Un depósito geológico profundo es una forma de almacenar desechos peligrosos o radiactivos dentro de un entorno geológico estable, típicamente de 200 a 1000 m por debajo de la superficie de la tierra. [1] Implica una combinación de forma de desechos, paquete de desechos, sellos de ingeniería y geología que es adecuada para proporcionar un alto nivel de aislamiento y contención a largo plazo sin mantenimiento futuro. Esto tiene como objetivo prevenir peligros radiactivos. [ cita requerida ] En todo el mundo están funcionando varios depósitos de desechos de mercurio , cianuro y arsénico, incluidos Canadá ( mina Giant ) y Alemania ( minas de potasa en Herfa-Neurode y Zielitz ). [2] Se están construyendo sitios de almacenamiento de desechos radiactivos, siendo el Onkalo en Finlandia el más avanzado. [3]
Los residuos altamente tóxicos que no se pueden reciclar deben almacenarse de forma aislada para evitar la contaminación del aire, el suelo y las aguas subterráneas. El depósito geológico profundo es un tipo de almacenamiento a largo plazo que aísla los residuos en estructuras geológicas que se espera que sean estables durante millones de años, con una serie de barreras naturales y artificiales. Las barreras naturales incluyen capas de roca impermeables al agua (por ejemplo, arcilla) e impermeables al gas (por ejemplo, sal) por encima y alrededor del almacenamiento subterráneo. [2] Las barreras artificiales incluyen arcilla bentonítica y cemento. [1] [4]
En 2011, el Panel Internacional sobre Materiales Fisionables dijo:
Se acepta ampliamente que el combustible nuclear gastado, el reprocesamiento de alto nivel y los desechos de plutonio requieren un almacenamiento bien diseñado por períodos que van desde decenas de miles hasta un millón de años, para minimizar las liberaciones de la radiactividad contenida al medio ambiente. También se requieren salvaguardias para asegurar que ni el plutonio ni el uranio altamente enriquecido se desvíen hacia usos bélicos. Existe un acuerdo general en que colocar el combustible nuclear gastado en repositorios a cientos de metros por debajo de la superficie sería más seguro que el almacenamiento indefinido del combustible gastado en la superficie [de la Tierra]. [5]
Los elementos comunes de los depósitos incluyen los desechos radiactivos, los contenedores que contienen los desechos, otras barreras o sellos diseñados alrededor de los contenedores, los túneles que albergan los contenedores y la composición geológica del área circundante. [6]
Un espacio de almacenamiento a cientos de metros bajo tierra debe soportar los efectos de una o más glaciaciones futuras , con gruesas capas de hielo descansando sobre la roca. [7] [8] La presencia de capas de hielo afecta la presión hidrostática en la profundidad del depósito, el flujo y la química del agua subterránea, y el potencial de terremotos. Esto lo están teniendo en cuenta las organizaciones que se preparan para depósitos de residuos a largo plazo en Suecia, Finlandia, Canadá y algunos otros países que tienen que evaluar los efectos de futuras glaciaciones. [8]
A pesar de que muchos expertos coinciden desde hace mucho tiempo en que la eliminación geológica puede ser segura, tecnológicamente factible y ambientalmente racional, una gran parte del público en general en muchos países sigue siendo escéptica como resultado de las campañas antinucleares . [9] Uno de los desafíos que enfrentan los partidarios de estos esfuerzos es demostrar con confianza que un depósito contendrá desechos durante tanto tiempo que cualquier liberación que pueda tener lugar en el futuro no supondrá un riesgo significativo para la salud o el medio ambiente .
El reprocesamiento nuclear no elimina la necesidad de un depósito, pero reduce el volumen, el riesgo de radiación a largo plazo y la capacidad de disipación de calor a largo plazo necesarios. El reprocesamiento no elimina los desafíos políticos y comunitarios que plantea la ubicación de un depósito. [5]
Los depósitos naturales de mineral de uranio sirven como prueba de concepto de la estabilidad de los elementos radiactivos en formaciones geológicas. La mina Cigar Lake, por ejemplo, es un depósito natural de mineral de uranio altamente concentrado ubicado debajo de arenisca y una capa de cuarzo a una profundidad de 450 m, que tiene mil millones de años y no presenta fugas radiactivas a la superficie. [10]
La capacidad de las barreras geológicas naturales para aislar los residuos radiactivos ha quedado demostrada por los reactores de fisión nuclear naturales de Oklo (Gabón). Durante su largo período de reacción, se generaron en el yacimiento de uranio unas 5,4 toneladas de productos de fisión, así como 1,5 toneladas de plutonio junto con otros elementos transuránicos . Este plutonio y los demás elementos transuránicos permanecieron inmóviles hasta el día de hoy, un lapso de casi 2.000 millones de años. [11] Esto es notable, ya que el agua subterránea tenía fácil acceso a los depósitos y estos no se encontraban en una forma químicamente inerte, como el vidrio. [ cita requerida ]
El almacenamiento geológico profundo se ha estudiado durante varias décadas, incluidas pruebas de laboratorio, perforaciones exploratorias y la construcción y operación de laboratorios de investigación subterráneos donde se realizan pruebas in situ a gran escala. [12] A continuación se enumeran las principales instalaciones de prueba subterráneas.
