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Cómo ‘jubilar’ una central nuclear

27/03/2014

La central nuclear José Cabrera dejó de funcionar el pasado 30 de abril. El cierre de su actividad no es más que el principio de un complejo proceso de desmantelamiento que comenzó en 2002.El reto es desmontar esta instalación, a la vez pionera y decana. El desmantelamiento de la planta de José Cabrera, situada en Almonacid de Zorita (Guadalajara), ha comenzado con la parada de su actividad el pasado 30 de abril.

La vida útil de esta central nuclear se extendía hasta 2008, pero en 2002, las presiones de los grupos ecologistas –sin olvidar una multa de por medio de 300.000 euros impuesta por el Ministerio de Economía por deficiencias en la seguridad– desembocaron en la decisión, por parte del Gobierno de Aznar y con la votación unánime del Congreso, de no renovar su licencia y adelantar la parada a este año.

Desde casi el mismo momento en que se programó el fin de la actividad de la central, Enresa, empresa pública encargada de la gestión de los residuos radiactivos que se generan en España y del desmantelamiento de las instalaciones nucleares, y la compañía Unión Fenosa comenzaron a trabajar en este proyecto.

El proceso tiene dos fases. La primera de ellas cubre la parada de la actividad, la instalación del Almacén Temporal Individualizado (ATI) para el combustible en seco y la gestión del combustible gastado. La segunda fase es la de limpieza de los elementos que han estado expuestos a radiaciones y el desmontaje de todos los equipos, sistemas de funcionamiento y edificios.

De la primera de estas etapas, que ha comenzado este año y se desarrollará hasta 2009, se ocupa Unión Fenosa,empresa encargada de la explotación de la central, mientras que de la segunda, prevista para llevarse a cabo entre 2009 y 2015 y que culminará con el desmantelamiento total de la instalación, será tarea de Enresa. Para esta actuación, la titularidad de la central pasará a manos de la compañía pública.

 

PRIMER RETO:LOS RESIDUOS

La primera de las dos fases se ha iniciado con la parada de la central. Para ello se procedió a hacer descender la producción de energía del reactor paulatinamente hasta llevarla a cero. La primera semana de mayo pasado se dedicó a la finalización operativa de la planta y al posterior enfriamiento del reactor, tras lo que se llevó a cabo la apertura de éste y la descarga del combustible, el principal residuo radioactivo.

El citado combustible se utiliza para generar el calor necesario en el proceso de producción de electricidad y consiste en unas barras metálicas que contienen pastillas de oxido de uranio en su interior. La gestión de este tipo de residuos es el primer gran problema que afrontar en la explotación de las centrales nucleares y, por tanto, en lo que respecta a su desmantelamiento.

El combustible gastado necesita de un millón de años para volver a los niveles de radioactividad que tenía antes de entrar en la central para su uso, si bien en los primeros 40.000-50.000 años la radioactividad decae drásticamente hasta un 70 u 80%.

Las magnitudes temporales pueden dar una buena idea de la problemática a la que se enfrentan las empresas explotadoras de las centrales nucleares y las gestoras de residuos. Por suerte, la mayoría del material que conforma una instalación de estas características no es ni siquiera radioactivo.

 

ALTA ACTIVIDAD

José Ramón Armada,director de la división técnica de Enresa y responsable del desmantelamiento de la central José Cabrera, explica que “en el desmantelamiento será preciso mover 95.000 t de materiales. De todos ellos destacan las 3.500 t que corresponden a residuos radiactivos de baja y media actividad, las 100 t de combustible gastado y las 35 t de otros materiales que constituyen residuos radiactivos de alta actividad”.

Para la gestión de los primeros residuos, los correspondientes al combustible usado, se utilizará un ATI (Almacén Temporal Individualizado).Lo construirá la empresa Holtec en las inmediaciones de la misma central y estará terminado durante este primer semestre de 2006. La decisión de utilizar un almacén de este tipo es bienvenida por parte de algunos grupos ecologistas como Greenpeace.

Tal y como señala Carlos Bravo, responsable de la campaña de Energía de dicha organización, “es una decisión acertada. Creemos que un ATI es la solución menos mala actualmente para guardar los residuos radioactivos”. Ello no quiere decir que los ecologistas estén totalmente de acuerdo con la gestión planteada para los residuos.

