Esta es una traducción del artículo que fue publicado el 8 de marzo por el autor Ed Lyman, Director, Seguridad de la Energía Nuclear de la Unión de Científicos Conscientes
A principios de marzo, las tropas rusas en Ucrania ocuparon la más grande central de energía nuclear en Europa después de que un bombardeo incendiara parte del complejo, haciendo sonar alrededor del mundo la alarma ante un posible desastre nuclear.
El presidente ucraniano, Volodímir Zelenski, acusó a Rusia de ejercer el “terrorismo nuclear” al atacar deliberadamente la central y advirtió sobre la posibilidad de que se produjera otra catástrofe similar a la de Chernóbil, la cual tuvo lugar en el norte de Ucrania en 1986 cuando el país aún formaba parte de la Unión Soviética.
Según funcionarios del sector nuclear ucraniano, el personal de la planta opera la central nuclear de Zaporiyia, de 5.700 megavatios y seis reactores, a “punta de pistola” y las autoridades locales confirmaron que el incendio se extinguió después de arder durante casi cinco horas.
Afortunadamente, el incendio se limitó a una instalación de capacitación y aparentemente no dañó los sistemas de seguridad de la central, además de que no se produjo emisión de material radiactivo, según el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) de la ONU. Sin embargo, la amenaza que representa la ocupación rusa de la central, situada a unos 342 kilómetros al sureste de Kiev, la capital ucraniana, no se ha disipado en lo absoluto.
La central de Zaporiyia es sólo una de las cuatro instalaciones nucleares ucranianas cuyos 15 reactores proporcionan más de la mitad de la electricidad del país. Ninguno de los reactores fue diseñado para resistir un ataque militar. Aunque no hay forma de saber si Rusia atacó intencionalmente la central de Zaporiyia, todas las plantas también son vulnerables al fuego indirecto que podría dañar los sistemas de apoyo críticos y la infraestructura circundante, lo cual pudiera resultar en una fusión de los materiales radiactivos y una emisión de radiación que podría contaminar un área de miles de millas cuadradas.
A medida que esta situación se desarrolle en el lugar, hay cuatro cuestiones principales que deben tomarse en cuenta respecto a los riesgos que corren las instalaciones nucleares de Ucrania en medio de una guerra:
El combustible nuclear requiere una refrigeración constante
Las centrales de energía nuclear enfriadas por agua, como los reactores de Zaporiyia, utilizan el intenso calor producido por la fisión del combustible nuclear para convertir el agua en vapor, el cual hace girar turbinas para generar electricidad. En condiciones de funcionamiento normales, los sistemas de refrigeración alimentados por energía eléctrica eliminan el calor bombeando agua a través del núcleo del reactor.
En caso de que se interrumpa el proceso de refrigeración, el combustible puede calentarse en cuestión de horas hasta alcanzar una temperatura en la que podría dañarse y comenzar a emitir productos de fisión altamente radiactivos. Si en última instancia no se restablece una refrigeración adecuada, el combustible podría fundirse a través de la vasija de acero del reactor y, en el peor de los casos, la estructura de contención pudiera romperse o presentar fugas, lo que emitiría productos de fisión al medio ambiente.
Esta secuencia de acontecimientos ocurrió en tres de los reactores nucleares de la central de Fukushima Daiichi en Japón en el 2011. En Fukushima, un enorme terremoto afectó la operación de la red eléctrica que suministraba energía para la operación de los sistemas de refrigeración. El tsunami posterior al terremoto inundó el lugar e inutilizó los generadores diésel de emergencia y los sistemas de distribución eléctrica necesarios para proporcionar energía de reserva en caso de producirse un corte de energía.
A pesar de los esfuerzos del personal de la central, que trabajó en condiciones extremas y utilizó cualquier medio a su alcance, incluyendo baterías de automóviles y camiones de bomberos, no se logró restablecer una refrigeración suficiente para evitar las tres fusiones. El hidrógeno generado por la reacción del revestimiento metálico del combustible con el agua se acumuló hasta alcanzar niveles peligrosos, lo que resultó en explosiones de hidrógeno que causaron la ruptura de la contención de dos de los reactores y permitieron que se fugara más material radiactivo.
