Residuos Nucleares y Radiactivos | ¿Cómo se gestionan?
En esta entrada del blog, trataremos todos los aspectos básicos de los residuos radiactivos y nucleares, incluyendo qué son exactamente, cómo se gestionan estos desechos y por qué es tan importante tratarlos cumpliendo los protocolos establecidos por el Ministerio de Industria y Medio Ambiente.
Si necesitas saber la definición de residuo o profundizar al respecto, puedes leer este artículo.
Índice
¿Qué son los residuos radiactivos?
Los residuos radiactivos se definen como cualquier material o desecho en forma gaseosa, sólida o líquida que contiene o está contaminado con radionucleidos en concentraciones o niveles superiores a los establecidos por el Ministerio de Industria y Medio ambiente, para el cual no está previsto ningún uso.
En resumidas cuentas, son residuos radiactivos todos los que emiten radiaciones que no tengan un fin. La duración de los residuos radiactivos es de hasta 300 años, aunque varía según el tipo de desecho.
Estos residuos contienen elementos químicos radiactivos resultantes de la fisión nuclear, produciéndose normalmente como combustible de reactores o armas nucleares, así como la radioterapia o la medicina nuclear.
En la composición química de los residuos nucleares se encuentran el uranio, el plutonio y el neptunio. Los residuos radiactivos emiten radiaciones de tipo alfa, beta y gamma, aparte de producir calor como consecuencia de una desintegración radiactiva.
En el año 2022, existían 440 reactores nucleares en todo el mundo y proporcionan el 10% de la electricidad mundial, de hecho, en Estados Unidos 93 reactores nucleares generan casi un 20% de la energía eléctrica de todo el país.
¿Qué son los radionucleidos?
Un radioisótopo, también conocido como radionúclido o radionucleido o isótopo radiactivo, es un átomo que tiene un exceso de energía nuclear y, por tanto, es inestable.
Estos radioisótopos se producen de forma natural o artificial en reactores nucleares, ciclotrones, aceleradores de partículas o generadores de radioisótopos. A día de hoy se han encontrado 730 radioisótopos con vidas medias de 60 minutos, alrededor de 2400 radionúclidos tienen una duración inferior de 60 minutos.
Para más información, te recomendamos profundizar en la Wikipedia.
Legislación de los residuos nucleares
La legislación que regula los residuos nucleares es la Ley 25/1964, sobre energía nuclear y el Real Decreto 102/2014, para la gestión responsable y segura del combustible nuclear gastado y los residuos radiactivos.
¿Porque son peligrosos los residuos nucleares?
Los residuos nucleares son peligrosos porque contienen isótopos radiactivos con átomos inestables que se convierten en estables emitiendo radiaciones ionizantes peligrosas, además, pueden contaminar el aire, agua, superficie, plantas, edificios, personas y animales.
Ten en cuenta, que los residuos radiactivos son peligrosos para la salud principalmente porque las radiaciones ionizantes atraviesan las células vivas, lo que rompen los enlaces químicos y produce cambios moleculares que dañan a las células, sobre todo si este afecta al ADN, la cual almacena la información genética del ser vivo y acaba produciendo mutaciones.
Igualmente, si una célula recibe daño y muere no hay consecuencias negativas, ya que el organismo humano está preparado para regenerar dichas células. El problema es cuando las células pertenecen a un tejido o un órgano importante y reciben una alta cantidad de irradiación, lo que produce un mal funcionamiento del organismo.
Clasificación de los Residuos Radiactivos
El tipo de residuos radiactivos está diseñado según la convención conjunta sobre la gestión de combustible gastado y sobre seguridad en la gestión de residuos radiactivos en los que se agrupa por:
- Residuos de muy baja actividad (RBBA)
- Residuos de media y baja actividad (RMBA).
- Residuos de alta actividad (RAA).
La clasificación más típica de los residuos radiactivos se establece según el periodo de semidesintegración, que se define como el periodo de tiempo en el que la mitad de los radioisótopos se desintegra. No confundir con la vida media, que es el tiempo en el que un átomo libre se desintegra completamente.
Otra característica para distinguir los tipos de residuos nucleares son el llamado bequerelio o becquerel (Bq), la cual es una unidad internacional de medida para indicar la actividad radiactiva. Esto equivale a una desintegración nuclear por segundo.
En España, desde 2008 se definió una gestión final distinguida entre diferentes métodos de almacenamiento según el riesgo radiológico que suponen.
Residuos de muy baja actividad (RBBA)
Se definen como aquellos desechos radiactivos donde sus concentraciones de actividad del orden son de 10 a 1000 Bq/g. Se emplea el almacenamiento temporal para su conservación. Requieren de pocos requisitos para su gestión.