En opinión de Carlos Bravo, estos deberían quedarse indefinidamente en el ATI, mientras que Enresa pronostica su traslado a un Almacén Temporal Centralizado (ATC) que se prevé que se construya antes de 2010.

 

DEL REACTOR AL EXTERIOR

Un almacén temporal está formado, principalmente,por una losa de hormigón de 6.000 m2 (100 x 60 m) con 1 m de altura,a prueba de movimientos de tierra y rodeada por varias vallas de seguridad y de acceso, así como un foso de transferencia. Sobre esa losa se depositan los contenedores con el material radioactivo a la intemperie.

En las plantas como la de José Cabrera, es decir, con un reactor de agua ligera a presión, el combustible, tal como se ha explicado, se presenta en forma de barras metálicas en cuyo interior se alojan pastillas de óxido de uranio.

El destino inmediato de estas barras de combustible retiradas del reactor es la piscina de almacenamiento de la central, en la que el agua se encarga tanto de enfriarlas, como de aislar su radiación. En estos momentos, en la piscina de la central de Zorita descansan 292 barras de combustible, donde esperarán hasta septiembre de 2006, aproximadamente, momento en el que las que llevan más tiempo sumergidas empezarán a ser trasladadas al almacén temporal.

Las últimas aún tendrán que pasar 24 meses sumergidas en líquido antes de poder ser movidas. El traslado no es sencillo. Según la información facilitada por Unión Fenosa, primero se ha de colocar una cápsula denominada MPC-32, la primera capa de protección para el material radioactivo, dentro del llamado contenedor de transferencia (Hi-Trac), que servirá para transportar de manera segura dicha cápsula hasta su destino final fuera de la central.

 

BLINDAJE NEUTRÓNICO

El Hi-Trac con la MPC-32 en su interior se sumerge en la piscina del reactor. Un robot introduce, una por una, hasta 32 barras en cada cápsula. Se procede entonces a la colocación de una tapa sobre ésta y se iza todo el conjunto de nuevo a la superficie.

El siguiente paso es el montaje del llamado blindaje neutrónico, que es similar a un contenedor dividido por la mitad que se acopla al Hi-Trac, rodeándolo, tras lo cual, se sella la tapa colocada anteriormente, se seca y el conjunto se rellena de helio. Inmediatamente, se instala la tapa del contenedor de transferencia.

Una grúa pórtico robotizada, que dispone de un sistema de movimiento terrestre tipo oruga, eleva la carga y, suspendida, se la lleva hasta el ATI.Allí, bajo tierra,en el llamado foso de transferencia espera el contenedor de almacenamiento. Es el Hi-Storm, el que será el sarcófago definitivo de la cápsula.

Se trata de una pieza de cuatro metros de altura y un diámetro de casi tres metros y medio, realizado en hormigón y que pesa más de 107 t en vacío (134 t cargado). La base del contenedor de transferencia se acopla con una tapa especial que cierra el foso, de tal manera que cuando ésta se abre, forma un conjunto hermético con el Hi-Trac.

En estas condiciones, se hace descender la cápsula y se pasa al Hi-Storm, tras lo cual se encaja la tapa de éste. Sólo queda entonces que el vehículo oruga robotizado extraiga del foso el contenedor de almacenamiento, y lo transporte hasta su ubicación final sobre la losa. En total se han destinado 12 contenedores Hi-Storm para el combustible radioactivo y otros seis para residuos de baja actividad.

 

AGUA Y CEPILLO

Cuando todos los contenedores estén en su lugar, habrá concluido la primera fase del proyecto. La segunda parte del desmantelamiento de la planta de Zorita está aún en fase de planificación y habrá que esperar hasta 2009 para conocer el procedimiento relativo a la ingeniería de detalle.

No obstante, se pueden adelantar ya algunas cuestiones genéricas que son básicas en este proceso. En esa segunda fase se llevará a cabo la descontaminación y retirada de la estructura y los equipos. Para ello habrá que extraer el material radioactivo que ha impregnado la superficie, lo que se puede realizar mediante técnicas mecánicas y químicas.

