Por Gustavo Barbarán. En U-238 Mayo 14
En 1983, Argentina logró enriquecer uranio en su planta de Pilcaniyeu, Río Negro. Por entonces, el suceso despertó algunas alarmas entre los países centrales. Sin embargo y desde entonces, Argentina ha demostrado que es posible el desarrollo nuclear con fines pacíficos sin por eso descuidar la importancia que tiene para un pueblo el desarrollo de sus propios recursos energéticos.
Este año, la Comisión Nacional de Energía Atómica pondrá nuevamente en marcha la planta de enriquecimiento de uranio por difusión gaseosa en Pilcaniyeu, Río Negro (Pilca, para lo entendidos), un gran trabajo de científicos y técnicos para recuperar instalaciones que habían sido prácticamente abandonadas a fines de los años 80, que representa todo un símbolo del desarrollo nuclear argentino, por esa épica con que fue realizada. Mostró y demostró a los países desarrollados que sus políticas de restricción de acceso a la tecnologías son erróneas en su concepción, inviables en su implementación y totalmente injustas para el desarrollo de los pueblos.
Un poco de historia
Al momento de desarrollar el proyecto original, el plan nuclear argentino no contemplaba el enriquecimiento de uranio. El país había seleccionado la línea de reactores de uranio natural con agua pesada porque consideraba que el enriquecimiento era una tecnología demasiado compleja y que presentaba demasiadas aristas complicadas en el plano internacional. Pero fue el contexto internacional el que empujó al país a emprender esta tarea. En efecto, el endurecimiento del régimen de no proliferación a raíz de la explosión nuclear en la India (1974) y la ley de no proliferación nuclear de los Estados Unidos (1977) indujeron al país a considerar el desarrollo de esta tecnología. Hasta ese momento, la provisión del uranio enriquecido se hacía a través de un convenio con los EE.UU. que, luego de aprobar la ley, se negó a cumplir con dicho acuerdo a menos que Argentina pusiese todo su plan nuclear en salvaguardias y renunciase al desarrollo de tecnologías sensitivas.
La gota que rebalsó el vaso fue la negativa de los EE.UU. a proveer de uranio enriquecido para los combustibles de un reactor experimental que Argentina estaba exportando a Perú, provocando la caída de esa parte del contrato. En el momento que la industria local comenzaba a convertirse en un actor regional y a competir con las grandes potencias, comenzaron las presiones internacionales para que Argentina frenara su desarrollo. Dicen que las brujas no existen, pero que las hay, las hay.
Entre 1978 y 1983 se desarrolló en secreto el proyecto de Pilcaniyeu, el cual fue anunciado dos semanas antes de la asunción del presidente Alfonsín. Esto provocó un revuelo no menor a nivel internacional, con todas las suspicacias referidas a un programa nuclear militar por parte de Argentina, con un gobierno militar en retirada, luego de perder una guerra absurda. Pero los acuerdos de cooperación nuclear en usos pacíficos con Brasil de 1980 y la posterior resignificación política que el gobierno de Alfonsín le dio a la cooperación nuclear bilateral dejó claro que la necesidad de un pueblo de generar sus propias fuentes energéticas está perfectamente en sintonía con una política internacional a favor de la paz, en contra de cualquier pretensión bélica. La creación de la ABACC, la firma del TNP y la participación en el NSG son muestras del compromiso del país en contra de la proliferación y que siempre sus objetivos fueron pacíficos.
Luego vinieron años de retracción estatal sostenidos por el “Consenso de Washington” y el realismo periférico, que en Argentina tuvo su versión hardcore con las “relaciones carnales” del país con Estados Unidos. La CNEA fue dividida en un claro intento de privatizar las centrales y se detuvieron todos los proyectos estratégicos, incluyendo el enriquecimiento de uranio. El actual proyecto político rescató un modelo de país que muchos pensaban perdido. La recuperación de la capacidad de decisión y direccionamiento sobre el aparato productivo con una clara orientación en la creación de capacidades y trabajo local fue el eje integrador. En el ámbito nuclear, esto se expresó en la finalización de Atucha II y la elección de la opción nuclear como una alternativa válida al abastecimiento energético. Para ello se desplegaron varias iniciativas, tanto a nivel internacional como local para asegurarse de que no se restrinjan de ninguna forma estas decisiones, siendo el enriquecimiento de uranio clave para sostener al sector.
Para que una fuente energética sea tenida en cuenta debe cumplir con una serie de requisitos entre los que se encuentran las posibilidades tecnológicas de realizarla, la economía y la seguridad de abastecimiento, entre otros. La seguridad en el abastecimiento tiene tres aristas, la primera es relativa a su previsibilidad en la oferta, razón por la cual la energía eólica o solar son consideradas menos seguras que las fósiles, hidráulicas o nucleares. La segunda está en relación a la escasez física de la fuente, mientras que la tercera es la disrupción en el abastecimiento por problemas geopolíticos. En el caso de las centrales de uranio enriquecido, el punto clave es el tercero, ya que el enriquecimiento es realizado por un puñado de países y está sujeto a permanente vigilancia.
