Desafíos y soluciones en la disposición de residuos radiactivos

Introducción

La disposición final de residuos radiactivos es un tema urgente en el ámbito de la seguridad ambiental y pública. A medida que el mundo depende cada vez más de la tecnología nuclear para energía, diversas industrias, medicina e investigación, la gestión segura de los residuos radiactivos se ha vuelto esencial. La eliminación inadecuada puede tener graves consecuencias, como la contaminación de ecosistemas y peligros para la salud de generaciones presentes y futuras.

Este artículo explora los tipos de residuos radiactivos, los riesgos asociados con su eliminación y las estrategias para su gestión, con un enfoque en los compromisos y normas internacionales que guían las prácticas seguras.

¿Qué son los residuos radiactivos?

Los residuos radiactivos son materiales que ya no tienen un propósito útil y contienen elementos radiactivos, lo que los hace peligrosos debido a la emisión de radiación ionizante. Estos residuos se producen principalmente en plantas de energía nuclear, instituciones médicas, procesos industriales e instalaciones de investigación. El peligro potencial de estos materiales radiactivos depende de su tipo y nivel de radiactividad, variando desde isótopos de corta duración utilizados en diagnósticos médicos hasta isótopos de larga duración generados en reactores nucleares.

¿Qué es la gestión de desechos radiactivos?

La gestión de desechos radiactivos se refiere al tratamiento, almacenamiento y disposición segura de los residuos líquidos, sólidos y gaseosos de las operaciones que involucren el manejo material radiactivo con el objetivo de proteger a las personas y el medio ambiente.

Los desechos radiactivos de diversos tipos resultan de cualquier actividad que utilice materiales nucleares, incluidos los usos médicos e industriales. Sin embargo, la energía nuclear es la fuente más importante de dichos desechos debido a los mayores volúmenes generados y su naturaleza de larga duración. Cualquiera que sea su origen, los desechos radiactivos deben gestionarse de forma segura y económica¹.

Tipos de residuos radiactivos

El enfoque de la clasificación dependerá de la finalidad del sistema de clasificación de desechos radiactivos². Una forma generalmente aceptada para la clasificación de los residuos radiactivos es en base a su nivel de radiactividad y su longevidad. Según este enfoque, los tipos de desechos radiactivos son:

1. Residuos exentos (EW): Son residuos con un contenido de radiactividad tan bajo que ya no requieren control por parte de la autoridad reguladora. Una vez que el material es aprobado por la autoridad reguladora, ya no se considera residuo radiactivo.
2. Desechos de vida muy corta (VSLW): Son desechos que pueden almacenarse durante un período limitado de hasta unos pocos años para permitir que su contenido de radiactividad se reduzca mediante la desintegración radiactiva. Posteriormente, pueden quedar libres del control reglamentario de acuerdo con las disposiciones aprobadas por la autoridad reguladora para su eliminación como desechos ordinarios, para su uso o para su descarga controlada. Esta clase incluye desechos que contienen radionucleidos con vidas medias muy cortas que a menudo se utilizan con fines médicos y de investigación.
3. Residuos de muy baja actividad (VLLW): Estos residuos suelen tener un contenido de radiactividad más alto que los EW pero, no obstante, es posible que no necesiten un alto nivel de contención y aislamiento. Es adecuado para su eliminación en instalaciones tipo vertedero cercano a la superficie con control regulatorio limitado. Los residuos típicos de esta clase incluyen tierra y escombros con bajos niveles de radiactividad que se originan en sitios anteriormente contaminados por radiactividad. Puede contener pequeñas cantidades de radionucleidos de vida más larga.
4. Desechos de baja actividad (LLW): Estos desechos tienen un alto contenido de radiactividad, pero contienen cantidades limitadas de radionucleidos de larga vida. Requiere un aislamiento y una contención sólidos durante períodos de hasta unos pocos cientos de años y es adecuado para su eliminación en instalaciones diseñadas cerca de la superficie. Abarca una gama muy amplia de desechos y puede incluir radionucleidos de vida corta con niveles más altos de concentración de actividad, y también radionucleidos de vida larga, pero solo con niveles de concentración de actividad relativamente bajos.
5. Desechos de actividad intermedia (ILW): Son desechos que, debido a su contenido de radiactividad, en particular de radionucleidos de período largo, requieren un mayor grado de contención y aislamiento que el proporcionado por la eliminación cerca de la superficie. Sin embargo, los ILW no necesitan ninguna provisión, o sólo una provisión limitada, para la disipación de calor durante su almacenamiento y eliminación. Los ILW pueden contener radionucleidos de larga duración que no se desintegrarán hasta un nivel de concentración de actividad aceptable para su eliminación cerca de la superficie durante el tiempo en que se pueda confiar en los controles institucionales. Por lo tanto, los residuos de esta clase requieren su eliminación a mayores profundidades, del orden de decenas de metros a unos pocos cientos de metros.
6. Desechos de alta actividad (HLW): Son desechos con niveles de concentración de actividad lo suficientemente altos como para generar cantidades significativas de calor mediante el proceso de desintegración radiactiva o desechos con grandes cantidades de radionucleidos de vida larga que deben considerarse en el diseño de una instalación de eliminación de dichos residuos. La opción generalmente reconocida para la eliminación de HLW es la eliminación en formaciones geológicas profundas y estables, generalmente a varios cientos de metros o más por debajo de la superficie. Cada tipo de residuo requiere métodos de disposición personalizados para mitigar sus posibles riesgos.