Es importante observar que, aunque un reactor esté apagado de forma segura y no esté generando electricidad, como era el caso de Fukushima, el combustible sigue estando lo suficientemente caliente como para dañarse si la refrigeración no es suficiente. Los reactores nucleares tienen piscinas que se utilizan para almacenar el combustible nuclear usado o “gastado” bajo el agua, a menudo en configuraciones muy estrechas. Al igual que el núcleo de un reactor, estas piscinas requieren de sistemas de refrigeración alimentados con energía eléctrica. Sin embargo, si se llegase a interrumpir el proceso de enfriamiento, los operadores de la central normalmente tendrían más tiempo para evitar que se dañe el combustible, a diferencia de lo que ocurre con el núcleo de un reactor. Pero tanto en el caso de los reactores como en el de las piscinas de combustible gastado, es fundamental contar con un sistema de energía de reserva confiable y duradero.
Las piscinas de refrigeración del combustible gastado de las centrales ucranianas se ubican junto a la vasija del reactor en el edificio de contención, pero son más pequeñas que las piscinas de las centrales estadounidenses.
Las plantas ucranianas están preparadas para resistir accidentes, pero no ataques militares
Hay una serie de sucesos que podrían desencadenar el peor de los posibles escenarios relacionados con el núcleo de un reactor o una piscina de combustible gastado en una zona de guerra: un ataque accidental o intencionado podría dañar directamente uno o más reactores. La rotura de una presa aguas arriba podría inundar un reactor aguas abajo. Un incendio podría inutilizar los sistemas eléctricos de la central. El personal que trabaja a punta de pistola podría cometer graves errores. En resumen: cualquier pérdida prolongada de energía que interrumpa la operación del sistema de refrigeración y que el personal no pueda contener tiene el potencial de causar un desastre similar al de Fukushima.
Este peligro se compensa parcialmente por las medidas que muchos países implementaron después de Fukushima para reforzar la capacidad que tienen las centrales nucleares de hacer frente a los accidentes conocidos como apagones de estación, los cuales implican pérdidas a largo plazo, tanto de la energía proveniente de la red como de los generadores diésel de emergencia en el lugar. Los propietarios de las centrales adquirieron equipos adicionales para proporcionar una refrigeración de emergencia, incluyendo generadores diésel portátiles y bombas contra incendios alimentadas por diésel, y desarrollaron estrategias para utilizarlos. Sin embargo, estas medidas sólo funcionan si el equipo está disponible y funciona cuando se necesita y si el personal de la central es capaz de ponerlo en marcha a tiempo. Por lo tanto, los equipos de emergencia deben tener la capacidad de resistir cualquier evento que inutilice a los equipos estacionarios (o sea, no portátiles) de la central y el personal debe poder transportar los equipos al lugar donde se requieran.
Las centrales nucleares deben asegurarse de que estos equipos de seguridad post-Fukushima puedan resistir terremotos y fenómenos meteorológicos extremos, pero es poco probable que estén lo suficientemente protegidos como para sobrevivir un ataque militar de gran escala. Cada uno de los seis reactores de Zaporiyia tiene tres generadores diésel de emergencia y hay dos generadores adicionales que comparten las unidades 5 y 6. Esta configuración ofrece una mayor protección que la requerida por EE.UU., en donde sólo se requieren dos generadores diésel de emergencia por cada unidad de reactor. Ucrania exige que las centrales nucleares almacenen combustible suficiente para que los generadores puedan operar durante siete días, al igual que en Estados Unidos.
Aunque la redundancia en los sistemas de seguridad es necesaria, no es suficiente. Siempre existe el riesgo de que se produzcan fallos de “modo común” que afecten a todos los equipos redundantes de la misma manera, por lo cual las centrales también necesitan contar con diversos sistemas de respaldo.
En Zaporiyia, existen opciones para restablecer la energía, incluyendo las conexiones a las centrales hidroeléctricas locales y a una central de energía térmica. Y en caso de que los operadores de la central no puedan restablecer la energía a través de los medios normales, tendrían que recurrir a las 16 unidades móviles de bombeo (camiones de bomberos) que adquirió la central durante la actualización de sus instalaciones después de Fukushima. Sin embargo, se desconoce cuál es la disponibilidad y confiabilidad de estas unidades, especialmente si tuvieran que operar durante un ataque militar.
La salud y la seguridad de los operadores de las centrales es una de las principales preocupaciones
Otro tema evidentemente preocupante es el bienestar del personal que labora en las instalaciones nucleares si su lugar de trabajo fuera tomado por asalto por una potencia hostil. La toma de las instalaciones de Chernóbil el 24 de febrero dio lugar a una situación en la que, como informó el gobierno ucraniano en una carta fechada el 2 de marzo, los ocupantes rusos mantuvieron a los operadores de la central en las instalaciones durante una semana sin que llegase personal de un nuevo turno para relevarlos, sometiéndolos “a presiones psicológicas y agotamiento moral” y dándoles “oportunidades limitadas para comunicarse, moverse y realizar trabajos de mantenimiento y reparación adecuados…”.