En los últimos años, simultáneamente con la recuperación de las capacidades de Argentina, surgieron en el mundo algunas iniciativas internacionales que aparentan ser muy lindas y ecuánimes, pero que en el fondo son otra forma más de perpetuar la estructura de poder mundial. Una de estas iniciativas es la multilateralización del ciclo de combustible nuclear que está llevando adelante la Federación Rusa con otros países ex-satélites de la ex-URSS. Pretende desarrollar el Centro Internacional de Enriquecimiento de Uranio bajo su control y vender el uranio enriquecido a los países que se adhieran a este centro bajo salvaguardias completas, negando el acceso a las tecnologías de enriquecimiento. Esto, llevado a la filosofía de J.R.R. Tolkien, sería “un anillo para dominarlos a todos”.
Enriquecimiento: ¿Qué es? ¿Para qué sirve?
Se llama enriquecimiento a los procesos de concentración de un isótopo de interés, siendo el más conocido el enriquecimiento del isótopo 235 del uranio, aunque no el único. Son isótopos, dos átomos del mismo elemento que tienen diferente número de neutrones. Su comportamiento químico es prácticamente igual, pero a nivel físico atómico presentan comportamientos diferentes, lo cual crea la necesidad de separarlos. Por ejemplo, el U-235 fisiona con neutrones de baja energía (los llamados térmicos) mientras que para que el U-238 fisione se necesitan neutrones de alta energía. Tecnológicamente, es mucho más sencillo trabajar con neutrones términos (que se consiguen moderando la reacción nuclear con agua), que con neutrones rápidos, ya que es necesario contar con un metal líquido como refrigerante/moderador. Pero, las proporciones en las que se encuentra el U-235 en la naturaleza son del 0,72%, siendo el resto U-238 junto con unas trazas de U-234.
Este 0,72% es el uranio útil para reactores térmicos. Para mantener una reacción nuclear en cadena estable es necesario hacer una de dos cosas. La primera es aumentar la proporción de U-235, o sea, enriquecer el uranio. La segunda, disminuir las pérdidas de neutrones por absorción en el refrigerante y moderador, que se logra utilizando agua pesada. La primera combinación da origen a los reactores tipo PWR, de uranio enriquecido y agua liviana, mientras que la segunda son los reactores PHWR, uranio natural y agua pesada.
Las proporciones de U-235 utilizadas en los reactores de producción de energía eléctrica van del 3% al 5%, dependiendo del tipo de reactor. En cambio, los reactores de investigación, aquellos donde se producen la mayoría de los radioisótopos utilizados en fines medicinales, utilizan el U-235 al 20%, lo mismo que las placas de uranio que se irradian para obtener el radioisótopo más usado en medicina, el Mo-99. Una bomba nuclear necesita U-235 enriquecido al 90% por lo menos. Los dos primeros usos son aceptables y totalmente benéficos para la sociedad, mientras que el tercero (la bomba) es un desquicio de locos. La clave está en que el mismo aparato (o conjunto de aparatos) utilizado para llevar el porcentaje de uranio al 3, 5 o 20% es el que se utiliza para llevarlo al 90%. Por esa razón es que el desarrollo de la tecnología de enriquecimiento provoca tantos resquemores.
Las centrales con uranio enriquecido son más económicas en el costo final de su combustible (por energía generada) que las que funcionan con uranio natural. La concentración de U-235 sirve para dos cosas: incrementar la cantidad de energía que me entregará un combustible puesto en el reactor y reducir los inventarios de combustibles gastados, eso sí, con más productos de fisión. A modo de ejemplo, la conversión de los combustibles de Atucha I de uranio natural a uranio levemente enriquecido (0,85% en U-235) produjo reducciones del 30% en los costos de combustible, 20% en el uranio requerido y 10% de los costos de generación.
Existen varios procesos de separación, casi todos ellos aprovechan las mínimas diferencias de peso que existen entre los isótopos, aunque las más modernas, como la separación por láser, aprovecha propiedades atómicas para provocar una excitación en los átomos de U-235 y de esa manera poder separarlos. De todas las tecnologías, solo la ultracentrifugación y la difusión gaseosa operan a escala comercial, mientras que el resto se mantiene a escala planta piloto o desarrollo. Salvo las tecnologías basadas en separación por láser, que en teoría puede realizar procesos de separación muy eficientes, todas las demás tienen relaciones de separación muy bajas, de menos del 1%, por lo que su implementación a escala industrial requiere repetir el mismo proceso muchas veces en lo que se denomina un proceso en cascada.
