A 25 años de Chernobyl y a un mes de Fukushima LA ENERGÍA NUCLEAR EN EL CENTRO DE LAS CRÍTICAS

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1 A 25 años de Chernobyl y a un mes de Fukushima LA ENERGÍA NUCLEAR EN EL CENTRO DE LAS CRÍTICAS Abril de 2011

2 Indice 1. Introducción 2. Qué es la energía nuclear 2.1. De átomos e isótopos 2.2. Cómo funciona una planta nuclear 2.3. Una opción limpia? 3. Fukushima y Chernobyl, dos casos paradigmáticos 4. Las centrales nucleares de Argentina 5. El fantasma del accidente nuclear 6. conclusiones: El debate que asoma 7. Anexo: Tablas de datos

3 1. Introducción Antes de que se produjera el accidente de Fukushima, los organismos energéticos internacionales preveían que la opción nuclear iba a pasar a ser la mejor fuente de energía para mejorar las condiciones medioambientales y combatir el efecto invernadero al que contribuyen las centrales térmicas tradicionales. Hoy, a poco más de un mes del terremoto y del tsunami que afectaron a Japón y que tuvieron en vilo a todo el mundo por el temor de una nueva catástrofe nuclear, la seguridad de la opción nuclear vuelve a ser puesta en el ojo de la tormenta. Si bien en los primeros días y con escasos datos del incidente, muchas autoridades del Primer Mundo paralizaron proyectos atómicos para la producción de energía eléctrica, con el correr de los días y con la difusión de información confiable respecto del accidente, las autoridades nucleares internacionales pusieron paños fríos al tema. Así, el pasado 14 de abril, el Organismo Internacional de Energía Atómico (OIEA) declaró su compromiso de dedicar una reunión para analizar lo ocurrido en el accidente de Japón. El objetivo de esta reunión oficializó el OIEA- es mejorar la seguridad mediante el análisis y el intercambio de las enseñanzas extraídas y las medidas adoptadas (por los países integrantes) en respuesta a los acontecimientos de Fukushima, así como examinar la eficacia y, de ser necesario, la idoneidad de las disposiciones de la Convención sobre Seguridad Nuclear. El mensaje fue claro, no habrá desmantelamiento de centrales atómicas sino mejoramiento de las condiciones de seguridad en las que se opera. El terremoto y el tsunami de Japón dejaron un saldo de 28 mil muertos, dicen los físicos nucleares, y ninguno, todavía, a causa del accidente de la central Fukushima Dai-ichi. El mensaje de las autoridades internacionales en energía nuclear fue claro, no habrá desmantelamiento de centrales atómicas sino mejoramiento de las condiciones de seguridad en las que se opera. 2. Qué es la energía nuclear La nuclear es una forma de energía que utiliza la fuerza que mantiene unidos a dos átomos. Al separarlos, se libera una energía calórica que puede ser aprovechada para varios fines. Uno de los fines es para la generación de electricidad. Para esto, se emplea el uranio, que, al dividirse, produce elementos radiactivos. El proceso de división se llama fisión nuclear y es el que se usa en las centrales nucleares de potencia (las que producen energía eléctrica). A marzo de 2011, existen en el mundo 449 centrales nucleares, con una potencia instalada

4 total de MW. La mayoría de las centrales está ubicada en países del primer mundo. El país que mayor capacidad instalada nuclear tiene es EE.UU., con MW entregados por 104 centrales. Tras él, se ubican Francia ( MW, 58 plantas), Japón ( proveídos por 55 centrales), Rusia ( MW, 32 complejos) y Alemania ( MW y 17 usinas atómicas). Estos cinco países concentran el 67,9% del total de la capacidad instalada de todo el mundo (ver: Energía nuclear: Cantidad de centrales y capacidad instalada por países ). A marzo de 2011, existen en el mundo 449 centrales nucleares, con una potencia instalada total de MW. La mayoría de las centrales está ubicada en países del primer mundo De átomos e isótopos Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades. Se compone de un núcleo, de carga positiva (en el que se concentra casi toda la masa del átomo, aunque su tamaño es muy pequeño) y de una envoltura o nube de electrones que rodea al núcleo, de carga negativa (cuya masa es muy pequeña pero su tamaño, en general, es muy grande). El núcleo de un átomo está formado por protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga). En tanto, la envoltura está conformada por electrones (con carga negativa). Todos los núcleos de un mismo elemento tienen la misma cantidad de protones pero no siempre la misma cantidad de neutrones. A los núcleos que tienen la misma cantidad de protones pero distinta cantidad de neutrones, se los llama isótopos de ese elemento.

