El Almacén Temporal Centralizado (ATC)

Los Residuos de Alta Actividad (RAA) y el Combustible Gastado

Los residuos de alta actividad son aquellos residuos radiactivos cuya radiactividad está por encima de unos límites definidos por las autoridades y presentan una concentración de productos radiactivos tal que hace que desprendan una cantidad de calor apreciable. Básicamente se corresponden con el combustible que han utilizado las centrales nucleares.

Características del combustible gastado

Inicialmente el combustible nuclear está constituido por un conjunto de pastillas cerámicas cilíndricas de óxido de uranio, U-238, con un grado variable de enriquecimiento en U-235 (inferior al 5%) colocadas dentro de tubos de una aleación de circonio, y ensambladas en una estructura que conforma el elemento combustible.

Durante el tiempo que está en el reactor tienen lugar reacciones de captura neutrónica y de fisión nuclear de parte del uranio y de otros radionucleidos generados, dando lugar a productos de fisión, productos de activación y a la generación de plutonio y actínidos minoritarios, presentando una composición en la que están, prácticamente, todos los elementos de la tabla periódica.

Las cantidades y características de los distintos componentes del combustible irradiado dependen de su enriquecimiento inicial en U-235 y del grado de quemado del combustible y de la operación en el reactor.

Elemento de combustible
Elemento combustible

El Ciclo del Combustible Nuclear

El ciclo del combustible nuclear abarca desde la extracción del mineral de uranio hasta la última etapa de gestión del combustible irradiado, incluyendo otras etapas intermedias como el enriquecimiento del mineral, la fabricación de los elementos combustibles y su utilización en la central nuclear.

El combustible gastado descargado de los reactores de las centrales nucleares puede gestionarse de diversos modos. Cada uno de ellos recibe el nombre de ciclo.

Descripción del ciclo de combustible gastado

Ciclo abierto

El combustible gastado es considerado residuo radiactivo de alta actividad y se gestiona como tal, almacenándolo en instalaciones temporales específicas.

El destino definitivo del combustible gastado sería un almacén geológico profundo que supondrá su gestión final como residuo.

Ciclo cerrado

En el ciclo cerrado, el combustible gastado es reutilizado parcialmente mediante el reprocesado y reciclado. Consiste en la recuperación de aquellos componentes del combustible usado con potencial energético, fundamentalmente el uranio y el plutonio, para emplearlos de nuevo en un reactor. Este combustible, formado por óxidos de plutonio y uranio, recibe el nombre de MOX, y puede volverse a reprocesar.

El resto de componentes del combustible gastado (productos de fisión, activación y otros actínidos, materiales estructurales) se consideran residuo, se acondicionan y transportan a un almacén. Su gestión final, al igual que en el ciclo abierto, requiere su alojamiento en un emplazamiento geológico profundo.

Sistemas de Almacenamiento Temporal

 
Foto de una piscina de almacenamiento

Almacenamiento en piscinas

Una vez descargado del reactor nuclear, el combustible gastado se almacena temporalmente en piscinas ubicadas en la propia central nuclear para su enfriamiento.

La elección del agua como almacén inmediato se debe a su alto coeficiente de transmisión del calor, sus buenas propiedades como blindaje, su transparencia y su manejabilidad.

Foto de varios contenedores de almacenamiento

Almacenamiento en contenedores

En ocasiones, la capacidad de las piscinas llega a su límite o es necesario evacuar el combustible de las mismas para poder iniciar el desmantelamiento de la central. Para ello se dispone el combustible en contenedores que se almacenaran en una instalación apropiada en el propio emplazamiento que recibe la denominación de Almacén Temporal Individualizado (ATI). Los contenedores para el almacenamiento temporal utilizados en España son metálicos o de hormigón-metal.

Almacén Temporal Individualizado de la central nuclear de Trillo

La central nuclear de Trillo dispone desde 2002 de un almacén de contenedores para albergar, temporalmente, el combustible gastado de la instalación. Se trata de una nave con muros y techo de hormigón capaz de alojar hasta 80 contenedores de doble propósito (almacenamiento y transporte).

Almacén Temporal Individualizado de la central nuclear José Cabrera

Es una instalación ubicada dentro del emplazamiento de la central y diseñada para almacenar en seco todo el combustible gastado descargado del reactor. Esta instalación resultó imprescindible para poder acometer el desmantelamiento de la central.