Dentro de este grupo, podemos distinguir entre:
- Residuos de muy baja actividad de vida corta y media (Periodo de desintegración inferior a 30 años).
- Residuos de muy baja actividad de vida larga (Periodo de desintegración superior a 30 años).
Residuos de media y baja actividad (RMBA)
Lo agrupan los residuos radiactivos que . El método de almacenamiento que se utiliza es el Almacén Temporal Centralizado en superficie. Tienen emisiones beta-gamma, emisiones alfa en concentraciones muy bajas y no producen calor.
Dentro de este grupo, podemos distinguir entre:
- Residuos de media y baja actividad de vida corta y media (Periodo de desintegración inferior a 30 años).
- Residuos de media y baja actividad de vida corta y media (Periodo de desintegración superior a 30 años).
La gran mayoría de los residuos radiactivos producidos en España son residuos de media y baja actividad producida en centros de investigación, hospitales, centrales nucleares y en ciertos sectores industriales.
Residuos de Alta Actividad (RAA)
Los residuos de alta actividad son aquellos que tienen un periodo de desintegración superior a los 30 años, poseen un nivel alto de actividad, por lo que produce calor la desintegración radiactiva.
Dentro de esta clasificación está el combustible consumido en centrales nucleares, así como residuos de Media actividad que por sus características requieren una gestión sumamente específica.
Otros tipos de Clasificaciones de Residuos Radiactivos
Aparte de la clasificación de los residuos radiactivos por su grado de actividad, también podemos agruparlo por otros criterios como su origen, su estado físico, como líquido, sólido o gaseoso, y por sus propiedades.
¿Cómo se gestionan los residuos nucleares?
La gestión de residuos radiactivos abarca a todas las actividades que se relacionan con la manipulación, tratamiento, acondicionamiento y almacenamiento del desecho. Queda excluido de este proceso su transporte.
Estos residuos nucleares según su clasificación pasarán por una fase de almacenamiento temporal o almacenamiento definitivo. Estos vertidos nucleares pasan por lo que se llama una fase de solidificación para estabilizar el material, que consiste en mezclarlo con aditivos como el alquitrán o cemento, siendo este dos tercios del total. Esto hace que se reduzca el área de contaminación y disminuye su solubilidad, lo que evita su filtración.
También existen otros métodos de estabilización de los residuos nucleares, como la adsorción, precipitación y microencapsulamiento.
Al final, los residuos radiactivos generados en España se gestionan almacenándolos en contenedores tratados para reducir su radiación, que luego sin almacenado en piscinas con una alta capacidad de enfriamiento y estrictos protocolos de seguridad.
¿Donde se originan los residuos radiactivos?
Los residuos radiactivos se originan son en centrales nucleares, centros de investigación, industrias autorizadas para el uso de radioisótopos y para fines biosanitarios de la energía nuclear.
Las actividades donde se origina los residuos radiactivos serían:
- Operación y desmantelamiento de las centrales nucleares.
- Aplicación de los radioisótopos a la medicina, industria, agricultura e investigación.
- Reprocesado de combustible gastado por centrales nucleares.
- Residuos generados por el Plan Integral de mejora de Instalaciones del CIEMAT.
- Resultante de la operación de las instalaciones de almacenamiento.
- Los producidos por situaciones extraordinarias.
¿Quién gestiona los residuos nucleares en España?
La gestión de los residuos nucleares y radiactivos en España la realiza la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos S.A (ENRESA), una empresa pública sin ánimo de lucro creada en 1984.
ENRESA puede realizar recogida, transporte, almacenamiento y control de los residuos radiactivos generados en España, específicamente:
- Desmantelamiento de instalaciones nucleares y radiactivas.
- Restauración ambiental de minas de uranio.
- Tareas relacionadas con la investigación y desarrollo.
Donde se almacenan los residuos nucleares
Los residuos nucleares y radiactivos se almacenan en instalaciones destinadas a gestionar y almacenar de forma segura dichos desechos en un período de tiempo entre unos años hasta toda la vida. Dependiendo del método de almacenamiento que se utilice variará el tipo de instalación.
No hay que confundir el concepto de cementerio nuclear con instalación de almacenamiento. Los cementerios nucleares solo abarcan los métodos de almacenamiento definitivo, es decir, para aquellos residuos nucleares y radiactivos que estarán alojados en almacenes submarinos o almacenes geológicos profundos.
De ahí, a que se defina como «cementerio nuclear», porque no tiene ninguna intención de recuperarse ese material radiactivo.