5 El uranio, que es el combustible utilizado en las centrales nucleares, es un mineral que se encuentra en la naturaleza. Es el elemento 92, el más pesado de los elementos naturales. Está compuesto por tres isotópos, es decir por tres tipos de átomos cuyos núcleos tienen la misma cantidad de protones pero diferente cantidad de neutrones: 234-U (0,005%), 235-U (0,71%) y 238-U (99,285%). El isótopo usado para la fisión nuclear es el uranio 235, ya que es el único que posee átomos inestables. Pero al estar alojado en tan baja proporción, la mayoría de las centrales lo utilizan luego de ser sometido a un proceso que se denomina enriquecimiento del uranio por medio del cual se separan los distintos isótopos y se incrementa la cantidad de isótopos 235 respecto del resto hasta adquirir una proporción del 3% respecto del total Cómo funciona una planta nuclear Las centrales eléctricas nucleares son una variedad de usinas térmicas. La diferencia está dada con respecto al combustible y al proceso que utilizan para calentar y convertir el agua en vapor: mientras las tradicionales queman combustible fósil para generar calor, las plantas atómicas utilizan el uranio y la fisión nuclear. La fisión nuclear se produce cuando un núcleo de un átomo de uranio es impactado por un neutrón de baja energía y se parte en dos o tres fragmentos, liberando también neutrones. Algunos de estos neutrones, a su vez, pueden impactar a otros núcleos de U-235, liberando más neutrones y así sucesivamente. De este modo, se inicia un proceso llamado reacción en cadena. El reactor de una central nuclear es una máquina que está diseñada para crear las condiciones especiales para producir esta reacción en cadena pero de manera controlada y sostenida dentro del mismo, sin liberar tóxicos contaminantes fuera de sí. Las centrales eléctricas nucleares son una variedad de usinas térmicas. La diferencia está dada con respecto al combustible y al proceso que utilizan para calentar y convertir el agua en vapor. Para ello, el reactor nuclear se encuentra dentro de un recipiente de acero y, a su vez, cerrado y completamente aislado a través de paredes de hormigón y plomo, en lo que se llama edificio de contención. La energía calórica que desprende este proceso de fisión nuclear calienta el agua que atraviesa al reactor en un circuito primario de tuberías. Un generador de vapor extrae el calor del sistema primario hacia el circuito secundario en el que, a alta presión, el vapor acciona una turbina que, al girar y en combinación con un alternador, produce electricidad (ver infografía).

