10 años después de Fukushima: ¿Son seguras las centrales nucleares japonesas?

Imagen aérea de la central nuclear de Fukushima Daiichi el 24 de marzo de 2011, un mes después del tsunami. Foto: Ho New / Reuters.

por Jun Tateno

Inmediatamente después del accidente de la central nuclear de Fukushima Daiichi en 2011, el gobierno japonés cerró todas sus centrales nucleares. A continuación, revisaron su normativa nuclear, que había sido ampliamente criticada por estar influenciada por grupos de promoción y por el anterior organismo de regulación nuclear. Desde entonces, la Autoridad de Regulación Nuclear, creada en 2012, estableció nuevas normas, examinó todas las centrales y permitió que las que aprobaron volvieran a funcionar. Mientras este proceso sigue en marcha, cabe preguntarse: ¿Son seguras las centrales nucleares japonesas reiniciadas?

Confianza exclusiva en el juicio de los expertos. “Es natural que los profesionales determinen la seguridad”, argumentó la Autoridad de Regulación Nuclear tras el desastre de Fukushima. Para ello, el personal de la autoridad llevó a cabo una revisión para determinar si las instalaciones individuales cumplían con los requisitos de contramedidas ante terremotos y accidentes graves. A continuación, la autoridad volvió a poner en marcha las centrales basándose en los resultados, sin aclarar al público qué había causado el accidente de Fukushima. La autoridad tampoco proporcionó información ni formó un consenso sobre el uso de la energía nuclear. Esta única confianza en un grupo cerrado de expertos puede reproducir las condiciones que condujeron al accidente de Fukushima. Tal vez no sorprenda que, tras el desastre de Fukushima, más del 60 % de los ciudadanos japoneses se opusieran a volver a poner en marcha las centrales nucleares. A la mayoría de los japoneses les sigue preocupando que vuelva a producirse un accidente grave.

Sin duda, la Autoridad de Regulación Nuclear estableció normas más estrictas y racionales tras el accidente. Sin embargo, en la práctica, los reguladores japoneses a menudo comprometieron sus revisiones. Por ejemplo, concedieron permisos de funcionamiento para contramedidas tales como la adición de instalaciones complementarias, sin pedir que se arreglaran los defectos estructurales.

¿Qué ocurrió en Fukushima en 2011? A las 14:46 horas del 11 de marzo de 2011, un terremoto de magnitud 9 sacudió la central nuclear de Fukushima Daiichi, lo que provocó la parada de todos los reactores de la central. El sismo también derribó las torres de las líneas de transmisión, cortando la electricidad del exterior, según el informe de la comisión gubernamental de investigación de accidentes. Los generadores diesel de emergencia se encendieron para suministrar electricidad. Sin embargo, cuando los tsunamis llegaron 27 y 35 minutos después, también experimentaron una pérdida total de energía conocida como “apagón de la estación”.

Tras la parada de los reactores, sus núcleos siguieron generando grandes cantidades de calor por la descomposición de los productos de fisión. Como el equipo de refrigeración eléctrica dejó de funcionar, un sistema de refrigeración de emergencia no eléctrico comenzó a enfriar el núcleo. Sin embargo, este sistema también falló pronto. Sin refrigeración, la temperatura y la presión dentro de los reactores de agua en ebullición aumentaron. El agua de los reactores se transformó entonces en vapor que fue expulsado a la vasija de contención, lo que hizo que los niveles de agua en los reactores descendieran, dejando al descubierto el núcleo.

Los operarios intentaron mantener la función de refrigeración en la oscuridad y con el peligro de las réplicas, pero fue en vano. Los tres reactores fallaron catastróficamente uno tras otro. A continuación, se explica en detalle cómo fue este fallo, así como ocho preguntas sin respuesta sobre la seguridad de las actuales centrales nucleares japonesas.

