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COMBUSTIBLE  en base a  HIDROCARBUROS

COMBUSTIBLE NUCLEAR

OBSERVACIÓN:la energía generada por las Centrales Nucleares Atucha I y Embalse hasta el presente, alcanzaría por sí sola para cubrir en forma contínua el consumo de todo el territorio argentino durante más de 1 año y 2 meses. Para producir esta cantidad de energía habrían sido necesarios más de 13.500.000 metros cúbicos de petróleo; en cambio sólo fueron necesarios 47 metros cúbicos de uranio. La producción de energía eléctrica por vía nuclear es considerada actualmente en el mundo la más económica y menos contaminante.

COMBUSTIBLE DE HIDROCARBUROS Cualquier mezcla gaseosa empleada como combustible para proporcionar energía en usos domésticos o industriales. Los combustibles gaseosos están formados principalmente por hidrocarburos, es decir compuestos moleculares de carbono e hidrógeno. Las propiedades de los diferentes gases dependen del número y disposición de los átomos de carbono e hidrógeno de sus moléculas.

Los yacimientos de petróleo casi siempre llevan asociados una cierta cantidad de gas natural, que sale a la superficie junto con él cuando se perfora un pozo. Pero también hay pozos que sólo proporcionan gas.

Desde sus orígenes el hombre está rodeado en su medio ambiente por fuentes de radioactividad natural cuyos efectos son muy difíciles de evaluar. Además, gracias a la evolución tecnológica, la humanidad aprovecha desde hace unas décadas los efectos benéficos de fuentes de radioactividad artificial tanto en la generación de energía en centrales nucleares como en aplicaciones médicas, industriales y de investigación.

Las dos fuentes naturales de radiación más importantes son el cosmos, que irradia a las personas continuamente rayos cósmicos, y la biosfera de la Tierra, que contiene radioisótopos que han existido, principalmente en la corteza terrestre, durante miles de millones de años. La irradiación se produce externamente, merced a la exposición a la radiación extraterrestre y a la procedencia  de los materiales radiactivos naturales que permanecen fuera del cuerpo humano. E internamente, por la exposición a los radionucleidos naturales que están presentes normalmente en el cuerpo humano o son incorporados con el aire, los alimentos y bebidas que se ingieren.

COMBUSTIBLE NUCLEAR. En la producción de energía nuclear se emplea el uranio, producto radiactivo natural, como combustible nuclear. Bombardeado por neutrones y mediante el fenómeno de fisión se libera energía, generándose además productos radioactivos artificiales de alto nivel de radiactividad, que quedan atrapados en las vainas de los elementos combustibles hasta su reprocesamiento o gestión  como residuos radiactivos.

En las instalaciones nucleares se producen también otras fuentes radiactivas con fines médicos, industriales y de investigación. En medicina dichas fuentes se utilizan para diagnóstico y tratamiento y en la industria con fines de medición y control, como en el radiografiado de piezas metálicas, en la determinación de niveles de líquidos, etc.

Muchas personas se inquietan por la liberación de material radioactivo al medio ambiente y las posibles consecuencias para la humanidad. Sin embargo, a lo largo de la historia las personas han vivido en un medio ambiente con niveles de radiación cambiantes. Existe una radiación natural y otra artificial.

Existen 3 importantes actividades humanas- no relacionadas con la producción de electricidad de origen nuclear- que alteran el impacto de la radiación en el medio ambiente: 1)la creciente utilización de la radiación con fines médicos, 2)los ensayos de armas nucleares en la atmósfera y 3) los procesos industriales que involucren radionucleidos naturales.

La primera Central nuclear comercial comenzó a funcionar en 1956, la industria nucleoeléctrica mundial ha acumulado más de 5000 años-reactor de explotación en condiciones de una relativa seguridad. No obstante, la generación nuclear de electricidad, conlleva la posibilidad de accidentes, como el ocurrido en la central nuclear de Chernobil, en la Unión Soviética.

La Patagonia se está convirtiendo en una de las regiones con mayor futuro tecnológico del país. Existen tres elementos tecnológicos importantes: explotación uranífera en Cerro Solo ( Chubut ), la Planta  Industrial de Agua Pesada en Neuquén y la instalación de uranio enriquecido en Pilcaniyeu .