El Colegio Oficial de Físicos explica en su manual Origen y gestión de residuos radioactivos ambos sistemas. El mecánico es sencillo de explicar y duro de llevar a cabo: consiste en cepillar manualmente las superficies contaminadas, con ayuda de agua y disolventes o detergentes destinados a estas tareas.

También se pueden aplicar chorros de agua o vapor a presión que limpian las superficies radiadas. Otro método, más radical, pero efectivo, es arrancar capas de los elementos que se han de descontaminar, ya sea mediante el empleo de máquinas esmeriladoras que se utilizan sobre el equipo o a partir de martillos neumáticos que se usan sobre suelos y paredes.

En cuanto a la limpieza por medios químicos, la técnica básica es el baño del material contaminado en disoluciones elaboradas a base de productos adecuados como el ácido nítrico o el fosfórico, que posteriormente se tratan como otro residuo.

 

DESMONTAJE CONTROLADO

La técnica empleada para la descontaminación, sin embargo,constituye sólo una parte del proceso total de desmantelamiento. Aunque aún es pronto para saber los detalles del desmontaje de Zorita, en España hay otro referente que puede dar una idea de los pasos que, en principio, son comunes a la desinstalación de una central: Vandellós I.

Esta plataforma, sita en Tarragona, se desmanteló casi por completo entre 1998 y 2003. Aún queda por retirar el cajón del reactor que en estos momentos está en fase de latencia (esperando que decaiga su actividad radioactiva) hasta el año 2028, cuando se acometerá su desmontaje final. Aunque una y otra central son muy distintas, Vandellós I puede mostrar la complejidad que supone un proyecto de este tipo.

El desmantelamiento de un edificio en el que ha habido radiación comienza con lo que se denomina una campaña de caracterización en la que se determina la ubicación de los focos de contaminación. Este trabajo desemboca en un mapa radiológico del edificio que ayudará a la planificación de la desinstalación teniendo siempre en cuenta la menor exposición posible a la radioactividad por parte de los trabajadores y la generación del menor volumen de residuos.

Conforme se va desmantelando el edificio, los materiales resultantes se dividen en residuos radioactivos de baja y media intensidad –que tendrán como destino el ATI construido– y los residuos limpios, que pueden ser tratados como material convencional y que pueden ser reciclados o desechados.

Una vez terminado el desmontaje interno, se procede a realizar una medición de la estructura externa para comprobar si hay focos contaminados y su profundidad, tras lo cual, se limpian y se realiza una nueva caracterización para certificar que la estructura ha quedado descontaminada, en cuyo caso se demuele y se retiran los escombros.

 

PLANES DE DESMANTELAMIENTO

Decir que se demuele o se desmantela una estructura es simplificar un proceso que lleva años y que requiere de una gran obra de ingeniería. Un proceso que además se divide en dos planes, el Plan de Desmantelamiento de Partes Activas (PDPA), es decir, aquellos elementos contaminados, y el Plan de Desmantelamiento de Componentes Convencionales (PDCC), correspondiente a materiales que no han estado expuestos a radiación.

Entre las actividades que se desarrollaron en Vandellós I en lo que respecta al PDPA, destacó el desmontaje de la nave del reactor. Según se explica en la memoria del desmantelamiento, elaborada por Enresa, una vez sellado el cajón del reactor (que se retirará dentro de 25 años, cuando decaiga su radiación a límites aceptables) y finalizada la descontaminación de la nave, se hizo necesaria la utilización de una grúa de 150 m de pluma y 800 t de carga para desmantelar la central entre los meses de mayo y octubre de 2002.

El proceso generó unas 3.200 t de acero, 14.000 m2 de chapa conformada, cerca de 2.000 m2de tela asfáltica y unos 3.500 m3 de hormigón. Las piezas más pesadas manejadas por esta grúa llegaron a alcanzarlas 240 t. Otras operaciones destacables que se incluyeron en el PDPA fueron la demolición del edificio de combustible radiado y el desmantelamiento de la nave de piscinas, los silos de grafito y el edificio de efluentes.

Por su parte, el PDCC no implicó la necesidad de medidas de seguridad radiológicas, aunque sí las propias de una obra de ingeniería de semejante magnitud. En las labores de este plan destacó la reutilización de los edificios existentes para otras labores de apoyo al desmantelamiento general antes de su propio desmontaje.