Los reactores de agua ligera son de dos tipos: de agua en ebullición y presurizados. Un reactor de agua en ebullición calienta el agua en su núcleo, que luego se convierte en vapor que acciona una turbina para generar electricidad. Un reactor de agua a presión envía el agua calentada a un generador de vapor que hace girar la turbina para generar electricidad. La central nuclear que causó el accidente de Fukushima era el primer tipo de reactor de agua en ebullición, equipado con una vasija de contención para evitar que el gas radiactivo llegue al medio ambiente en caso de que se dañe el reactor. Los reactores de agua en ebullición tienen un volumen de vasija de contención extremadamente pequeño, aproximadamente una quinta parte del de los reactores de agua presurizada. Por ello, la posibilidad de dañar la vasija de contención de un reactor de agua en ebullición es mayor que la de uno presurizado. Para superar este inconveniente, los reactores de agua en ebullición están equipados con cámaras de supresión de presión. Lamentablemente, durante el accidente de Fukushima, la cámara de supresión también falló.

Cuando la temperatura del interior del reactor aumentó, el vapor interno fue expulsado a la cámara de supresión a través de una válvula de seguridad. Cuando la temperatura de la cámara de supresión es baja, el vapor expulsado se condensa en agua, impidiendo que aumente la presión en la vasija de contención. Sin embargo, cuando se expulsa demasiado vapor a una cámara de supresión, la temperatura aumenta, lo que impide que el vapor se condense. Cuando esto ocurrió repetidamente durante el accidente de Fukushima, la vasija de contención resultó dañada.

Durante el accidente de Fukushima, el operador de la central abrió muchas veces la válvula venteo para liberar intencionadamente gas radiactivo al medio ambiente. Un comité de investigación de la Compañía de Energía Eléctrica de Tokio consideró acertada esta ventilación, que pretendía evitar daños en la vasija de contención.

Cuando las temperaturas del núcleo del reactor superaron los 1.200 ℃, el circonio del revestimiento del combustible reaccionó con el agua generando grandes cantidades de gas hidrógeno. Este hidrógeno se acumuló en los edificios del reactor y se encendió allí, provocando una explosión. Una vez más, se liberaron grandes cantidades de materiales radiactivos al medio ambiente. Una vez que las temperaturas del núcleo alcanzaron los 1.800 ℃, comenzó la fusión del núcleo.

Al principio, el núcleo fundido se acumuló en el fondo de la vasija de presión. Pero poco después, se fundió a través del fondo y cayó en el recipiente de contención. Aunque Estados Unidos había advertido de los peligros “inesperados” asociados a este tipo de apagón en la central, las autoridades japonesas no estaban preparadas.

Las consecuencias del accidente nuclear de Fukushima. Cuando se produjo el accidente, el gobierno emitió una orden de evacuación para los residentes de los alrededores. La comunicación sobre el accidente fue extremadamente pobre, ya que la mayoría de los funcionarios de prevención de desastres del gobierno local se enteraron del accidente por la televisión. En particular, la evacuación de los ancianos y los enfermos fue extremadamente difícil. Más de 140.000 personas huyeron y casi 30.000 aún no han regresado. Aunque las autoridades se esfuerzan por descontaminar el terreno, algunas zonas siguen siendo inaccesibles. Más de 2.000 personas murieron a consecuencia del accidente nuclear, entre ellas algunas que fallecieron a causa de la prolongada evacuación. Entre los supervivientes, muchos perdieron los cimientos de sus vidas.

Mientras tanto, el accidente no ha terminado. La central nuclear de Fukushima Daiichi sigue contaminada con restos de combustible difíciles de eliminar. Además, el lugar del accidente sigue generando agua contaminada.

El núcleo fundido que llegó al fondo de la vasija de contención durante la catástrofe se solidificó posteriormente en restos de combustible. Estos restos contienen productos de fisión que emiten una radiación lo suficientemente fuerte como para causar la muerte tras unas horas de exposición. Por ello, los trabajos de limpieza se realizan por control remoto. Aunque la Compañía de Energía Eléctrica de Tokio planea desarrollar tecnología y eliminar los restos de combustible en las próximas décadas, algunos ingenieros nucleares dudan de que se pueda remover el núcleo.