Consiste en una losa de hormigón armado para apoyo de 16 módulos de almacenamiento, rodeada de un sistema de vallado exterior, sencillo, de protección radiológica (fuera de esta valla las condiciones son las propias de una zona de libre acceso) y de un vallado interior de seguridad física, que delimita el área de almacenamiento.

Este ATI almacena 12 módulos cargados con el combustible gastado y otros 4 contenedores adicionales, que albergan las piezas metálicas más activadas obtenidas durante el desmantelamiento de la segmentación de los componentes internos del reactor.

Almacén Temporal Individualizado de la central nuclear Ascó

Es una instalación ubicada dentro del emplazamiento de la central diseñada para almacenar en seco el combustible gastado descargado de los dos reactores.

Consiste en dos losas de hormigón armado con capacidad para 16 módulos de almacenamiento por losa. Está rodeada de un sistema de vallado exterior, sencillo, de protección radiológica (fuera de esta valla las condiciones son las propias de una zona de libre acceso) y de un vallado interior de seguridad física, que delimita el área de almacenamiento.

El Proyecto y su Proceso de Licenciamiento

El Consejo de Ministros designó, el 30 de diciembre de 2011, el municipio conquense de Villar de Cañas como sede del Almacén Temporal Centralizado (ATC) y su Centro Tecnológico Asociado.

Esta instalación almacenará durante, al menos 60 años, todo el combustible gastado y los residuos de alta actividad de las centrales nucleares españolas. La decisión de almacenar en un único lugar estos materiales parte de una Resolución de la Comisión de Industria del Congreso, de diciembre de 2004, que instó al Gobierno, en colaboración con Enresa, a desarrollar los criterios para llevar a cabo una instalación de almacenamiento temporal para el combustible gastado y los residuos de alta actividad en España.

Una Comisión Interministerial, creada al efecto en 2006 y compuesta por representantes de los principales ministerios, fue la encargada de establecer los criterios que debía cumplir el emplazamiento que albergaría el ATC y su Centro Tecnológico Asociado.

Mapa de España con la localización de Villar de Cañas
Localización de Villar de Cañas (Cuenca)

En junio de 2006 se aprueba el 6º Plan General de Residuos Radiactivos, en vigor, y establece el ATC como un objetivo prioritario.

Desde comienzos de 2012 Enresa está trabajando en la caracterización de los terrenos donde se va a construir el ATC y en el diseño de detalle de la instalación. En enero de 2014 presentó, simultáneamente, la solicitud de Autorización Previa o de Emplazamiento y la de Construcción al Ministerio de Industria, Energía y Turismo (MINETUR). Estos permisos que concede el MINETUR, previo informe favorable del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), emitido el 28 de julio de 2015, y la Declaración de Impacto Ambiental (DIA) por parte del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (MAGRAMA), que se otorga tras la preceptiva Evaluación de Impacto Ambiental, actualmente en curso, son necesarios, junto con la licencia de obras del Ayuntamiento de Villar de Cañas, para dar comienzo a las obras de construcción del ATC.

Una vez finalizada la construcción del ATC se requiere la Autorización de Explotación que concede el MINETUR, y que va acompañada de otras autorizaciones autonómicas y europeas (EURATOM).

El ATC tiene una vida de diseño de 100 años, aunque el vigente Plan General de Residuos (PGRR) establece una vida operativa de 60 años. Transcurrido ese tiempo, se recuperará el material radiactivo para su gestión posterior y la instalación será desmantelada, como cualquier otra instalación nuclear al finalizar su vida operativa.

Estudio de Impacto Ambiental

Experiencia Internacional: HABOG

Existe una larga experiencia de funcionamiento de este tipo de instalaciones en todo el mundo. La tecnología de almacenamiento temporal empleada en cada uno de ellos varía según el país, siendo algunos almacenamientos en piscinas, y otros en seco (contenedores, bóvedas, nichos, etc.). La tecnología de almacenamiento en seco, en bóvedas, que es la solución española, fue licenciada e implantada también en otros países hace años, como es el caso de Estados Unidos, Francia, Reino Unido, Hungría o la referencia española, Holanda.

El ATC holandés, Habog, que comenzó a operar en 2003, comparte actividad en el polígono industrial de Vlissingen-Oost, al suroeste de Holanda, con empresas de otros sectores. Esta instalación, que utiliza el mismo sistema que se va a implantar en España, está diseñada para almacenar durante 100 años combustible gastado y residuos vitrificados del país.