Ese fue el caso del edificio de administración, utilizado temporalmente como almacén de contenedores de material limpio y la planta de mantenimiento, que se usó durante un tiempo como oficinas para las empresas contratistas. Otros elementos que se retiraron conforme al PDCC fueron las torres de alta tensión y los pabellones de protección radiológica, ingeniería, archivo y servicio médico.

 

UN FUTURO ELÉCTRICO

En el caso de la central José Cabrera habrá que esperar a 2009 para conocer los detalles técnicos de su desmantelamiento. Sí se sabe ya que Enresa espera reciclar al menos el 95% del material que se retire y que se reaprovechará el suelo para construir una nueva central eléctrica, esta vez de ciclo combinado que, según los planes de Unión Fenosa, entrará en funcionamiento en 2011.

Hasta entonces, los grupos ecologistas, con el apoyo de la opinión pública, seguirán recordando al actual Gobierno su compromiso electoral de elaborar un plan global de desmantelamiento de todas las centrales nucleares. Un plan que, en palabras de Carlos Bravo,“evitaría muchos conflictos, tal y como ha ocurrido en otros países como Alemania desde que tienen este tipo de medidas planificadas”.

De momento, se cuenta con el apoyo de los propios ciudadanos, ya que según el Eurobaró- metro de la Comisión Europea sólo el 4% de los españoles citan la energía nuclear como una de las dos principales en las que se debería basar la producción eléctrica en nuestro país.

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VISITA GUIADA A UNA CENTRAL NUCLEAR

El principio que rige el funcionamiento de una central nuclear es similar al de una central térmica: la generación de un gran calor que evapora agua y es ese vapor el que mueve una turbina que a su vez acciona un alternador el cual produce la energía eléctrica. El vapor se reconvierte en agua al pasar por un condensador y, mediante bombas, se vuelve a pasar cerca del reactor para que, de nuevo, se transforme en vapor y se reproduzca el proceso.

En el caso de la central térmica el calor se genera mediante el consumo de un combustible como puede ser el carbón o el gas, mientras que en una central como la José Cabrera en Almonacid de Zorita es la fisión nuclear la que genera dicho calor. El calor producido en el reactor se puede extraer mediante el refrigerante que circula por él y que puede ser agua pesada (la José Cabrera utiliza esta), agua ligera o gas, entre otros.

 

12 MILLONES DE EUROS POR ALMACENAR RESIDUOS

El año 2010 es la fecha límite para que Enresa tenga en funcionamiento su Almacén Temporal Centralizado (ATC). En principio, la instalación en cuestión ocuparía unas 20 h de terreno y constaría de una instalación con muros de hormigón de 1,5 m de espesor, ventanas de vidrio plomado y 240 tubos suspendidos de dos bóvedas.

El reto en el caso del ATC, sin embargo, no es de tipo técnico (es un sistema ya probado con éxito en otros países) o económico (costaría, por reactor, un tercio de lo que supone un ATI), sino social. Hasta ahora la iniciativa no ha encontrado un municipio en toda España dispuesto a acoger el cementerio nuclear, a pesar de que Enresa ofrece una compensación económica de 12 millones de euros anuales y 18 a partir de 2030, cuando empiece a caducar la vida de las centrales españolas.

 

LA DECANA DE LAS CENTRALES ESPAÑOLAS

En 1965 se comenzó la construcción de la primera central nuclear en España, a la que se bautizó con el nombre de José Cabrera, en honor al ingeniero que la diseñó, pero que popularmente se conoce como Zorita, el lugar de su emplazamiento.

La principal característica de esta pionera fue su pequeño tamaño y potencia. Al ser la primera central española, fue una referencia en la explotación de centrales y se convirtió en una escuela de profesionales de la energía nuclear en nuestro país.

Durante sus 38 años de funcionamiento la producción total de energía eléctrica ha llegado a los 1.161 GWh, el equivalente al 75% de la demanda de electricidad de la provincia de Guadalajara y su disponibilidad operativa ha superado el 90%.

Tras su desmantelamiento será sustituida por una central de ciclo combinado de Unión Fenosa, compuesta por dos grupos de 400 MW que se espera que comiencen a operar comercialmente en 2011. La inversión de esta nueva central, que dará trabajo a 50 personas, será de unos 253 millones de euros.