yucca mountain nuclear waste repository

Transición Energética, planificar para los próximos 100.000 años

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(Versión ampliada en castellano del artículo originalmente publicado en la edición gallega de El Salto, en el blog Saber Sustentar.)

La semivida del plutonio-239 (el tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos) es de 24.100 años, va a ser peligroso para el medioambiente durante 20 semividas. La semivida del uranio-235 es de 700 millones de años.

En una fracción que será como un destello fugaz dentro de estas escalas de tiempo geológico, habremos completado la transición energética, los gigantescos molinos eólicos abandonados y oxidados se alzarán como moáis de una civilización perdida, las extensas instalaciones fotovoltaicas serán campos de escombros que la vegetación o las dunas de los futuros desiertos engullirán una vez canibalizados para uso domestico, y más tarde Gaia recuperará los cauces de los ríos, cuando estos se abran camino a través de la infraestructura hidroeléctrica.

En este destello fugaz, y es irrelevante si este ocurre en una generación o en cinco, una vez completada la transición energética a fuentes renovables, tendremos insumos de energía per cápita iguales o inferiores a los de épocas preindustriales. Ya sea por abandonar los combustibles fósiles o por agotamiento de los recursos cuya extracción sea rentable energéticamente, o por seguir con los negocios como de costumbre y provocar un cataclismo ecológico, o por alguna combinación de los motivos anteriores estamos abocados a una gran simplificación, a una reducción de la complejidad.

En el largo descenso, no será muy peligroso abandonar o canibalizar decenas de miles de molinos eólicos, o hectáreas de instalaciones fotovoltaicas, las minas de carbón y pozos petrolíferos se podrán sellar y abandonar, pero no podremos hacer lo mismo con la industria nuclear, que requerirá un manejo mucho más complejo y costoso. Aunque a priori menos compleja y peligrosa, la liquidación de la industria fósil no está siendo inocua, los pozos de petróleo abandonados del Mar del Norte y la quiebra de las empresas de fracking en EE. UU. con miles de perforaciones abandonadas, están provocando la fuga de miles de toneladas de metano con emisiones equivalentes del orden de varias decenas de miles de toneladas de CO2eq anuales, provocando una catástrofe medioambiental, algo que también ocurre de forma global en la infraestructura operativa.

El metano es un gas con un potencial de calentamiento 86 veces superior al del CO2 en los primeros 20 años de vida, y el abandono de estos pozos supone una externalización criminal de los costes del capitalismo fosilista en forma de calentamiento global hacia las generaciones futuras, dado que las potenciales trayectorias de emisiones para cumplir con el RoadMap 2050 de la UE ya son pendientes vertiginosas en unos plazos que evocan una demolición controlada de nuestra civilización más que a una transición energética (Fig 1).

Fig 1. Escenario 2020 del sector económico de la UE. Posibles vías para la descarga de la UE-28, de acuerdo con las recomendaciones de la Hoja de ruta de la UE 2050 y la restricción COP21 sobre el calentamiento global. https://www.mdpi.com/2071-1050/10/11/4225
Fig 1. Escenario 2020 del sector económico de la UE. Posibles vías para la descarga de la UE-28, de acuerdo con las recomendaciones de la Hoja de ruta de la UE 2050 y la restricción COP21 sobre el calentamiento global.

Liquidación

Desmantelar y dar una solución definitiva a las instalaciones y residuos nucleares antes de que seamos incapaces de manejarlos es una obligación que tenemos hacia las generaciones futuras, sería monstruoso no hacerlo, hay que recordar que tanto Chernóbil (1986) como Fukushima (2011) son accidentes nucleares en curso, ambos con soluciones de contención provisionales, que nos apelan a construir sin demora almacenes geológicos profundos para enterrar los residuos nucleares y crear un calendario para desmantelar las centrales nucleares antes de que sea demasiado tarde, no podamos manejar esta complejidad y dejemos inhabitables extensiones continentales.

Más de 70 años después del comienzo de la Era Nuclear, según el Informe Mundial Sobre Desechos Nucleares, en Europa Occidental existen 144 centrales nucleares en funcionamiento (2018) que han producido varios millones de m³ de desechos nucleares (sin incluir minería y procesamiento del uranio). Más de 60.000 toneladas de combustible nuclear gastado están almacenadas en toda Europa en depósitos provisionales en superficie, y se han generado alrededor de 2,5 millones de m3 adicionales de residuos de nivel bajo y medio. Se estima que durante su vida útil, el conjunto de reactores nucleares europeos producirán alrededor de 6,6 millones de m3 de desechos nucleares. El cálculo, basado en estimaciones conservadoras, incluye los residuos de la operación, el combustible nuclear gastado y el desmantelamiento de los reactores.

La generación de residuos nucleares y la próxima clausura de las instalaciones nucleares al final de su vida útil están planteando un reto gigantesco, las instalaciones de almacenamiento provisional en superficie están llegando al límite, especialmente para el combustible nuclear gastado. A nivel global la OIEA estima que actualmente existe un stock mundial de alrededor de 250 mil toneladas de combustible gastado altamente radiactivo, a las que se añaden unas 12.000 toneladas anualmente.

