geológicas estables y de manera pasiva. En este tipo de almacenamiento no existe la intención de recuperar el material depositado y no existe o es mínima la dependencia de controles activos de la instalación a largo plazo.
El AGP se basa en el concepto de la multibarrera, el cual consiste en la interposición de barreras naturales y artificiales cuya misión es confinar y por tanto retardar la aparición de los radionucleidos en la biosfera hasta un momento en que no modifiquen sustancialmente la radiación de fondo natural y por tanto ya no sean perjudiciales para los seres vivos.
Dibujo esquemático de un AGP
Las barreras naturales consisten en la formación geológica donde se ubica el repositorio, a una profundidad de entre 300 y 800 metros, y el conjunto de ecosistemas bajo los cuales está el almacén, junto con los suelos, agua, seres vivos y gases que estas contienen.
Las barreras artificiales consisten en las propias del elemento combustible (pastilla y vaina), el contenedor metálico donde se introducen los residuos y los materiales de relleno con los que se sellan dichos contenedores en las galerías del AGP.
El comportamiento de los almacenes profundos de RAA queda determinado, en gran medida, por las características del diseño y la construcción de estas barreras de ingeniería y especialmente por los cambios que puedan suceder en dichas barreras como resultado de los efectos combinados del calor generado por la desintegración de los residuos radiactivos y el aporte de agua y solutos de las rocas circundantes, que pueden promover la corrosión de los contenedores metálicos y la llegada de agua a los residuos.
El elemento más importante a controlar en el diseño y la construcción de las barreras de ingeniería es el agua (presencia de humedad) en las cercanías de los radioisótopos, ya que ésta podría disolver los materiales que los contienen. Los residuos radiactivos liberan calor, que produce un gradiente térmico a través de las diferentes barreras y que induce a la humedad a penetrar a través de la roca. Por eso es muy importante que el diseño y la elección de los materiales de los contenedores metálicos vayan encaminados a evitar la corrosión de los mismos, manteniendo a su vez unas buenas propiedades mecánicas.
Los materiales de relleno que sellan los contenedores, que fundamentalmente consisten en bloques de bentonita compactada, también están preparados para evitar la presencia de agua cerca de los contenedores. La bentonita es un tipo de arcilla, compuesta por el mineral montmorillonita en su mayor parte, que tiene propiedades tales como elevada plasticidad, alta capacidad de hinchamiento y baja permeabilidad que la hacen ideal para este propósito.
Como hemos podido ver a lo largo del artículo, el AGP es la solución internacionalmente aceptada como más segura y viable para la gestión final de los Residuos de Alta Actividad. Aun así, requiere de un consenso técnico y social para buscar las localizaciones más adecuadas, además de un profundo trabajo de desarrollo e investigación con el fin de lograr un diseño y una elección adecuada de materiales que permitan un correcto funcionamiento de la instalación de forma segura para las personas y el medioambiente.
Borja Muñoz Mardones
Miembro de Jóvenes Nucleares
24 Abril 2017