Imagen de HABOG, el ATC holandés
Imagen de HABOG, el ATC holandés

El ATC Español

El ATC es una instalación industrial diseñada para albergar, en un único lugar, el combustible gastado de las centrales nucleares españolas y los residuos radiactivos de alta actividad. De acuerdo con el 6º PGRR en vigor, se estiman del orden de 12.000 m3 de materiales a gestionar, de los que prácticamente la totalidad es combustible gastado (unos 20.000 elementos) y sólo hay pequeñas cantidades de residuos vitrificados (menos de 70 cápsulas) y de residuos especiales.

El ATC se construirá en superficie y almacenará estos materiales en seco, garantizando su confinamiento mediante un sistema de barreras múltiples. Se trata de una instalación pasiva, de carácter modular y reversible, que permitirá recuperar el combustible gastado y los residuos de alta actividad, una vez que finalice la vida operativa de la instalación para su gestión posterior, independizando así las diferentes etapas de gestión.

El ATC centralizará los procesos necesarios para la gestión temporal de todo el combustible gastado que, hasta ahora, permanece en las centrales nucleares, bien en sus piscinas o en sistemas complementarios de almacenamiento en seco (contenedores). La centralización de los materiales a almacenar facilita su seguridad y vigilancia y permite optimizar los recursos necesarios para su control.

La gestión integral del combustible gastado y de los residuos de alta actividad, permitirá acometer el desmantelamiento de las centrales nucleares españolas, según vayan cumpliendo el final de su vida operativa, y retornar y almacenar los residuos de alta actividad procedentes del desmantelamiento de la central nuclear de Vandellós I, almacenados temporalmente en Francia.

Partes del ATC

La parcela destinada a la construcción del ATC en Villar de Cañas (Cuenca) tiene una superficie de 53 hectáreas en la que se van a ubicar las siguientes instalaciones:

Instalación nuclear (ATC)

Cabe distinguir los edificios e instalaciones que deben formar parte de la Instalación Nuclear, diferenciando los que se sitúan dentro del área protegida (dentro del doble vallado de seguridad física) y sujetos a los requisitos del Reglamento de Instalaciones Nucleares y Radiactivas, y los que se disponen fuera del área protegida (fuera del doble vallado de seguridad física) que no están sujetos a este Reglamento.

Instalaciones dentro del área protegida

El proceso principal del ATC se realizará en un conjunto de edificios en línea (Edificio de Recepción, Edificio de Procesos y Bóvedas de Almacenamiento). Sobre el esquema de disposición general de la instalación nuclear se pueden distinguir los siguientes edificios y estructuras:

Edificio de Recepción

Donde se recibirán los vehículos de transporte que portan los contenedores de combustible gastado, los residuos especiales y las cápsulas de residuos vitrificados.

Edificio de Procesos

Donde se llevarán a cabo los distintos procesos mecánicos de preparación de los contenedores (comprobación, retirada de tapas) en las dos líneas independientes para el combustible gastado y para las cápsulas de residuos vitrificados. En este edificio se realizarán también las funciones de descarga de los contenedores, de almacenamiento transitorio de elementos combustibles y de encapsulado del combustible gastado en la celda caliente así como su recuperación.


Bóvedas de Almacenamiento

Conjunto de doce bóvedas de almacenamiento que se construirán en tres fases: Fase 1 (Bóvedas 1 a 4); Fase 2 (Bóvedas 5 a 8) y Fase 3 (Bóvedas 9 a 12). Estas doce bóvedas permitirán almacenar el combustible gastado y las cápsulas de residuos vitrificados en un total de mil cuatrocientos cuarenta (1.440) tubos o pozos de almacenamiento. Éstos presentarán una distribución de 10 x 12 en cada bóveda.

Los tubos de almacenamiento serán de acero inoxidable y en ellos se depositarán las cápsulas que contienen los residuos radiactivos. De esta manera se creará una doble barrera de confinamiento formada por la propia cápsula, en primer lugar y por el tubo de almacenamiento, en segundo. Las bóvedas son estructuras con paredes de hormigón de gran espesor que actúan como blindaje, con entradas y salidas de aire independientes para la refrigeración, por convección natural, de los residuos. El aire circula entre los tubos de almacenamiento y permite, de forma natural, la evacuación del calor residual de los materiales almacenados, sin entrar en contacto en ningún momento con ellos.

Sobre cada una de las bóvedas se situarán las correspondientes chimeneas de ventilación (una por bóveda) que alcanzarán una altura sobre rasante de 45,50 m y se asentarán sobre un cajón de hormigón armado.