Finiquitar lo nuclear es un proceso necesariamente prolongado. El desmantelamiento de un solo reactor nuclear lleva normalmente unos 20 años. La mayoría de los países que enfrentan el destino de sus residuos nucleares están planeando horizontes de 40 a 60 años vista sólo para implementar los programas de deposito final de los residuos. Estos plazos tan largos hacen que la crisis climática en curso y el agotamiento de recursos planteen incertidumbres muy grandes ya que estos son unos multiplicadores de riesgo de accidente nuclear grave. Planear esta operación complejísima para 2080 no parece un objetivo cabal con la actual senda de emisiones, de agotamiento de recursos fósiles y crisis climática en curso. Sólo tres países, los EE. UU., Alemania y Japón, han completado proyectos de desmantelamiento de reactores civiles. A mediados de 2019, de los 181 reactores civiles clausurados en el mundo, sólo 19 habían sido totalmente desmantelados, de los cuales sólo 10 a categoría greenfield, cuando todos los edificios y residuos han sido retirados y el lugar puede utilizarse libremente para otros fines.

El Ministerio para la Transición Ecológica tiene un plan

En España el Ministerio para la Transición Ecológica (MITECO) ha prorrogado recientemente el funcionamiento de las centrales nucleares de Almaraz y Vandellós II, a pesar de estar al final de su vida útil, y ser cada vez más inestables y peligrosas debido a múltiples factores como el deterioro del hormigón por exposición a la radiación, envejecimiento de equipos, o dificultades en la refrigeración de los reactores por los impactos del cambio climático. El borrador del 7º Plan General de Residuos Radiactivos para la gestión de los residuos radiactivos y el desmantelamiento de las centrales nucleares en España, presentado el pasado mes de marzo, programa el cierre final de Almaraz en 2028, seguidos por Ascó I (2029), Cofrentes (2030), Ascó II (2033) y Vandellós y Trillo (2035). La previsión de generación de residuos radiactivos al final del proceso de cierre y desmantelamiento suman un total de 236.500 m3. Para la gestión definitiva del combustible nuclear gastado y residuos de alta actividad (10.400 m3) se contempla la construcción de un Almacenamiento Geológico Profundo, que se prevé este operativo en el año 2073. Los costes totales presupuestados en dicho borrador del 7º PGRR para el desmantelamiento de las centrales y gestión de los residuos son de 23.000 millones de euros con horizonte final en el año 2100. Se trata de un incremento del 77% con relación a la anterior previsión realizada en 2006. De este precio, quedan por aportar 16.745 millones, la mayoría correspondientes al desmantelamiento de las centrales y a la gestión del combustible nuclear gastado.

Los costos de desmantelamiento de un reactor varían enormemente; en el caso de las dos únicas centrales alemanas desmanteladas a fecha de hoy, una tuvo un costo de 1.900 $/kW, y la otra de 10.500 $/kW. El desmantelamiento de todas las centrales nucleares en España con aproximadamente 8000 MWe instalados tendría un coste potencial en algún lugar entre 15.000 a 84.000 millones de dólares. El historial de retrasos y sobrecostes de la obra civil manejada por el IBEX35 no augura un precio a la baja…

Almacenamiento Geológico Profundo

El consenso entre los científicos nucleares es que la mejor opción para tratar los residuos nucleares de alto nivel es el almacenamiento geológico profundo (AGP). Una de las condiciones del Organismo Internacional de Energía Atómica para un sitio geológico de ese tipo es el bajo contenido de agua subterránea, y la estabilidad geológica a lo largo de millones de años. La eliminación geológica profunda es una de las tareas más ambiciosas y difíciles que enfrentamos globalmente. Ningún país del mundo tiene actualmente en funcionamiento un AGP para el combustible nuclear gastado. EEUU tiene paralizado desde 2010 el (AGP) de Yuca Mountain en el estado de Nevada después de 30 años de desarrollo y haber invertido alrededor de 15.000 millones de dólares, la finalización de este repositorio costaría más de 96.000 millones de dólares (en dólares de 2007) según el Departamento de Energía de Estados Unidos. En Nuevo México están operando el Proyecto Piloto de Aislamiento de Residuos (WIPP) sin embargo, este depósito sólo se utiliza para residuos transuránicos de larga duración militares, no para el combustible nuclear gastado de reactores civiles.

En Alemania, Asse II y Morsleben dos AGPs de residuos de nivel bajo e intermedio en antiguas minas de sal, han sido un fracaso y se han discontinuado. El vertedero de Asse II sufre de una afluencia continua de aguas subterráneas y está en riesgo de colapsar, lo que constituye el peor escenario para la eliminación geológica profunda. Es necesario recuperar los 220.000 m3 de residuos mixtos eliminados y la sal, lo cual es una tarea compleja y costosa. Las cantidades son ahora cinco veces la cantidad original de residuos debido a la mezcla de sal y residuos radiactivos, aunque en la práctica puede no ser técnicamente factible recuperarlos todos. Hasta hoy la estrategia de eliminación no está decidida y la recuperación no ha comenzado. Por lo tanto, el término eliminación final debe ser usado con precaución.