El proceso de selección de repositorios finales profundos adecuados está en marcha en varios países, y se espera que el primero entre en funcionamiento algún tiempo después de 2010. [31]
A principios de los años 2000, se propuso crear un depósito internacional de desechos de alto nivel en Australia [32] y Rusia [33] . Desde que se planteó la propuesta de crear un depósito mundial en Australia, que nunca ha producido energía nuclear y tiene un reactor de investigación, las objeciones políticas internas han sido fuertes y sostenidas, lo que hace que una instalación de ese tipo en Australia sea poco probable.
La mina Giant se ha utilizado como depósito profundo para almacenar residuos de arsénico altamente tóxicos en forma de polvo. A partir de 2020, se están llevando a cabo investigaciones para reprocesar los residuos en forma de bloques congelados que son más estables químicamente y evitan la contaminación del agua. [34]
El centro de Onkalo en Finlandia , basado en la tecnología KBS-3 , es el que está más avanzado en su camino hacia la operación entre los depósitos de todo el mundo. Posiva comenzó la construcción del centro en 2004. El gobierno finlandés otorgó a la empresa una licencia para construir la instalación de disposición final en noviembre de 2015. A junio de 2019 [actualizar], los continuos retrasos significan que Posiva espera que las operaciones comiencen en 2023.
Durante años se han utilizado varios depósitos, incluidas las minas de potasa de Herfa-Neurode y Zielitz , para almacenar desechos altamente tóxicos de mercurio , cianuro y arsénico . [2] En Alemania hay poco debate con respecto a los desechos tóxicos, a pesar de que, a diferencia de los desechos nucleares, no pierden toxicidad con el tiempo.
En la actualidad, se debate la búsqueda de un depósito definitivo para los residuos radiactivos, lo que ha provocado protestas, sobre todo en el pueblo de Gorleben , en la región de Wendland , que hasta 1990 se consideraba ideal para el depósito definitivo debido a su ubicación en un rincón remoto y económicamente deprimido de Alemania Occidental, junto a la frontera cerrada con la antigua Alemania del Este . Tras la reunificación, el pueblo se encuentra ahora cerca del centro de Alemania y se utiliza como depósito temporal de residuos nucleares.
El pozo Asse II es una antigua mina de sal en la cordillera de Asse en Baja Sajonia / Alemania , que supuestamente se utilizó como mina de investigación desde 1965. Entre 1967 y 1978, se almacenaron residuos radiactivos . La investigación indicó que la salmuera contaminada con cesio-137 radiactivo , plutonio y estroncio se filtraba de la mina desde 1988, pero no se informó hasta junio de 2008. [35] El repositorio de residuos radiactivos Morsleben es un repositorio geológico profundo para residuos radiactivos en la mina de sal de roca Bartensleben en Morsleben , en Sajonia-Anhalt / Alemania , que se utilizó de 1972 a 1998. Desde 2003, se han bombeado 480.000 m 3 (630.000 yd3) de hormigón de sal en el pozo para estabilizar temporalmente los niveles superiores.
En enero de 2022 se aprobó la construcción de una instalación de eliminación directa con tecnología KBS-3 en el sitio de la central nuclear de Forsmark . [36]
El Gobierno del Reino Unido, al igual que muchos otros países y con el apoyo de asesoramiento científico, ha identificado la disposición subterránea profunda permanente como el medio más apropiado para eliminar desechos radiactivos de mayor actividad.
Radioactive Waste Management (RWM) [1] se creó en 2014 para ofrecer una instalación de eliminación geológica (GDF) y es una subsidiaria de la Autoridad de Desmantelamiento Nuclear (NDA) [2], que es responsable de la limpieza de los sitios nucleares históricos del Reino Unido. En 2022, Nuclear Waste Services (NWS) se formó a partir de la fusión de RWM con el Repositorio de Residuos de Bajo Nivel en Cumbria.
Un GDF se implementará a través de un proceso basado en el consentimiento de la comunidad [3], trabajando en estrecha colaboración con las comunidades, generando confianza a largo plazo y asegurando que un GDF respalde los intereses y prioridades locales.
La política es enfática al exigir el consentimiento de las personas que vivirían junto a un GDF y darles influencia sobre el ritmo al que avanzan las discusiones.
