En el artículo anterior, os he hablado sobre algunos conceptos generales sobre la energía nuclear y la radiactividad. Si estás al tanto de ellos, estoy seguro de que comprenderás mucho mejor este artículo, en el que os presento un resumen de los sucesos principales de la crisis nuclear de Fukushima, sus casuas y sus posibles consecuencias.
(Si quieres un detallado informe sobre lo ocurrido hasta ahora en la crisis, aquí tienes una muy completa y rigurosa página informativa)
¿Cómo es la central nuclear de Fukushima I?
Central nuclear de Fukushima I
Existen varios tipos de central nuclear, aunque todas se basan en una idea común: se trata de aprovechar la energía calorífica que se libera de la fisión nuclear de una cierta cantidad de «combustible nucelar» y aprovecharla para calentar agua que circula dentro de un circuito para producir vapor. La presión de este vapor se usa para mover las turbinas de unos generadores eléctricos. Observa que la idea es muy similar a una central solar térmica de alta temperatura (lo que varía es la forma de conseguir la energía calorífica).
El «combustible nuclear» más habitual es el Uranio, en concreto, un isótopo (una variante) poco abundante en la Naturaleza, que es el Uranio-235. (La forma de Uranio más abundante es el Uranio-238 que representa más del 99% del total.
La central nuclear de Fukushima I se construyó entre 1971 y 1979 y consta de 6 reactores nucleares de tipo BWR (esto significa que el agua hierve en el reactor y circula por un sólo circuito) (Observa el esquema). Todos los reactores emplean Uranio-235, excepto el reactor 3 que emplea una mezcla de Uranio y Plutonio. Cada reactor cuenta con una vasija contenedora de acero. En su interior se dispone un conjunto de varillas paralelas, dispuestas por grupos, en cuyo interior se alojan series de pequeñas pastillas de Uranio-235. Alrededor de la vasija del reactor se dispone un edificio de contención, herméticamente cerrado con paredes de acero y hormigón de unos 2 m de espesor. Por fuera de este, hay otro edificio exterior más que rodea toda la infraestructura.
Esquema de un reactor nuclear tipo BWR (emplea agua en ebullición)
La central cuenta además con piscinas especiales para alojar las piezas de Uranio ya gastadas, inservibles para su suo como combustible, pero que mantienen una altísima radiactivdad. Por ello, los residuos de Uranio se alamacenan en estas piscinas cubiertas, durante al menos 5 años. En ellas, el agua se encarga de absorber la radiactividad hasta que desciende lo suficiente como para poder realizar el traslado a otros tipos de alamacenamiento.
En la central de Fukushima I, como en cualquier otra, había dos prioridades de seguridad:
1. Mantener en funcionamiento los circuitos de refrigeración del reactor para evitar el sobrecalentamiento de este. Para ello, la central contaba con un suministro eléctrico especial de la red exterior (además de su propia producción eléctrica) y, por si este fallaba, un suministro auxiliar mediante motores de gasoil.
2. Evitar fugas de sustancias radiactivas. La vasija de acero del reactor, impide que escape la mayor parte de la radiactividad de este. Por si acaso, el edificio de contención, que es hermético, sirve de segunda barrera. Además su presión es menor que la del exterior, para que si se produce una fisura en el edificio, el aire entre siempre desde el exterior y no al revés.
¿Qué pasó en los primeros momentos en Fukushima I tras el terremoto?
La central contaba con mecanismos antisísmicos. En cuanto se produjo el seismo y como medida de precaución prevista, se interumpió la producción eléctrica propia. El primer problema fue que el suministro eléctrico de la red exterior también se interrumpió inesperadamente como consecuencia del seismo. En ese momento, los generadores diésel comenzaron a funcionar según lo previsto. Sin embargo, unos 50 minutos tras el terremoto, llegó el tsunami, inundó toda la zona e interrumpió el funcionamiento los generadores de combustible de la central. Fue aquí donde comenzaron los verdaderos problemas, ya que la central se quedó si ninguna fuente de energía.
Aunque se inicie el proceso de apagado de una central nuclear, las varillas de combustible (el Uranio-235) siguen produciendo calor durante un tiempo considerable, de la misma manera que aunque apagues una hornilla vitrocerámica, esta sigue emitiendo calor durante varios minutos. Al dejar de funcionar el circuito de enfriamiento, los reactores 1, 2 y 3 (que eran los que estaban en funcinamiento en el momento del terremoto) comenzaron a calentarse sin control. Para empeorar las cosas, apenas si se disponía de información en la central puesto que la mayor parte de sistemas no funcionaban, al no existir fluido eléctrico.
¿Por qué se produjeron explosiones?