Además la excelencia del Instituto Balseiro y del Centro Atómico Bariloche están fuera de toda discusión. Es el más importante en su tipo en América Latina.

La exposición a la radiación nos lleva a sopesar ventajas comparativas, por ejemplo, entre una doses relativamente alta causada por una tomografía computada o el riesgo de no detectar ni someter a tratamiento una enfermedad.

GESTIÓN DE RESIDUOS RADIACTIVOS:   los residuos de baja y media actividad y período corto: son aquéllos que contienen material radiactivo con períodos de semidesintegración relativamente corto ( menos de 30 años ) y con una radiactividad baja o media.Estas características hacen que el máximo tiempo que deba asegurarse el control de su liberación al medio ambiente sea de unos 50 o 60 años para los residuos de baja actividad y de unos 300 años para los de media actividad, que corresponde a 10 períodos de semidesintegración, lapso compatible con la experiencia humana y su historia.Los residuos de alta actividad y período largo son los que contienen material radiactivo con períodos de semidesintegración mayores a 30 años y que superan en algunos casos los miles de años. Ello obliga a asegurar el control de su dispersión en el medio ambiente durante centenas de miles de años, lo que constituye un gran desafío tecnológico.La mayor cantidad de residuos radiactivos se produce en las distintas etapas del ciclo del combustible nuclear, siendo la mayor proporción en volúmen, de casi un 90 %, la correspondiente a los de baja y de media actividad. En general se trata de los provenientes de la operación de centrales nuclerares, como vestimenta, papeles, material descartable, etc.Los residuos de alta actividad, son los resultantes del reprocesamiento de los combustibles nucleares y desmantelacmiento de reactores e instalaciones nucleares.

Las etapas de la gestión de residuos radiactivos son:

1) recolección y clasificación

2) Acondicionamiento

3) Disposición final en un repositorio, a los que se deben agregar transporte, almacenamientos intermedios entre las distintas etapas, estudios, caracteriszación, etc.

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¿QUÉ ES EL AGUA PESADA ? es una clase de agua algo más pesada ( tiene mayor densidad) que la común. Un litro de agua pesada pesa 1.105 gramos, mientras que un litro de agua común pesa 1.000 gramos.

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno ( H2O). En cambio, la molécula de agua pesada se compone de dos átomos de deuterio y uno de oxígeno ( D2O). ¿ Qué es el deuterio ?- Es un isótopo del hidrógeno y es más pesado. ¿ Qué es un isótopo ? del griego: iso=igual y topos =lugar, son átomos que tienen similar comportamiento químico pero diferente comportamiento físico.   Así hidrógeno y deuterio son químicamente iguales, pero el átomo de hidrógeno no tiene neutrones en su núcleo mientras que el deuterio tiene uno, por eso es más pesado y tiene las propiedades especiales del agua pesada.¿Para qué sirve el agua pesada?- Cuando en un reactor se emplea combustible uranio natural, sólo el agua pesada puede cumplir con la doble función de moderar neutrones y transferir el calor generado. El agua natural, que tiene igual capacidad de transmisión de calor, produce una absorción de neutrones tan elevada que impediría mantener la reacción en cadena de este tipo de reactores, usándose únicamente en los de uranio enriquecido. Es útil como moderadora y refrigerante  en reactores de uranio natural. Hacer agua pesada constituye un desafío a la tecnología.  La Argentina procuró las centrales nucleares del tipo uranio natural-agua pesada, procurando así el dominio del ciclo del combustible. Considerando la necesidad de asegurar el abastecimiento del agua pesada, que es un insumo crítico producido a escala insdustrial por un número muy reducido de países, fácilmente suceptible a ser objeto de presiones internacionales, y con el fin de lograr la independencia tecnológica en este campo, la Comisión nacional de Energía Atómica resolvió oportunamente la ejecución de los Proyectos de Agua Pesada. Existe una Planta de Agua Pesada en Arroyito ( Neuquén),ocupa un área de 20 hectáreas,  por la ruta 237, 50 km al sur de la ciudad de neuquén, allí se produce un promedio de 200 toneladas de agua pesada/año.