Los primeros grupos de trabajo se establecieron en Copeland [4] y Allerdale [5] en Cumbria a fines de 2020 y principios de 2021. Estos grupos de trabajo han iniciado el proceso de obtención del consentimiento para albergar un depósito de residuos profundos en sus áreas. Se cree que estos grupos de trabajo son un paso fundamental en el proceso para encontrar una comunidad dispuesta y un sitio adecuado, factible y aceptable para un depósito de residuos profundos. Allerdale se retiró del proceso para seleccionar un sitio de depósito de residuos profundos en 2023. El NWS explicó esta decisión en términos de que no había suficiente extensión de geología potencialmente adecuada en la que emprender un proceso de selección de sitio.
RWM continúa manteniendo conversaciones en diversos lugares de Inglaterra con personas y organizaciones interesadas en explorar los beneficios de organizar un GDF. Se prevé que se formen más grupos de trabajo en todo el país en el próximo año o en los próximos dos.
Toda propuesta de GDF será evaluada en función de criterios altamente rigurosos [6] para garantizar que se cumplan todas las pruebas de seguridad y protección.
La Planta Piloto de Aislamiento de Residuos (WIPP) de Estados Unidos entró en servicio en 1999 colocando los primeros metros cúbicos de residuos radiactivos transuránicos [37] en una capa profunda de sal cerca de Carlsbad, Nuevo México .
En 1978, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) comenzó a estudiar Yucca Mountain , dentro de los límites seguros del Sitio de Pruebas de Nevada en el condado de Nye, Nevada , para determinar si sería adecuado para un depósito geológico a largo plazo para combustible nuclear gastado y desechos radiactivos de alto nivel. Este proyecto enfrentó una oposición significativa y sufrió retrasos debido a litigios por parte de la Agencia para Proyectos Nucleares del Estado de Nevada (Oficina de Proyectos de Residuos Nucleares) y otros. [38] La administración Obama rechazó el uso del sitio en la propuesta de Presupuesto Federal de los Estados Unidos de 2009 , que eliminó todos los fondos excepto los necesarios para responder a las consultas de la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos (NRC), "mientras la Administración diseña una nueva estrategia para la eliminación de desechos nucleares". [39]
En marzo de 2009, el Secretario de Energía, Steven Chu, dijo en una audiencia del Senado que el sitio de Yucca Mountain ya no se considera una opción para almacenar desechos del reactor. [40]
En junio de 2018, la administración Trump y algunos miembros del Congreso comenzaron nuevamente a proponer el uso de Yucca Mountain, y los senadores de Nevada manifestaron su oposición. [41]
En febrero de 2020, el presidente estadounidense Donald Trump tuiteó sobre un posible cambio de política sobre los planes para utilizar Yucca Mountain en Nevada como depósito de desechos nucleares. [42] Los presupuestos anteriores de Trump han incluido fondos para Yucca Mountain pero, según Nuclear Engineering International, dos altos funcionarios de la administración dijeron que el último plan de gastos no incluirá dinero para licenciar el proyecto. [43] El 7 de febrero, el secretario de Energía Dan Brouillette se hizo eco del sentimiento de Trump y declaró que la administración estadounidense podría investigar otros tipos de almacenamiento [nuclear], como sitios provisionales o temporales en otras partes del país. [44]
Aunque no se había consolidado ningún plan formal por parte del gobierno federal, el sector privado siguió adelante con sus propios planes. Holtec International presentó una solicitud de licencia a la NRC para una instalación de almacenamiento provisional consolidada autónoma (CISF) en el sureste de Nuevo México en marzo de 2017. De manera similar, Interim Storage Partners también planea construir y operar un CISF en el condado de Andrews , Texas . [43] Mientras tanto, otras empresas han indicado que están preparadas para presentar una oferta en una adquisición anticipada del DOE para diseñar una instalación para el almacenamiento provisional de residuos nucleares. [45] La NRC emitió una licencia para el CISF del condado de Andrews en septiembre de 2021. Un grupo que incluye al estado de Texas solicitó una revisión judicial de la licencia. En agosto de 2023, el Tribunal de Apelaciones de los Estados Unidos para el Quinto Circuito dictaminó que la NRC no tiene la autoridad del Congreso para otorgar licencia para una instalación de almacenamiento temporal de este tipo que no esté en una central nuclear o un sitio federal, anulando la supuesta licencia. El otro CISF de Nuevo México también está siendo impugnado en el Tribunal de Apelaciones de los Estados Unidos para el Décimo Circuito . [46]
Deep Isolation, una corporación con sede en Berkeley, California, [47] propuso una solución que implica el almacenamiento horizontal de contenedores de residuos radiactivos en pozos de sondeo direccionales, utilizando tecnología desarrollada para la minería de petróleo y gas. Un pozo de sondeo de 18" se puede dirigir verticalmente a la profundidad de varios miles de pies en formaciones geológicamente estables, y luego se puede crear una sección de eliminación de residuos horizontal de longitud similar donde se almacenan los contenedores de residuos antes de sellar el pozo de sondeo. [48]
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