Esta peligrosa situación plantea la cuestión de cómo se podría llevar a cabo la rotación de turnos, es decir, si el personal de relevo que se encuentre fuera de las instalaciones estaría dispuesto o sería capaz de presentarse a trabajar en esas condiciones. Una imposibilidad prolongada de relevar a los operadores evidentemente afectaría la capacidad del personal de descansar lo suficiente como para hacer su trabajo de manera eficiente.
Aunque Chernóbil, una central que no tiene reactores en funcionamiento, sí tiene una piscina de almacenamiento de combustible nuclear gastado que requiere de atención. El problema de la rotación del personal sería más grave en las centrales nucleares en operación como Zaporiyia, ya que dada la dependencia de Ucrania de la energía nuclear, probablemente no pudieran estar fuera de servicio por un periodo de tiempo prolongado. Incluso si el país cerrara las centrales, seguirían necesitando de la participación del personal de operaciones y mantenimiento para encargarse de los reactores y las instalaciones de almacenamiento del combustible gastado. El personal de las centrales experimentaría fatiga y estrés, lo que podría ocasionar errores graves en la operación de los reactores. Si Rusia se hace cargo de las centrales, es posible que no tenga más remedio que incorporar a su propio personal para que se encargue de la operación.
Una catástrofe nuclear ucraniana no sería otro Chernóbil
Como quedó demostrado en Chernóbil de forma tan gráfica, un accidente nuclear en Ucrania tiene el potencial de contaminar no sólo el territorio ucraniano, sino también Bielorrusia, Rusia y gran parte del resto de Europa. Aunque también son de diseño soviético, los reactores de agua ligera VVER-1000 de Ucrania, como los seis reactores de Zaporiyia, tienen un diseño fundamentalmente diferente al de los reactores de Chernóbil. No son tan vulnerables a la secuencia particular de eventos, incluyendo una explosión masiva de vapor y un incendio de larga duración, que hizo que Chernóbil fuera tan grave y que causó una amplia dispersión de la radiactividad tanto en Europa Oriental como Occidental, e incluso generó niveles de radiación detectables en gran parte del hemisferio norte.
Sin embargo, las consecuencias de un accidente nuclear en alguna de las cuatro centrales nucleares en operación en Ucrania podrían ser similares a las de Fukushima. Varios reactores podrían experimentar una pérdida de refrigeración y sufrir daños en el núcleo sin causar necesariamente una gran ruptura de la contención como la que se produjo en Chernóbil. La contaminación terrestre más significativa que produjo Fukushima se extendió como máximo a unas 25 millas de las instalaciones. Sin embargo, debido a que Fukushima se ubica en la costa, se piensa que el 80 por ciento del material radiactivo que la catástrofe emitió a la atmósfera se desplazó por el océano, lo que no ocurriría en las centrales ucranianas sin litoral. Sin embargo, la contaminación local podría complicar enormemente la capacidad de las autoridades ucranianas para atender tanto a la población civil como a sus tropas.
Después de Fukushima, los propietarios de los reactores alrededor del mundo también realizaron modificaciones en las centrales y desarrollaron planes para mitigar cualquier emisión radiactiva que pudiera producirse en caso de un accidente de fusión del núcleo. En Zaporiyia, los operadores instalaron sistemas en algunos de los reactores para neutralizar el gas hidrógeno que podría liberarse en la contención, pero estos sistemas generalmente no pueden hacer frente a la gran cantidad de hidrógeno que se formaría. Las autoridades ucranianas también determinaron que sería conveniente que las centrales instalaran respiraderos filtrados para reducir la presión de la contención sin emitir grandes cantidades de materiales radiactivos, pero su aplicación ha sido lenta. Otras vulnerabilidades, como el potencial de que ocurra una evasión de la contención en los reactores VVER-1000 en caso de un accidente de fusión del núcleo, son aún más difíciles de abordar.
¿Qué se puede hacer? Desde el punto de vista de la seguridad, el mejor escenario sería que Rusia y Ucrania establecieran “zonas seguras” alrededor de las centrales nucleares, siguiendo el modelo de los “corredores humanitarios” temporales que ambas partes han acordado crear. Además, Ucrania y Rusia deberían negociar un acuerdo para proteger al personal de las centrales y permitir cambios de turno seguros, así como actividades de preparación y respuesta ante emergencias.
Esperemos que prevalezca la razón.
Este artículo apareció originalmente en The Equation.