6 La electricidad es direccionada hacia un transformador que eleva su tensión para, luego, ser transportada por la red eléctrica Una opción limpia? Normalmente, se produce en la atmósfera un proceso de balance energético de la tierra, por medio del cual la superficie del planeta recibe la energía solar y, a su vez, emite radiación infrarroja en la misma proporción. Es decir que libera al espacio la misma energía que recibe del Sol. Se denomina efecto invernadero al sobrecalentamiento de la superficie terrestre debido al incremento de la cantidad de energía solar que queda atrapada en la atmósfera sin ser liberada al espacio en la misma proporción con la que ingresó, a causa de determinados gases existentes devenidos de la actividad humana. Las consecuencias son el recalentamiento global y la suba de la temperatura promedio que se registra en todo el mundo. El cambio climático está modificando el planeta. En los últimos 100 años, la temperatura media global del planeta ha aumentado 0,7 C, siendo desde 1975 el incremento de temperatura por década de unos 0,15 C. Por este motivo, existe una preocupación mundial respecto de cómo reducir la emisión de gases de efecto invernadero. Los gases de efecto invernadero más importantes son el Dióxido de carbono (CO2), el Metano (CH4), el Óxido de nitrógeno (NOx), Clorofluorocarbonos (CFC) y Hexafluoruro de azufre (Sf6). Los combustibles fósiles (Carbón, Gas natural, gas oil y fuel oil, entre otros), además de CO2, producen una amplia serie de contaminantes tóxicos dependiendo del tipo de combustible y de la tecnología usada en su combustión. Entre ellos, el SO2 y los NOx, que son los principales responsables de la lluvia ácida y provienen, en su mayor parte, de la combustión en centrales térmicas y de las refinerías. Casi la mitad de las emisiones de NOx proceden del quemado de combustibles fósiles. Sólo con la sustitución de las centrales térmicas se obtendría una reducción de estas emisiones a una quinta parte. Mientras que la sustitución de las emisiones de SO2, causante de la lluvia ácida, las reduciría a la mitad. Este es uno de los principales motivos que dieron lugar al fuerte desarrollo de la energía nuclear, conjuntamente con la crisis del petróleo de la década del '70. En este sentido, los defensores de esta opción ponen a las centrales nucleares al mismo nivel que las que utilizan fuentes renovables, como las usinas hidroeléctricas, los parques

7 eólicos o los paneles solares. Sin embargo, los ambientalistas critican la contaminación que producen los desechos nucleares y los riesgos de un accidenten atómico como los vividos en EE.UU. (1979, Three Miles Island), en Ucrania (1986, Chernobyl) o, recientemente, en Japón (2011, Fukushima). Emisiones totales de CO 2 de las distintas opciones de generación eléctrica 3. Fukushima y Chernobyl, dos casos paradigmáticos A pesar de tener la misma evaluación en la escala de INES (que magnifica el nivel de riesgo dependiendo de la liberación de gases tóxicos al medioambiente y la cantidad de muertes directas), Chernobyl y Fukushima representan dos casos diametralmente opuestos. La Central eléctrica nuclear memorial V. I. Lenin, que se encuentra en Ucrania, a 18 km de la ciudad de Chernobyl y a 110 km de la capital de Ucrania, Kiev, tenía, al momento del incidente, cuatro reactores. Cada uno, contaba con una capacidad instalada de MW. En total, el complejo sumaba MW. No obstante, en el diseño original del complejo nuclear estaba previsto la instalación de seis reactores, pero el accidente de 1986, considerado el más grande de la historia, paralizó el ensamble y puesta en marcha de los últimos dos reactores. De hecho, en el año 2000 la planta fue cerrada definitivamente tras los reclamos internacionales. Una de las mayores críticas que recibió Ucrania tras el grave accidente fue que la central no cumplía con el protocolo de seguridad establecido internacionalmente. De hecho, el reactor que estalló no tenía edificio de contención. En tanto, el 11 de marzo de este año, Japón sufrió, primero, un terremoto y, luego, el impacto de un tsunami. A diferencia de lo que se dijo en primera instancia, todas las centrales nucleares de Japón resistieron el advenimiento del sismo y su única consecuencia