Nube de humo tras la primera explosión en el reactor 1
La temperatura de los reactores en funcionamiento se elevó enormemente en los primeros días, al no contar con refrigeración. Por encima de 1500 ºC el agua no es estable, así que al llegar a esta temperatura en algunos puntos, el agua del reactor (que sirve para producir el vapor que mueve las turbinas) comenzó a disociarse en oxígeno e hidrógeno. Este último es un gas altamente inflamable, por lo que se produjeron explosiones en varios de los reactores. La primera explosión se produjo el sábado 12 en el reactor 1, el día 14 de marzo en el reactor 3 y al día siguiente en el 2. Los edificios exteriores resultaron seriamente dañados, y en algunas de las explosiones podrían haber dañado también el sistema de contención.
Los importante es que no se trata de explosiones de la vasija del reactor, que hubieran lanzado material radiactivo al exterior, provocando una contaminación descontrolada de la zona.
¿Y las piscinas de residuos?
Hay otro problema del que no se ha hablado mucho, pero que podría ser también muy importante. Anteriormente te explicaba que cuado el combustible nuclear deja de dar buen rendimiento, debe sustituirse por varillas nuevas, pero el «gastado» sigue siendo altamente radiactivo, así que lo primero que se hace es almacenarlo en piscinas de agua blindadas. Este material es muy peligroso y requiere refrigeración al igual que el reactor. El reactor 4 estaba fuera de servicio. Hacía poco tiempo que el combustible nuclear gastado se había trasladado a la piscina de residuos de la propia central, así que, la falta de refrigeración, también empezó a provocar problemas en este reactor El temor era que los daños y el calentamiento excesivo del agua de las piscinas provocaran contaminación radiactiva desde las piscinas. La del reactor 3 también fue muy preocupante aunque parece que su situación mejora.
¿Ha habido fugas radiactivas?
Símbolo internacional de peligro radiactivo
Sí, algunas de ellas producidas de forma controlada. La presión debido al aumento de temperatura en los edificios de contención y en algunos de los reactores fue tan alta, que se decidió liberar parte de la atmósfera radiactiva del edificio de contención para bajar la presión. Naturalmente, y a pesar del sistema de filtrado, esto supuso la liberación de radionúcleos al exterior, aunque en cantidades pequeñas.
A a su vez, las explosiones de Hidrógeno dañaron los edificios y favorecieron la liberación de mayor cantidad de isótopos radiactivos. El domingo 13 se detectaban ya cantidades preocupantes de Yodo-131 y Cesio-137. La radiactividad llegó a aumentar a niveles realmente peligrosos alrededor de la central. El martes 15/03 llegó a 400 miliSievert por hora (mSv/h)(Esta es una unidad que se usa frecuentamente para expresar el nivel de radiactividad de una zona). Para que te hagas una idea, la radiactividad natural es, por término medio, de 2,4 mSv por año y a un trabajador de una central nuclear no se le permite exponerse a más de 100 mSv cada 5 años.
El miércoles 16/03 se alcanzaron los 1000 mSv/h en las proximidades de la central (Es decir, una persona que permaneciera una hora en esta zona estaría expuesta a una radiactividad 10 veces superior al máximo permitido en 5 años).
¿Se ha extendido la radiactividad?
En la ciudad de Namie, a 20 km de Fukushima se han detectado niveles de radiactividad 1600 veces superiores a lo normal. Este incremento es posiblemente causado por el desplazamiento de la nube radiactiva. Esta radiación no es preocupante durante un breve espacio de tiempo pero sí lo sería si se mantuviera durante un perido prolongado.
La radiactividad también se ha incorporado a la cadena alimentaria. Esta es otra de las preocupaciones principales. Tal como te explicaba en el artículo anterior, la incorporación de la radiactividad a la cadena alimentaria es un problema preocupante, por la dificultad para controlarlo. El sábado 19/03 se detectó Yodo-131 en leche y espinacas producidas en regiones cercanas a la central, pero también en el agua potable de Tokio. Las cantidades eran superiores a lo normal, aunque no preocupantes para la salud, según las autoridades.
En los días posteriores se han encontrado emisiones radiactivas por encima de lo permitido en alimentos producidos a 40 km de la central e incluso hasta 100 km de distancia. Igualmente se ha detectado Yodo-131 en zonas costeras próximas 127 veces por encima de lo habitual, aventurando posibles consecuencias sobre la pesaca de la región.
¿Está controlada la situación?
Los reactores 5 y 6 sí están ya fuera de peligro, pero no puede decirse que la situación esté plenamente bajo control en los reactores 1 a 4. Aún no se descarta que puedan producirse nuevos problemas. No obstante, la evolución de la crisis es positiva en los últimos días. Los niveles de radiactividad han descendido en los últimos días y se ha restablecido el suministro eléctrico para todos los reactores. Sin duda, esto ayudará a controlar la temperatura de todos los elementos.
Se desconoce aún cuál es el estado real de los reactores, pero en cualquier caso, el gobierno japonés ha decidido desmantelar la instalación cuando termine la crisis.
Naturalmente, Ciencias 