El Nicho Creciente en la Desactivación de Centrales Nucleares

Las centrales nucleares se están cerrando a un ritmo cada vez mayor. Las pruebas normalizadas y la medición del rendimiento para su desactivación y desmantelamiento ayudarán a garantizar la seguridad pública.

Por Joseph Sinicrope, Peggy Shoffner, Edward Walker y Leonel Lagos

Según estimaciones proporcionadas por la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos y la Agencia Internacional de Energía Atómica, se cree que la desactivación y el desmantelamiento (D y D) de instalaciones nucleares alrededor del mundo va a crecer de manera exponencial durante los próximos 10 a 20 años.

El resurgimiento de la energía nuclear, que se predijo hace solo unos años atrás, no se ha materializado. Las instalaciones nucleares de primera generación se acercan rápidamente al límite de sus licencias iniciales. Aunque podrían otorgarse extensiones, factores como la percepción negativa por parte del público de la seguridad y la falta de voluntad política luego del accidente en Fukushima representan obstáculos significativos a superar.

Aún más, la competencia de precios de combustibles fósiles y el encanto de la energía renovable han convertido el desmantelamiento en una decisión en gran parte económica, en lugar de una decisión funcional y técnica. Esto resultará en el cierre prematuro de incluso más instalaciones.

Por consiguiente, la industria y los organismos reguladores gubernamentales se encuentran con un cambio estratégico de enfoque: un requisito de D y D acelerado y desalentador.

Cientos de Cierres

Según la Asociación Nuclear Mundial, aproximadamente 100 minas de uranio, 110 reactores de energía comerciales, 46 reactores experimentales o prototipos y 250 reactores de investigación se han retirado de funcionamiento alrededor del mundo. De estos, solo unos pocos han sido completamente desmantelados y aún restan las actividades de D y D más complejas asociadas con cada uno. Las proyecciones conservadoras sostienen que más de 200 de los 434 reactores nucleares activos actualmente operativos alrededor del mundo se retirarán para el año 2040, con un costo total estimado que excede los $300 mil millones.

Muchos factores, siendo quizás el más importante en los últimos años sea el accidente nuclear de Fukushima en Japón, han impulsado a otros países a acelerar sus planes para cerrar las instalaciones nucleares. Por ejemplo, tanto Alemania como Suiza han establecido plazos para cerrar todas sus instalaciones (17 y 5 reactores, respectivamente).

Resumiendo, la mera magnitud y el alcance del esfuerzo catapultarán la desactivación y el desmantelamiento como una operación de importancia para los gobiernos y la industria a nivel mundial. Es precisamente aquí donde el Comité E10 sobre Tecnología y Aplicaciones Nucleares de ASTM International, con sus miembros de varios países, está en la posición perfecta para actuar como coordinador central para el desarrollo de normas de rendimiento y protocolos de prueba uniformes para que las tecnologías de D y D aborden este tema lleno de matices y desafíos.

El Rol Clave de la Tecnología en D y D

La presión de hacer más con menos siempre está en aumento, y este fenómeno sin dudas elevará las tecnologías que soportan las actividades altamente especializadas, complejas y técnicas características de la D y D de instalaciones nucleares. Los costos imprevistos, los presupuestos decrecientes del sector federal y privado, el aumento de los requisitos de seguridad de los trabajadores, las regulaciones más estrictas de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos y la NRC, y una multitud de otros factores colocarán a la innovación, el desarrollo, la evaluación y la implementación de tecnologías al frente de todas las discusiones en relación con la D y D. La industria nuclear en su conjunto deberá perseguir de manera agresiva mejoras tanto paulatinas como perturbadoras en enfoques y tecnologías que faciliten un proceso de desmantelamiento más inteligente y receptivo.

La respuesta de la Oficina de D y D e Ingeniería de Instalaciones, parte de la Oficina de Manejo Ambiental del Departamento de Energía de los Estados Unidos, contiene varios ejemplos de trabajo conjunto entre el gobierno y la industria para aplicar respuestas tecnológicas a este problema. Esta oficina, como otras en la comunidad internacional, tiene la misión deidentificar, desarrollar y demostrar tecnologías alternativas. El personal trabaja mano a mano conlos directores de proyecto de la central, los jefes de proyecto, los contratistas principales, los laboratorios nacionales y los intelectuales para identificar necesidades técnicas, prioridades y brechas. La oficina es responsable también de estimar los beneficios, los costos y los cronogramas de implementación de las tecnologías y los enfoques seleccionados para invertir.

Varios informes del Consejo Nacional de Investigaciones (Estados Unidos) han identificado los casos en los que el desarrollo de la tecnología podría realizar contribuciones significativas a los desafíos singulares de la D y D. Estos incluyen:

• Caracterización de materiales contaminados
• Descontaminación de equipos e instalaciones
• Sistemas inteligentes remotos/capacidades robóticas
• D y D de reactores y estados finales de entierro

Para ayudar a estas organizaciones y a la industria en general a superar estos desafíos, la comunidad de pruebas y evaluación debe estar a la altura de las circunstancias y crear las normas que guiarán el proceso de adquisición de tecnologías de D y D.