Como los restos de combustible siguen generando calor, todavía se sigue circulando agua para refrigerar los edificios del reactor. Esta agua que circula está expuesta a los restos, quedando contaminada. Posteriormente se mezcla con las aguas subterráneas que fluyen hacia los edificios del reactor. Si no se interviene, este proceso habría provocado una contaminación a gran escala de las aguas subterráneas. En cambio, la compañía eléctrica instaló un muro en el suelo alrededor del edificio para limitar la entrada de agua subterránea. Además, aunque parte de las aguas subterráneas entrantes se purifican, el agua sigue estando radiactiva debido al tritio. Por este motivo, el agua se almacena in situ en tanques. Aunque los tanques para esta agua radiactiva cubren el suelo de forma hermética en el emplazamiento, la compañía eléctrica está considerando diluir el agua y soltarla en el océano. No hace falta decir que los pescadores locales y otras personas se oponen firmemente a la liberación.

La Autoridad de Regulación Nuclear volvió a poner en marcha las centrales nucleares. Incluso antes del accidente, los reguladores y los regulados parecían estar del mismo lado, lo que tuvo un impacto negativo en la regulación. Tras el accidente, la comisión de investigación señaló que la antigua autoridad reguladora no había aplicado los últimos conocimientos sobre catástrofes naturales, como terremotos y tsunamis, y que no se habían tomado contramedidas ante accidentes graves.

La Autoridad de Regulación Nuclear inició una evaluación de conformidad nuclear basada en las nuevas normas. Reconociendo las críticas, mencionaron “la independencia, la neutralidad y la experiencia” como característica del nuevo régimen, e hicieron hincapié en que los nuevos requisitos están en consonancia con la estrategia del Organismo Internacional de Energía Atómica de utilizar múltiples medidas de seguridad para prevenir accidentes.

Con los nuevos requisitos, la Autoridad de Regulación Nuclear incorpora contramedidas para accidentes graves que antes no se exigían. Además, prestarán especial atención a las catástrofes naturales, como terremotos y tsunamis, que podrían provocar incendios o inundaciones internas. También trabajarán para diversificar las instalaciones de seguridad y planificar las medidas antiterroristas.

Hasta la fecha, la autoridad reguladora y la compañía eléctrica se han reunido en casi 1.000 reuniones de revisión. Las actas de sus reuniones revelan algunos de los problemas de las centrales nucleares reiniciadas, sobre todo en los reactores de agua en ebullición que causaron el accidente de Fukushima.

Aun así, la evaluación de conformidad deja muchas preguntas importantes sin respuesta.

¿Qué peligros entrañan los venteos? Antes del accidente de Fukushima, los reguladores y los operadores de las centrales no comprendían la importancia de los venteos -la liberación intencionada de gas radiactivo de una vasija de contención- para las medidas de respuesta a los accidentes. Sin embargo, los que llevaron a cabo la revisión de conformidad aprendieron lecciones sobre los venteos a partir del accidente de Fukushima.

Hay dos tipos de venteos: venteos con filtro y venteos duros. Un venteo con filtro reduce la radiactividad a aproximadamente 1/1000 mediante un filtro, mientras que un venteo duro libera gas radiactivo sin filtro. En la evaluación de conformidad, la compañía eléctrica sugiere no utilizar venteos duros después de que el núcleo esté dañado, ya que es probable que hagan agujeros en la vasija de contención y liberen una gran cantidad de radiactividad al medio ambiente En estas circunstancias, la recomendación de la Autoridad de Regulación Nuclear de utilizar los venteos como contramedida contra accidentes graves es extremadamente irresponsable.

¿Son suficientes los sistemas alternativos de refrigeración por circulación? Como se ha mencionado anteriormente, el volumen relativamente pequeño de la vasija de contención del reactor de agua en ebullición supone un riesgo cuando la presión interna aumenta durante un accidente. Aunque una cámara de supresión está destinada a proporcionar respaldo, ésta también falló durante el accidente de Fukushima.

En la revisión de conformidad, la Autoridad de Regulación Nuclear ordenó instalar un nuevo sistema de refrigeración para compensar este fallo. En este sistema, el agua se extrae de la cámara de supresión, se hace pasar por un intercambiador de calor adicional para reducir la temperatura y se devuelve a la vasija de contención. Sin embargo, dado que prácticamente todos los accidentes graves de reactores de agua en ebullición se deben a un fallo en la eliminación del calor de desintegración, este tipo de reactor puede tener un defecto de diseño. A la luz de esto, la Autoridad de Regulación Nuclear debería haber abordado el defecto de diseño en lugar de permitir que las plantas vuelvan a funcionar con sistemas de refrigeración de circulación alternativos.