Eliminación por perforación profunda

Un abordaje novedoso para el almacenamiento geológico profundo que puede reducir mucho los plazos, costos y simplificar algunos procesos es la eliminación por perforación profunda (EPP). La EPP consiste en utilizar la tecnología de perforación desarrollada en los últimos 20 años por la industria petrolera y gasística con el objetivo de eliminar desechos nucleares de alto nivel en perforaciones horizontales profundas, similares a las utilizadas en el fracking, perforando pozos de 50 cm de diámetro a varios kilómetros de profundidad, con gran precisión, para depositar los residuos en pequeñas cápsulas y no en un único y gigantesco minado convencional con decenas de kilómetros de galerías. Un pozo típico de EPP con una zona de eliminación de un par de kilómetros podría albergar del orden de cien metros cúbicos de desechos. Se han realizado evaluaciones preliminares de seguridad y varios estudios de ingeniería, y sus defensores sostienen que la tecnología, derivada en gran medida de la industria de los hidrocarburos (perforación profunda para obtener petróleo) ya está madura y en un alto nivel de preparación técnica, y que sólo los aspectos específicos del emplazamiento de los desechos deben ser comprobados a escala real. Solo en los EE. UU. hay más de 50.000 perforaciones con una sección horizontal de 3 km o más y una profundidad de 1 a 5 km con diámetros de 14 a 22 cm usando esta tecnología, muchas de estas realizadas por la industria del fracking.

Onkalo

Onkalo en Finlandia es un caso de éxito, es el único país que actualmente está a punto de finalizar un AGP permanente para residuos nucleares peligrosos. Además de Finlandia, sólo Suecia y Francia han determinado de facto la ubicación de un depósito de residuos. Onkalo ha tenido un costo estimado de 3.500 millones de euros, será el primer lugar de eliminación permanente de combustible de reactor comercial del mundo. Desde las primeras prospecciones y trabajos preliminares el proyecto ha progresado relativamente sin problemas durante 40 años. Es una obra de ingeniería civil colosal, han perforado en un lecho rocoso granítico, a 450 metros de profundidad, un sistema de galerías de 32 km de longitud, donde van a enterrar alrededor de 3.000 recipientes de cobre sellados de 3.5 metros de longitud conteniendo aproximadamente 2 toneladas de residuos cada uno. Está previsto que la planta de encapsulado comience a funcionar este año. A medida que se vayan llenando las galerías, se irá sellando con arcilla, para al final del proceso, ser sellado por completo y olvidado sin intervención humana por 100.000 años.

Para visualizar el reto civilizatorio y existencial que enfrentamos podemos trazar un presupuesto burdo y grosero, para Onkalo 3.500 millones € para depositar 6.000 toneladas, a nivel global supondría una inversión de como mínimo 125 mil millones de euros para las 250 mil toneladas estimadas; un proyecto que tardará varios decenios en ser acabado, y que deberá progresar ininterrumpidamente a través de la transición energética, del declive energético y de recursos, del cataclismo climático y ecológico que ya hemos provocado, a pesar de los golpes que recibamos a medida que nuestra civilización se cae a pedazos.

Como si se tratase de un antiguo culto telúrico, debemos empezar a cavar sin demora, las tumbas para este fuego que no sabemos apagar, y que nadie más podrá acometer. Para luego olvidar, retirarse, antes vivos que complejos

Mapeado: las centrales nucleares en Europa - Carbon Brief
Mapeado: las centrales nucleares en Europa – Carbon Brief

Bibliografía y lecturas relacionadas

Este lugar es un mensaje… y forma parte de un sistema de mensajes… ¡Presta atención! Enviar este mensaje era importante para nosotros. Nos considerábamos una cultura poderosa. Este lugar no es un lugar honorable… no se conmemora ningún hecho altamente estimado aquí… nada valioso yace aquí. Lo que está aquí era peligroso y repulsivo para nosotros. Este mensaje es una advertencia sobre el peligro. El peligro está en un lugar particular… aumenta hacia un centro… el centro del peligro está aquí… de un tamaño y forma particular, y debajo de nosotros. El peligro sigue presente, en tu tiempo, como lo estuvo en el nuestro. El peligro es para el organismo, y puede matar. La forma del peligro es una emanación de energía. El peligro se desata sólo si se perturba sustancialmente este lugar físicamente. Es mejor evitar este lugar y dejarlo deshabitado. — Long-time nuclear waste warning messages (nuclear semiotics).

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Técnico en Emergencias Sanitarias.
Cuidando de las personas y explorando el Capitaloceno a bordo de una ambulancia.

2 Comments

  1. esto de denominar ‘semivida’ a lo que es el “periodo de semidesintegración” de un elemento radiactivo, debe ser una aportación de ‘creatividad’ del autor a la física nuclear . . . .

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