¿Cuáles son los principales riesgos asociados con una eliminación inadecuada de residuos radiactivos?

La gestión y disposición inadecuada de residuos radiactivos presentan varios riesgos:

• Contaminación ambiental: La eliminación inadecuada puede llevar a la filtración de materiales radiactivos en el suelo y cuerpos de agua, afectando ecosistemas y fauna.
• Riesgos para la salud humana: La exposición a materiales radiactivos puede causar cáncer, mutaciones genéticas y otros problemas graves de salud. Las fuentes de agua, cadenas alimentarias y aire contaminados aumentan el riesgo de exposición.
• Impacto a largo plazo: Algunos materiales radiactivos permanecen peligrosos durante miles de años, representando un riesgo para futuras generaciones si no están bien contenidos.

Los peligros de una gestión inadecuada resaltan la necesidad de regulaciones estrictas y estándares de seguridad para proteger a las poblaciones actuales y futuras.

La importancia de gestionar los residuos radiactivos

La gestión efectiva de residuos radiactivos es esencial tanto para la protección ambiental como para la seguridad pública. Garantiza que los materiales radiactivos se contengan y dispongan en espacios físicos adecuados, y se cumpla todo un protocolo administrativo para su control, evitando su ingreso a ecosistemas o contacto humano.

Una buena gestión también ayuda a sostener el crecimiento de la industria nuclear, ya que las prácticas de eliminación seguras pueden ayudar a ganar la confianza del público y la aprobación regulatoria. Además, los sistemas de eliminación bien gestionados ayudan a cumplir con compromisos internacionales destinados a prevenir la contaminación ambiental y limitar el riesgo de incidentes radiológicos.

Responsabilidades en la gestión de residuos radiactivos

La responsabilidad de la gestión de residuos radiactivos recae en varias partes interesadas, incluidas:

• Organismos gubernamentales: Organismos reguladores como la Comisión Reguladora Nuclear de EE.UU. (USNRC) y la Comunidad Europea de Energía Atómica (EURATOM) aplican estándares de seguridad y pautas para la gestión de materiales radiactivos.
• Organizaciones internacionales: Instituciones clave, como la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA), establecen directrices internacionales y brindan apoyo a los países miembros para desarrollar métodos seguros de eliminación de residuos radiactivos. Trabajan estrechamente con otras entidades como la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) para garantizar la seguridad de las prácticas radiactivas.
• Sector privado y operadores de instalaciones: Las empresas que generan residuos radiactivos, incluidas las plantas de energía nuclear e instalaciones médicas, son responsables de su almacenamiento, manipulación y eliminación seguros. Deben cumplir con las pautas nacionales e internacionales para minimizar los riesgos asociados con los materiales radiactivos.

En la siguiente animación se explica cómo se gestionan los desechos radiactivos para proteger de la radiación a las personas y el medio ambiente ahora y en el futuro. Fuente: IAEA.