Otro de los elementos que se enriquecen, aunque por métodos distintos, es el deuterio, para la obtención de agua pesada. En Argentina, este proceso es familiar ya que tenemos la planta de producción de agua pesada en operación más grande del mundo. Otros elementos pueden tener cierto valor comercial, pero su cantidad está limitada. Uno de ellos es el O-18, un isótopo estable del oxígeno que se utiliza para realizar el uno de los radioisótopos de mayor crecimiento en su uso, el F-18, usado en diagnóstico médico. El Si-28, un isótopo del silicio, se utiliza cuando se necesitan celdas solares de alta prestación, como en paneles solares para satélites, y su costo es mayor aún que el del uranio enriquecido. Hay muchos otros elementos que poseen isótopos que tienen alguna utilidad, pero estas quedan restringidas en su mayoría a investigaciones o desarrollos de muy baja escala.
Enriquecimiento, ¿por qué?
En el mundo, solamente 13 países tienen reconocidas instalaciones de enriquecimiento de uranio. Estas son las instalaciones declaradas ante el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), con seguridad no se contabilizan aquellas instalaciones de los países poseedores de armas nucleares (EE.UU., Rusia y China en particular) que mantienen algunos de sus sistemas de investigación y producción al margen de las normas internacionales. Por otra parte, las capacidades de enriquecimiento también se agrupan en consorcios internacionales, como Urenco, una alianza entre Alemania, Holanda y el Reino Unido, o Eurodif, entre Francia, España, Bélgica, Italia e Irán; además de las ya mencionadas iniciativas rusas. Si bien son consorcios internacionales, los socios minoritarios no tienen acceso a las tecnologías.
Estas plantas sirven para abastecer a los más de 350 reactores que utilizan uranio enriquecido (80% de la flota mundial) y al resto de las actividades de investigación y producción de radioisótopos. Un aporte importante de uranio enriquecido viene de los programas de desarme que firmaron entre Estados Unidos y Rusia, Megatons a Megawatts, donde el U-235 al 90% se diluye a los valores de uso de un combustible nuclear. En su momento, esto provocó una sobreoferta en el mercado mundial, deprimiendo precios tanto de uranio como de los servicios de enriquecimiento. Cómo la última partida de este programa se procesó en el 2013, se espera que haya un nuevo acomodamiento del mercado internacional.
Es por eso que, a nivel internacional, los distintos consorcios o países están buscando aumentar su capacidad de enriquecimiento. El consorcio de Urenco está buscando construir una nueva planta por centrifugación en los EE.UU., a los que se suman los esfuerzos de Eurodif-Areva, de USEC (centrifugación), y de la Global Laser Enrichment (GLE) a través del proceso láser SILEX. En los próximos 8 años se apunta a, por lo menos, triplicar la oferta de enriquecimiento en los Estados Unidos. El Centro Internacional de Enriquecimiento de Uranio conformado por Rusia aspira a convertirse en el mayor proveedor de servicios de enriquecimiento y de uranio enriquecido y a captar a los nuevos países que construyan centrales nucleares.
En Europa, el consorcio Eurodif, liderado por la francesa Areva, busca reemplazar su planta de difusión gaseosa por plantas de centrífugas, manteniendo el consorcio internacional e incluso abriéndolo a posibles países interesados, pero también con las mismas precauciones; por ejemplo, que un país que se asocie tenga solamente acceso a los servicios de enriquecimiento o al material ya enriquecido, sin posibilidad de acceder al uso de la tecnología. El consorcio Urenco no tiene planes de abrirse a estas nuevas iniciativas internacionales, pero sí planes de aumento en sus capacidades, ya sea en los Estados Unidos como en Europa.
En nuestro vecindario, Brasil es el único país que tiene un desarrollo nuclear significativo, y también mantiene sus plantas de enriquecimiento. Aunque el uranio que utiliza en las centrales nucleares es importado, su razón de ser para mantener las tecnologías de enriquecimiento son sus planes de construcción de un submarino nuclear.
En 1965, Argentina inició los debates sobre el desarrollo de su parque de generación nucleoeléctrico con la discusión entre las dos líneas tecnológicas. La disputa se resolvió hacia los reactores de uranio natural y agua pesada por las múltiples ventajas que presentaba para el modelo de desarrollo adoptado en Argentina. La discusión previamente mencionada no era definitiva, se trataba esencialmente de encontrar el mejor camino para acceder a las tecnologías de centrales nucleares sin una dependencia excesiva del exterior. La estrategia desarrollada fue exitosa en varios aspectos, el más notorio es que Atucha II está por terminarse a cargo de empresas argentinas con muy poca colaboración del exterior.
El proyecto nuclear del país presenta, en sus lineamientos fundamentales, el crecimiento y la internacionalización de sus industrias, y la colaboración con la región y el mundo. El controlar y manejar las tecnologías de enriquecimiento permite continuar con los desarrollos en todo el campo nuclear sin restricciones, buscando soluciones a los desafíos energéticos argentinos del siglo XXI, tal como se viene haciendo desde hace más de sesenta años.
Crédito de la Foto: Archivo CNEA