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INSTITUTO BALSEIRO, en San carlos de Bariloche. Los niveles de formación son Licenciatura en Física ( 3 años y medio ), Ingeniería nuclear ( 4 años ), también se pueden realizar los siguientes postgrados: Doctorado en física y doctorado en Ingeniería Nuclear. El convenio existente entre la Comisión Nacional de Energía Atómica y la Universidad Nacional de Cuyo da el aval académico a estas carreras.  Son condiciones de ingreso: inscribirse entre el 20 de marzo y el 30 de abril, ser argentino ( nativo o naturalizado) o extranjero radicado en el país en trámite de obtención de la ciudadanía, participar en el exámen de selección que se efectúa en Buenos Aires a principios de junio de cada año.  Para mayores informes dirigirse al INSTITUTO BALSEIRO AV. EZEQUIEL BUSTILLO 9500 CASILLA DE CORREO 439  CÓDIGO POSTAL 8400, SAN CARLOS DE BARILOCHE, RÍO NEGRO, ARGENTINA. TELS: 0944-61002/ 61003/ 61004 Fax: 0944-61006  e.mail: ibvdir@arib51

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UTILIZACIÓN DE LA RADIACIÓN CON FINES MÉDICOS: se utiliza la radiación principalmente en los exámenes de diagnóstico con rayos x- incluída la radiografía médica y dental- la medicina nuclear que emplea radionucleidos para visualizar órganos, y la radioterapia para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades. En general la más difundida es la radioterapia. Las personas se someten frecuentemente ( y con indiferencia ) a radiografías dentales y otros exámenes radiológicos.Actualmente se sabe que la irradiación de seres humanos con radiación ionizante es beneficiosa únicamente en la lucha contra el cáncer. El tratamiento del resto de las afecciones, que se realizaba a principios de este siglo, lo único que hacía era contribuir a aumentar la frecuencia de aparición de tumores malignos. Existe en Argentina el primer Banco integrado de tejidos, mediante un acuerdo de cooperación firmado entre la Comisión nacional de Energía Atómica, el Hospital de Clínicas " José de San Martín " y la Fundación del Quemado. este banco que funciona en la sede de esta última institución, obtendrá, procesará, almacenará y distribuirá tejidos, como piel, hueso o válvulas cardíacas, para su aplicación en la medicina y otras ramas de la ciencia.Los tejidos, en su mayoría de cadáveres- se procesan y acondicionan, se congelan, envasan y esterilizan con radiación gamma, para poder ser utilizados. La CNEA irradiará los tejidos en las instalaciones del Centro Atómico Ezeiza, donde cuenta con una planta industrial de irradiación que habitualmente esteriliza materiales biomédicos y descartables. La iniciativa de este banco de Integrado de Tejidos surgió en julio de 1991, cuando un grupo de profesionales relacionados a implantes se reunieron para infromar sobre la radioesterilización de tejidos.                          

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ENSAYOS DE ARMAS NUCLEARES: desde 1945 se han realizado más de 400 explosiones nucleares en la atmósfera a fin de enseyar armas nucleares. La realización de ensayos en la atmósfera tuvo dos períodos punta: 1957-1958 y 1961-1962, en cada uno de ellos se realizaron 128 ensayos, pero en el segundo la potencia fue cuatro veces mayor que en la primera.   Las consecuencias de estos enseyos se orientan a considerables cantidades de material radiactivo en el medio ambiente.Las precipitación radioactiva resultante de los ensayos en la atmósfera contiene varios cientos de radionucleidos, pero sólo cuatro de ellos son causa de preocupación para la población actual y las futuras generaciones: el carbono 14 ( con un período de semidesintegración de 5.730 años ), el cesio 137 ( con un período de 30 años ) y el estroncio 90 ( con un período de 30 años ),el tritio ( con un período de 12 años ). Actualmente, alrededor de dos tercios de la exposición proviene del carbono 14; dado los períodos de semidesintegración de los demás radionucleidos, al final de este siglo 20 sólo el carbono catorce será de interés.