Etapas de la gestión de residuos radiactivos

La gestión de residuos radiactivos implica varias etapas clave, que incluyen la recolección, el transporte, el tratamiento, y el almacenamiento:

1. Recolección y clasificación: Los residuos se recogen y clasifican según su nivel de radiactividad. Los residuos de bajo y alto nivel se manejan de manera diferente para garantizar la seguridad.
2. Tratamiento y acondicionamiento: Los residuos se tratan para reducir su volumen, toxicidad o radiactividad. El acondicionamiento implica estabilizar los residuos mediante procesos como la solidificación o encapsulación para hacerlos adecuados para el almacenamiento o eliminación seguros.
3. Almacenamiento: Los residuos radiactivos se almacenan para permitir que la radiactividad decaiga, de forma segura y fuera del alcance del público. Las instalaciones de almacenamiento, se construyen para contener residuos durante períodos prolongados, con un confinamiento seguro para evitar fugas, para el cual debe llevarse un control administrativo de los desechos, que incluya el registro del material, monitoreo de la radiación e instalación de alarmas, control de acceso, y mantenimiento para asegurar el confinamiento seguro del material radiactivo hasta su disposición final.
4. Disposición final: Esto implica colocar los desechos en instalaciones diseñadas donde permanecerán permanentemente. Consiste principalmente en el emplazamiento de desechos radiactivos en una instalación de disposición con garantías razonables de seguridad, sin intención de recuperación y sin depender de vigilancia y mantenimiento a largo plazo. En la figura 1 se muestra un ejemplo de un espacio para la disposición final de desechos radiactivos.

Compromisos y acuerdos internacionales en la gestión de residuos radiactivos

La cooperación global es esencial en la gestión de residuos radiactivos, ya que los incidentes radiológicos pueden tener impactos transfronterizos. Varios compromisos y acuerdos internacionales establecen protocolos y responsabilidades para gestionar los residuos radiactivos, tal es el caso de la Convención Conjunta, el cual es el primer instrumento jurídico que aborda la cuestión de la seguridad en la gestión del combustible gastado y los desechos radiactivos a escala mundial. Lo hace estableciendo principios fundamentales de seguridad y creando un proceso de “revisión por pares” similar al de la Convención sobre Seguridad Nuclear³.

La convención conjunta un recurso jurídico internacional, ratificado por los países y organizaciones participantes denominados Partes Contratantes (PC), de las cuales hay más de 80. La Organización Internacional de Energía Atómica (OIEA) actúa como Secretaría de las PC. Este convenio se aplica al combustible gastado de los reactores nucleares civiles y a los desechos radiactivos de diferentes aplicaciones civiles, tales como la radiografía industrial, actividades radiológicas para la salud, control de procesos industriales, estudios de suelos, entre otros. El acuerdo también se aplica a los desechos radiactivos de programas militares o de defensa.

Conclusión

La eliminación de residuos radiactivos plantea desafíos significativos, exigiendo estrictas medidas de seguridad para proteger la salud humana y el medio ambiente. La eliminación adecuada de residuos radiactivos requiere regulaciones sólidas, cooperación internacional y el compromiso de múltiples partes interesadas. Organizaciones clave, como la IAEA y la USNRC, proporcionan el marco y la orientación necesarios para prácticas de gestión de residuos responsables, promoviendo soluciones seguras y sostenibles.

Con los avances continuos en la ciencia y tecnología nuclear, así como el fortalecimiento de los compromisos globales, la gestión responsable de los residuos radiactivos sigue siendo una prioridad para un futuro más seguro.

Referencias

1. NUCLEAR ENERGY AGENCY. Radioactive waste management; Consultado 26 de Octubre de 2024. https://www.oecd-nea.org/jcms/c_12892/radioactive-waste-management#:~:text=Radioactive%20waste%20of,safely%20and%20economicallyIAEA.
2. IAEA. Clasificación de desechos radiactivos; Consultado 25 de Octubre de 2024. https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/P1419S_web.pdf
3. IAEA. Joint Convention on the Safety of Spent Fuel Management and on the Safety of Radioactive Waste Management; Consultado el 24 de Octubre de 2024. https://www.iaea.org/topics/nuclear-safety-conventions/joint-convention-safety-spent-fuel-management-and-safety-radioactive-waste