¿Pueden evitarse las explosiones de hidrógeno? En el accidente de Fukushima, el hidrógeno y el oxígeno se mezclaron en una determinada proporción para producir un terrible fenómeno conocido como “detonación de hidrógeno”. En la revisión de la conformidad, la compañía eléctrica insistió en que el hidrógeno generado en caso de accidente podría eliminarse añadiendo más recombinadores, y la Autoridad Reguladora lo aceptó. Sin embargo, los recombinadores sólo eliminan una cantidad relativamente pequeña del hidrógeno que se genera durante el funcionamiento normal. Los investigadores no han demostrado que los recombinadores puedan eliminar una gran cantidad de hidrógeno generado durante un accidente nuclear, y muchos dudan de que esto sea posible.

¿Son eficaces las instalaciones móviles? En caso de accidente grave, la Autoridad de Regulación Nuclear confía en las instalaciones móviles de seguridad, que incluyen un gran número de vehículos de inyección de agua, vehículos de suministro de energía, etc. Pero, ¿es esto realista en caso de terremoto? Según un estudio de la Compañía Eléctrica de Tokio tras el accidente de Fukushima, el agua inyectada en el sistema de refrigeración del reactor desde el vehículo de bomberos se derramó por las tuberías del reactor y no llegó al núcleo. Las instalaciones móviles temporales pueden parecer flexibles, pero su fiabilidad ha sido escasa en accidentes anteriores.

¿Es apropiado instalar cables inflamables? En 1975, la central nuclear de Browns Ferry, en Estados Unidos, sufrió un grave accidente cuando una candela utilizada para detectar fugas provocó un incendio que quemó el material de recubrimiento de los cables eléctricos, dificultando la refrigeración del reactor. En vista de ello, la Autoridad de Regulación Nuclear solicitó que se sustituyera todo el cableado eléctrico inflamable existente por cables ignífugos. Sin embargo, en la realidad, este tipo de adaptación es difícil en un cableado que está tendido como una tela de araña. La compañía eléctrica no sustituyó todo el cableado por temor a que se produjera un error, sino que optó por aplicar pintura ignífuga. Este es uno de los muchos ejemplos en los que un requisito establecido fue ignorado en la práctica.

¿Es aceptable no instalar un captador de núcleos? Dado que las autoridades tuvieron dificultades para tratar el núcleo fundido en el lugar del accidente de Fukushima, la Autoridad de Regulación Nuclear podría haber exigido que todas las centrales nucleares estuvieran equipadas con un captador de núcleo, un dispositivo para recibir y tratar el núcleo fundido. Sin embargo, no se exigió tal requisito. Como esta actitud comprometedora ha sido constante a lo largo de su evaluación, es posible que no logren prevenir accidentes y catástrofes.

¿Qué es el plan de evacuación de civiles? La comisión reguladora ha subrayado que sus nuevas normas están en consonancia con el concepto de protección múltiple del Organismo Internacional de Energía Atómica, que concede gran importancia a la evacuación de los residentes como medida final. Sin embargo, los requisitos en Japón no incluyen un plan de evacuación para los residentes. Tanto antes como después del accidente de Fukushima, el gobierno local se encargaba de la evacuación. Aunque la Autoridad de Regulación Nuclear ha emitido un permiso para operar centrales nucleares en lugares densamente poblados, la revisión de la autoridad no menciona la dificultad de evacuar a los residentes.

¿Son seguras las centrales nucleares japonesas 10 años después del desastre de Fukushima? En Japón, a los sismólogos les preocupa que en el futuro se produzcan terremotos tan importantes como el que sacudió Nankai, que registró una magnitud de 8. ¿Podrán las centrales nucleares reiniciadas que han pasado la evaluación de conformidad tras el desastre de Fukushima soportar un terremoto de este tipo? A la luz de las actuales prácticas de evaluación, hay motivos para ser extremadamente pesimistas.

El autor desea agradecer al profesor Subrata Ghoshroy que le haya animado a escribir este artículo.

Fuente:

Jun Tateno, 10 years after Fukushima: Are Japanese nuclear power plants safe?, 10 marzo 2021, Bulletin of the Atomic Scientists.

Este artículo fue adaptado al castellano por Cristian Basualdo.