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LOS PROCESOS INDUSTRIALES: tales como la producción de energía geotérmica y la minería del fosfato traen a la superficie de la  Tierra materiales cuya concentración de radionucleidos naturales es superior a la media.  En otros procesos, tales como la combustión del carbón y la producción de fertilizantes fosfatados, se tratan materiales cuyo contenido de radionucleidos naturales es equivalente al promedio o algo superior, y se los concentra en uno o más productos o subproductos.  La repercusión de estas exposiciones sobre el 2 nivel de radiación " del medio ambiente no es perceptible. Sin embargo, dichas exposiciones no se vigilan sistemáticamente y la modalidad del crecimiento acelerado asociada con muchos procesos, en particular con la necesidad de producción de energía eléctrica, pronostican una fuerte repercusión en los decenios venideros.  Es un hecho que la generación de electricidad a partir de fuentes energéticas distintas a la nuclear da origen a una exposición del público a la radiación; el impacto radiológico de algunas centrales eléctricas convencionales es comparable al de las centrales nucleares.En muchos países el carbón es la opción viable para satisfacer la demanda creciente de electricidad. En general, casi el 70 % de la producción de carbón que se produjo en el año 1981 fue utilizado para generar electricidad. ( 20 % para coquefacción, 10% calefacción y cocción doméstica ). El carbón, como la mayoría de los materiales naturales, contiene radionucleidos naturales que se desprenden durante la combustión.En el mundo existen 2 tipos básicos de centrales eléctricas alimentadas con carbón: las centrales " antiguas " que emiten alrededor del 10 % de las cenizas volantes, y las centrales modernas, datadas de dispositivos avanzados de control de la contaminación, que emiten sólo el 0,5 % de las cenizas volantes.La utilización del carbón también da lugar a otros tipos de irradiación. Gran parte de las cenizas volantes acumuladas por los dispositivos de control de emisiones se utiliza luego para la fabricación de cemento y hormigón; el empleo de este material radiactivo en la construcción puede aumentar el grado de exposición a la radiación.  Además lo que no tiene aplicación comercial generalmente se vierte en las proximidades de la central eléctrica, lo cual plantea posibles peligros de iradiación a causa de la resuspensión y la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas. Desafortunadamente no existe una estimación de la dosis de radiación proveniente de dicha actividad industrial.  La energía geotérmica es otra fuente de exposición a la radiación. Si bien su contribución a la producción de la energía eléctrica es pequeña, se prevé que su importancia aumentará. La mayor parte de la actividad concentrada en los fluídos geotérmicos proviene de la cadena de desintegración del uranio, concretamente del radón. En diversas zonas del planeta y sobre todo en los países nórdicos, se quema turba para producir energía. Las aguas superficiales y fráticas conducen los radionucleidos naturales a los pantanos de turba, donde finalmente son absorbidos. A largo plazo, el almacenamiento y la evacuación de cenizas de turba ricas en uranio pueden tener importantes consecuencias radiológicas. Tanto el petróleo como el gas natural desempeñan un papel poco importante en la exposición a la radiación proveniente de la generación de electricidad en todo el mundo. 

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EL ACCIDENTE DE CHERNOBIL ocurrido el 26 de abril de 1986 en la unidad 4 de la central nuclear de Chernobil, ubicada a unos 100 km al noroeste de la ciudad de Kiev, capital de la República Socialista Soviética de Ucrania, tuvo lugar cuando se desconectaron los sistemas de seguridad durante una prueba del sector eléctrico a baja potencia. Las inestabilidades que se sucedieron, la pérdida de todo control, causaron explosiones e incendios que dañaron severamente el núcleo del reactor y las estructuras de contención. Se descargaron al medio ambiente gases y partículas de polvo radiactivos: 25 % el primer día, y durante los 9 días siguientes el resto. Diez días después del accidente, el incendio había sido extinguido. Con posterioridad el reactor dañado fue encerrado dentro de un " sarcófago " construído en hormigón armado.  El  yodo 131, el cesio 134 y el cesio 137 fueron los radionucleidos más importantes que se depositaron, dando lugar a exposición externa a causa de la contaminación del suelo e interna debido a la ingestión de alimentos contaminados. Las enérgicas medidas de protección de la salud pública que adoptaron de inmediato las autoridades soviéticas redujeron  el riesgo de exposición del público a la radiación.  Las medidas de descontaminación fueron: 1) extracción de la capa superficial del suelo, 2) la vigilancia y destrucción de alimentos y ganado y 3) las restricciones a la producción agrícola. Para el verano de 1987 se habían descontaminado 60.000 viviendas y otras estructuras de unas 600 localidades.  Fuera de la Unión Soviética, las medidas adoptadas en muchos países inmediatamente después del accidente disminuyeron efectivamente las dosis individuales y colectivas. ( volver a tema central)