Distribución mundial de plantas de energía nuclear (Fuente: Asociación Mundial Nuclear, 2011).

Protocolos Uniformes de Prueba y Medición de Rendimiento

Un factor clave para implementar tecnologías D y D en ambientes radioactivos de manera eficiente y eficaz será el desarrollo de protocolos de prueba y medidas de rendimiento uniformemente aceptadas. Las normas son fundamentales para el éxito de los programas de adquisición de tecnología y son absolutamente cruciales para cualquier prueba y evaluación válidas de dichas tecnologías.

Desafortunadamente, la falta de protocolos de prueba o una medición de rendimiento uniformes suelen resultar en esfuerzos irregulares e injustificables que no cumplen con los requisitos operativos y reglamentarios. Aún más, también hace falta un enfoque aceptado y sistemático para evaluar las ventajas económicas de dichas tecnologías para informar sobre inversión y priorización.

Abordar estos déficits a través de normas proporcionará credibilidad, rendirá un retorno significativo de la inversión y permitirá que se desarrolle, se pruebe, se evalúe y se compare todo tipo de tecnologías de D y D (robótica, fijadores, caracterización, descontaminación, demolición, etc.) con un conjunto de mediciones uniformemente aceptadas. Además, las normas garantizarán que las tecnologías de D y D aborden los tres pilares de la tecnología de manera satisfactoria: calidad, productividad y seguridad.

El Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos es un claro ejemplo de una agencia federal que ha tomado medidas concretas para desarrollar normas y ha comprometido con éxito a ASTM International en el proceso. Al trabajar con partes interesadas en el Comité E54 sobre Aplicaciones de Seguridad Nacional de ASTM, la agencia tiene numerosas mediciones de rendimientos y protocolos de prueba para guiar el desarrollo y la adquisición de tecnologías que abordan sus necesidades específicas. Desde todo punto de vista, este proceso, y la asociación que lo produjo, ha sido expeditivo y sirve como un excelente modelo para que otros adapten a sus requisitos respectivos.

El Camino a Seguir

Dada la tendencia de crecimiento proyectada para D y D a nivel global, la necesidad de normas y mediciones internacionales uniformes es clara. ASTM es ampliamente reconocida como líder mundial en el desarrollo de normas y soluciones que estimulan la innovación, fomentan la competitividad industrial y mejoran la ciencia de medición y la trazabilidad rigurosa. ASTM ha desarrollado acceso a una membresía internacional de expertos técnicos en los sectores gubernamental, intelectual y comercial que pueden concentrar sus talentos en este desafío en particular. Igualmente importante, la organización tiene antecedentes comprobables y una precedencia establecida de colaborar a través de límites organizacionales y culturas para lograr resultados funcionalmente relevantes y significativos de manera expeditiva. Las condiciones están dadas y es el momento de actuar.

En ese sentido, el Comité E10 tiene una posición singular para liderar un esfuerzo colaborativo a través de la comunidad internacional de D y D para desarrollar mediciones de rendimiento y protocolos de prueba uniformes para las diversas categorías de tecnologías de D y D. Esto también incluirá la creación de evaluaciones normalizadas de costo-beneficio y elusión de costos. A la vanguardia de este esfuerzo estará el Subcomité E10.03 sobre Protección Radiológica para la Descontaminación y el Desmantelamiento de Instalaciones y Componentes Nucleares. E10.03 sirve como centro de gravedad para coordinar un enfoque gradual con las diversas partes interesadas en lograr estos objetivos.

Esta tarea es considerable, pero con el liderazgo y el apoyo apropiados, se establecerá una base sólida para facilitar el éxito de la comunidad de D y D en esta área crítica, lo que beneficiará al ambiente y, por extensión, a nuestro futuro.

Joseph Sinicrope es un científico investigador del Centro de Investigación Aplicada de Florida International University y se enfoca en el desarrollo, la prueba y la evaluación de tecnologías de desactivación y desmantelamiento en apoyo del Acuerdo de Cooperación DOE-EM del Centro. También es un miembro de ASTM que sirve como presidente del Subcomité E10.03 sobre Protección Radiológica para la Descontaminación y el Desmantelamiento de Instalaciones y Componentes Nucleares.

Peggy Shoffner es una científica investigadora y jefa de proyecto en el Centro de Investigación Aplicada de Florida International University. Ella se enfoca en los desechos y en la ingeniería y el desarrollo de tecnologías de D y D en apoyo del Acuerdo de Cooperación DOE-EM del Centro.

Ed Walker es presidente del Comité E10 sobre Tecnologías y Aplicaciones Nucleares. También es un miembro activo de varios comités y grupos de trabajo de ASTM.

Leonel Lagos es el director de investigaciones en el Centro de Investigación Aplicada de Florida International University y el principal investigador del Acuerdo de Cooperación DOE-EM.