8 fue que detuvieron su producción. El problema de Fukushima fue el tsunami que arrasó con las bombas eléctricas que abastecen al sistema de refrigeración, que se activa necesariamente ante cualquier detenimiento hasta tanto se llegue a la parada fría del reactor. Las máquinas Diesel se activaron tras el terremoto pero estaban dispuestas a nivel del suelo, ya que la central estaba preparada para recibir un tsunami de hasta 6 metros. Sin embargo, la ola marina alcanzó más de 10 metros y destruyó las bombas que debían garantizar la energía al sistema de refrigeración. Sin el enfriamiento necesario, los núcleos volvieron a activarse y empezó el recalentamiento, que llevó a la explosión de los tres reactores que estaban operativos al momento del sismo, el 1, el 2 y el 3, y el incendio en el edificio del cuarto. Sin embargo, los daños del accidente de Fukushima, a poco más de un mes de ocurrido, son mucho menores a los producidos por el incidente de Chernobyl, principalmente porque todos los reactores contaban con edificios de contención que impidieron el contacto del núcleo con el exterior. En comparación con aquel, aun no se han reportado muertes directas por el hecho (Chernobyl tuvo 33) y los niveles de contaminación radioactiva son bajos (entre los cuatro reactores involucrados, un 10% respecto de Chernobyl), aunque mayores a los normales, siguen por debajo de los 250 msv admitidos a nivel internacional (Chernobyl contaminó a más de personas, por encima de los 250 msv, Fukushima, por su parte, afectó a poco más de veinte, aunque todos por debajo de los 250 msv). Sin embargo, a principios de abril, la autoridad reguladora Japonesa elevó provisoriamente la clasificación del accidente de Fukushima Dai-ichi al nivel 7 porque decidió combinar los incidentes de los cuatro reactores y ha considerado a todo el conjunto como un solo evento. Los daños del accidente de Fukushima, a poco más de un mes de ocurrido, son diametralmente opuestos a los producidos por el incidente de Chernobyl. 4. Las centrales nucleares de Argentina Argentina tiene en su territorio, dos plantas nucleares, la Central Nuclear Atucha y la Central Nuclear Embalse. Ambas tienen, al día de hoy, un reactor cada una, aunque en Atucha se pondrá en servicio un segundo reactor a fines de Atucha inició su operación en 1974 y Embalse, en La primera tiene una potencia instalada efectiva de 357 MW, mientras que la central cordobesa cuenta con 658 MW. A diferencia de Chernobyl y al igual que Fukushima, Atucha y Embalse tienen a sus

9 reactores dentro de un edificio de contención. Sin embargo, por su estructura esférica y sus mayores dimensiones, los edificios de contención locales son más efectivos que los de Fukushima. No obstante, al igual que la Central japonesa, Argentina no tiene una estructura de contención tan eficiente para las piletas en donde se sumergen y se almacenan las varas con el combustible nuclear utilizado y que porta contaminación radioactiva. Razón por la cual, distintos ambientalistas reclaman por una adecuación edilicia para incrementar la seguridad de estos lugares de almacenamiento de material radioactivo. A fines de 2011, el Gobierno Nacional tiene previsto la entrada en servicio de un tercer reactor, ubicado dentro del complejo de Atucha, un segundo reactor llamado Atucha II que tendrá unos 750 MW de potencia. Esta nueva máquina permitiría incrementar la participación nuclear en la matriz eléctrica argentina que, en 2010, aportó un 5,8% del total del consumo. Además, hasta antes del accidente de Fukushima, estaba en los planes avanzar sobre un cuarto reactor, con posibilidades de que fuera una tercera máquina para Atucha. Sin embargo, el temor que se reinstaló tras lo ocurrido en Japón podría desviar esas inversiones hacia otros proyectos alternativos, como las plantas eléctricas de fuentes renovables. CHERNOBYL FUKUSHIMA ATUCHA 5. El fantasma del accidente nuclear Para la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN), entidad que regula los procesos nucleares del país, es casi imposible que suceda en Argentina un accidente como el de Fukushima. Las condiciones sísmicas y la tecnología utilizada en el país son más seguras, garantizan. Las centrales nucleares de Argentina, utilizan el uranio natural levemente enriquecido (0,85%) y agua pesada. Otras centrales del mundo usan agua natural y por ello deben aumentar la proporción de uranio 235, necesitan uranio enriquecido en un 3%. Pero el hecho de usar un menor porcentaje de concentración de U-235 hace que también sea menor la potencia térmica que alcanzan los reactores.