Tipos de almacenaje de Residuos Nucleares y Radiactivos
Dentro de las formas de almacenamiento de los residuos nucleares y radiactivos, podemos distinguir entre el almacenamiento Temporal Centralizado, almacenamiento Temporal Individualizado, almacenamiento Geológico Profundo y Almacenamiento Submarino.
Te desarrollamos cada uno de ellos a continuación en dos grupos: Almacenamiento temporal y almacenamiento definitivo.
Almacenamiento Temporal
El almacenamiento temporal es un proceso de almacenamiento a medio o largo plazo, donde se aloja el combustible gastado y los residuos de alta actividad de las centrales nucleares de un país. El almacenamiento temporal se realiza en piscinas o en contenedores metálicos, de hormigón y en bóvedas con circulación de aire para la eliminación del calor.
Las instalaciones de carácter temporal están ubicadas cerca de las propias centrales nucleares y a pocos metros de profundidad o en la superficie.
Si la instalación se encuentra en el interior del recinto de la central nuclear, se denominan instalaciones de Almacenamiento Temporal Individualizado (ATI), las cuales emplean contenedores hasta completar el espacio de almacenamiento, donde luego los residuos serán transportados a un Almacenamiento Temporal Centralizado (ATC) o un Almacén Geológico Profundo (AGP).
En cambio, si la instalación de almacenamiento se ubica fuera del recinto nuclear, se denomina instalaciones de Almacenamiento Temporal Centralizado (ATC). Estas son más prácticas, rentables y fáciles de gestionar, principalmente porque concentras en una sola instalación los productores de residuos de la periferia. El método de almacenaje es a través de una bóveda o cámara de hormigón rodeado por una valla de seguridad.
El principal problema de este tipo de instalaciones, es que están preparados para almacenar los residuos nucleares y radiactivos durante 100 años, y este tipo de desechos tienen una vida media de 300 años.
Almacenamiento Definitivo
El almacenamiento definitivo consiste en el proceso de almacenar residuos de forma perpetua sin intención de recuperar el material residual, por lo que posee un mínimo o inexistente coste de mantenimiento, debido a que se cierra y se sella. En estos casos, lo más recomendado es vigilar la instalación de almacenamiento y sus efectos en el medio ambiente.
Dentro de los métodos de almacenamiento definitivo, estaría el almacenamiento geológico profundo y el almacenamiento submarino.
El almacenamiento geológico profundo consiste en almacenar residuos en una profundidad de 500 a 1000 metros en formaciones geológicas de roca como arcillas, sal o rocas metamórficas, donde los residuos nucleares y radiactivos se encuentran en contenedores de metal diseñados para aguantar la corrosión y la degradación.
El almacenamiento geológico profundo se caracteriza por estar ubicado en zonas estables, con materiales poco absorbentes y rodeado de terrenos con baja permeabilidad y alta capacidad de retención, de modo que se evita la filtración de los residuos. Por lo que al final, se forman dos capas de seguridad con este método, una que es la formación natural de la propia morfología del terreno, y la otra, los propios contenedores con los residuos.
Por otro lado, está el almacenamiento submarino, que consiste en almacenar los residuos nucleares y radiactivos en el mar. Este método está actualmente prohibido desde 1993 por leyes internacionales debido a las controversias que producía el tener este tipo de vertidos en costas como las de Estados Unidos o Irlanda.
Curiosamente, se está estudiando emplear las fosas oceánicas para aguardar este tipo de residuos en la actualidad. Se estima que la Fosa Atlántica contiene más de 140 000 toneladas de residuos radiactivos.
¿Cuántos Residuos genera una Central Nuclear?
Una central nuclear de 1000 megavatios produce 20 toneladas de residuos radiactivos, siempre y cuando se recicla el combustible usado. Este tipo de centrales puede satisfacer a un equivalente de un millón de personas.
Si quieres realizar una comparación, una central eléctrica de carbón de 1000 megavatios produce alrededor de 300 000 toneladas de ceniza y 6 millones de toneladas de dióxido de carbono.
¿Cuántos residuos nucleares hay en España?
En España, en 2021, se generaron en total 80.400 metros cúbicos de residuos nucleares, donde 67.415 metros cúbicos de Residuos de Operación y 12.985 metros cúbicos de Residuos de desmantelamiento.
Solamente se han recontado aquellos residuos RBBA y RBMA que ya están preparados para su almacenamiento.
Los datos ofrecidos aquí pertenecen al inventario nacional de residuos nucleares realizado por Enresa.
En el año 2020, las centrales nucleares en España generaron unos 609 metros cúbicos de residuos sólidos. Solo la central nuclear de Cofrentes, en la provincia de Valencia, generó casi 255 metros cúbicos, la cantidad más alta entre las instalaciones en el país.
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