10 Nuestros reactores cuentan con un circuito de moderación que permite disponer de un inventario mucho mayor de agua disponible al momento de refrigerar, remarcaron desde la ARN tras el accidente nuclear de Fukushima. Para la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN), entidad que regula los procesos nucleares del país, es casi imposible que suceda en Argentina un accidente como el de Fukushima. Además, sostuvieron que las centrales nucleares argentinas por ser de uranio natural (y no enriquecido al 3% como en Japón) tienen una potencia específica menor, lo que nos permite siempre trabajar con escenarios de evolución más lenta disponiendo de más tiempo para tomar contramedidas frente a un accidente. Finalmente, agregaron, hay que remarcar que nuestros sistemas de contención (las envueltas de los reactores) son técnicamente mejores. 6. Conclusiones: El debate que asoma Tras el accidente nuclear de la central Fukushima Dai-ichi, las repercusiones mundiales se multiplicaron hasta niveles insólitos. En América del Norte se esperaba la llegada de una nube tóxica que nunca llegó (porque nunca se conformó). En Europa, por su parte, el debate reavivó la controversia entre técnicos y políticos, unos quejándose del oportunismo de los líderes, otros reclamando ante las fallas que jamás se iban a volver a producir. Con el transcurso de los días, los especialistas en energía atómica analizan la catástrofe de Fukushima como un retroceso en el avance nuclear. En lo que respecta a Argentina, las mayores críticas se dieron en torno al almacenamiento del combustible usado que contiene residuos radioactivos contaminantes. Las varas con combustible se depositan en unas piletas que lo aíslan del medioambiente pero que no ofrecen la protección que brinda el edificio de contención que cobija a los reactores. El accidente de Fukushima despertó nuevos temores respecto del manejo de la energía nuclear y, en el caso de algunos países de Europa, encendió luces de alarma. De ahora en más, probablemente, un país piense dos veces a la hora de extender la vida útil de una central atómica. Sin embargo, es poco probable que baje drásticamente el nivel de participación nuclear en la matriz eléctrica mundial. La energía atómica cubre el 16% del total del consumo mundial y, antes del 11 de marzo, había en el mundo 449 centrales nucleares con otros 50 proyectos en avance.

11 Ya se anunció que la central de Fukushima cerrará definitivamente en nueve meses. Para entonces, el debate nuclear que se plantea hoy habrá de empezar a plasmarse en una mayor conciencia a la hora de operar y de instalar una nueva central nuclear, o en el progresivo descarte de la opción atómica para reemplazar a las centrales térmicas en la producción de energía eléctrica. Para eso, claro, deberá desarrollarse otra fuente que garantice energía limpia y no contaminante, y que cierre con las ecuaciones económicas del mercado mundial. 7. Anexo: Tablas de datos Algunas dosis de radiación y sus efectos comparativos 2 msv / año Radiación de fondo promedio experimentada en todo el mundo. 1,5 a 2,0 msv / año 2,4 msv / año Hasta 5 msv / año Promedio de dosis extra en minas de uranio (puede alcanzar los 9 msv). Dosis media recibida por empleados de la industria nuclear. Promedio de dosis adicional para las tripulaciones aéreas (puede alcanzar los 9 msv). 20 msv / año Límite actual (en promedio) para empleados de la industria nuclear y los mineros de uranio. 50 msv / año Límite de dosis admisibles de corto plazo para los trabajadores nucleares ante una emergencia (según la OIEA). 100 msv / año El menor nivel a partir del cual puede empezar a incrementarse las posibilidades de contraer cáncer. No obstante, es una dosis admisible en el corto plazo para los trabajadores de emergencia habiendo tomado medidas preventivas (según la OIEA). 250 msv Dosis admisible de corto plazo para los trabajadores el control del accidente de 2011 Fukushima. 260 msv / año 350 msv / vida Dosis de radiación natural de fondo en Ramsar, Irán, sin efectos identificados sobre la salud. Criterio para la reubicación de las personas después del accidente de Chernobyl. 500 msv Dosis admisible de corto plazo para los trabajadores de emergencia con la adopción de medidas de salvamento (según la OIEA) 1,000 msv acumulados 5,000 msv de dosis única msv de dosis única Dosis que, probablemente, podría causar un cáncer mortal, muchos años después, en 5 de cada 100 personas expuestas a ella (es decir, si la incidencia normal de cáncer fatal es de un 25%, esta dosis podría aumentarla al 30%). Mataría a la mitad de personas expuestas dentro de un mes de ocurrida la exposición. Dosis que causa la muerte en pocas semanas.

12 ENERGÍA NUCLEAR: CANTIDAD DE CENTRALES Y CAPACIDAD INSTALADA POR PAÍSES País UNID MW (net) 1. Estados Unidos Francia Japón Rusia Alemania R. Corea Ucrania Canadá Reino Unido China Suecia España Bélgica India R. Checa Suiza Finlandia Bulgaria Brasil Hungría Sudáfrica Eslovaquia México Rumanía Argentina Eslovenia Países Bajos Pakistan Armenia Fuente: Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA)-agosto 2010.

13 CÓMO FUNCIONAN LAS CENTRALES NUCLEARES CÓMO FUNCIONA UNA CENTRAL NUCLEAR Las centrales nucleares utilizan la energía calórica que desprenden los átomos de uranio cuando se produce una fisión para calentar el agua y convertirla en vapor. Barras de control Son unas barras que absorben parte de los neutrones que se liberan para controlar la reacción en cadena que producen el choque de neutrones con los átomos de uranio, evitando así, que el reactor aumente su temperatura y explote. Pueden ser de acero o de hafnio. Las centrales eléctricas nucleares son una variedad de usinas térmicas. La diferencia está dada con respecto al combustible y al proceso que utilizan para calentar y convertir el agua en vapor: el uranio y la fisión nuclear. Vasija del reactor es la primera protección. es de acero y aisla completamente al núcleo del Reactor. Edificio de contención Es una segunda protección que aisla al Reactor, es una estructura de plomo y hormigón de gran espesor. Núcleo del reactor Agua Bomba El vapor se dirige, a alta presión, a través de una tubería y acciona la turbina que, al girar y en combinación con un alterador, produce electricidad. La electricidad es direccionada hacia un transformador que eleva su tensión para, luego, ser transportada por la red eléctrica. QUE ES EL URANIO Y COMO SE UTILIZA El uranio es un mineral. El uranio está compuesto por tres Es el elemento 92, isotópos: el más pesado de los 238-U (99,285%) Elementos Naturales. 234-U (0,005%) El núcleo de un átomo está formado por protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga). Todos los núcleos de un mismo elemento tienen la misma cantidad de protones pero no siempre la misma cantidad de neutrones. A los núcleos que tienen la misma cantidad de protones pero distinta cantidad de neutrones, se los llama isótopos de ese elemento. 235-U (0,71%) El isotópo uasdo para la fisión nuclear es el 235-U, ya que es el único que posee átomos inestables. Pero al estar alojado en tan baja proporción, el mineral es sometido a un proceso que se denomina enriquecimiento del uranio por medio del cual se separa los distintos isótopos. QUE ES LA FISIÓN NUCLEAR Un neutrón golpea al núcleo grande y lo divide en dos y, a la vez, pueden liberarse más neutrones que quedan sueltos y que pueden golpear otros núcleos provocando una reacción en cadena. NÚMEROS NUCLEARES 3 reactores nucleares hay en Argentina. 2 en funcionamiento (C.N. Embalse y C.N. Atchura) y 1 lista para entrar en funcionamiento en los próximos meses (Atchura II) MW es el potencial actual de las dos centrales activas. 25º es el puesto que ocupa Argentina en potencia instalada de origen nuclear en comparación con el resto de los países del mundo. El primer puesto es de EE.UU. ( MW), el segundo es Francia ( MW) y el tercero Japón ( MW). NÚCLEO DEL ÁTOMO DE URANIO-235 ENERGÍ A LIBERAD A NEUTRÓN 745 MW se sumarán cuando entre en servicio Atucha II. 22º es el puesto que ocupará Argentina una vez que Atucha II entre en servicio. 5,8% es el aporte de la generación nuclear respecto del total del consumo del país durante todo el son el total de centrales nucleares que hay en el mundo MW es la potencia instalada de origen nuclear en todo el mundo.