Módulo de Almacenamiento de Residuos Especiales

Compuesto por cuatro almacenes estructuralmente independientes y algunas estructuras auxiliares anexas, que se destinará al almacenamiento de los denominados residuos especiales:

  • Almacén de Fosos
  • Almacén de Fuentes
  • Almacén de Residuos Operacionales
  • Almacén de Reserva

Almacén de Espera de Contenedores

Tiene como función principal albergar transitoriamente contenedores de transporte y/o almacenamiento de combustible gastado y cápsulas de vitrificados y de residuos especiales previamente a su envío al área de proceso. La existencia de este almacén permite a la instalación absorber mayores flujos de entrada de residuos, especialmente en los primeros años de operación de la instalación, en los que es previsible una acumulación de necesidades. Tiene una capacidad para 78 contenedores cargados.

Taller de Mantenimiento de Contenedores

Tiene por función principal el mantenimiento, tanto externo como interno, de los contenedores de transporte.

Laboratorio de Combustible Gastado y Residuos Radiactivos

Este edificio forma parte del Centro Tecnológico Asociado, pero debido a su carácter nuclear se situará dentro del área protegida (dentro del doble vallado de seguridad física).


Instalaciones de apoyo

Dentro del área protegida, la instalación nuclear deberá contar con una serie de instalaciones de apoyo necesarias para su correcto funcionamiento. Se proyectan los siguientes edificios:

Edificio de servicios auxiliares

Alojará los recintos e instalaciones dedicados a funciones auxiliares (accesos de personal, equipos de ventilación, almacén de cápsulas vacías, entre otros).

Edificio de servicios generales

Albergará parte de los servicios de apoyo a los procesos, control y gestión, como: servicio médico, vestuarios, lavandería, etc.

Edificio de servicios técnicos

Centralizará buena parte de los servicios de la instalación: agua caliente, potabilización, producción de agua desmineralizada, protección contra incendios, etc.

Edificio de control de acceso y de seguridad física

Albergará funciones de protección física y control de acceso al área protegida.


Dentro del área protegida se localizarán también el Edificio de Tratamiento de Residuos Radiactivos que se generen en la operación del ATC, oficinas de Enresa, parking de contenedores vacíos, Edificio Eléctrico, etc.

Instalaciones fuera del área protegida

Dentro de la instalación nuclear, pero fuera del área protegida, se situarán otras instalaciones: Edificio Zona de Servicios; Edifico Talleres y Servicios; Edificio Auxiliar; Hangar; Centro de Datos Meteorológicos, Sísmicos y Medioambientales; Estación Depuradora de Aguas Residuales; Balsas de Pluviales; Subestación Eléctrica y Centro de Transformación; etc.

El Centro Tecnológico Asociado

El Centro Tecnológico Asociado al ATC será una instalación complementaria de las infraestructuras que los programas de I+D de Enresa han ido generando en los últimos 30 años y que apoyará al ATC tanto en su fase de construcción como de operación. Su actividad se desarrollará a través de proyectos y programas específicos que se llevarán a cabo en cuatro laboratorios básicos, uno de ellos, el Laboratorio de Combustible Gastado y Residuos, situado dentro de la instalación nuclear y otros tres convencionales, fuera de la instalación nuclear:

Icono del laboratorio de caracterización

Laboratorio de Caracterización
de Procesos y Medio Ambiente

El objetivo de este laboratorio es disponer de capacidades analíticas propias con materiales “no activos” y desarrollar ensayos específicos relacionados con el comportamiento químico de los sistemas y materiales de confinamiento, así como de los procesos de migración y dispersión ambiental.

Serán de especial relevancia las tecnologías y metodologías relacionadas con la vigilancia y la monitorización ambiental a todas las escalas, así como la caracterización de los procesos acoplados derivados de la utilización de materiales en el diseño en sistemas de confinamiento para los que su aplicabilidad y durabilidad están estrechamente asociados a su comportamiento químico.

Icono del laboratorio de materiales

Laboratorio de
Materiales

Estará destinado a realizar trabajos de investigación y ensayos de caracterización asociados a distintos materiales de base metálica, cemento y arcilla, como componentes habituales que tienen función de barrera en los sistemas de aislamiento y confinamiento en las instalaciones de almacenamiento de residuos radiactivos.

El laboratorio de materiales pretende aglutinar los desarrollos realizados hasta ahora, abordará actividades complementarias para selección de materiales de confinamiento y apoyará la construcción de instalaciones de almacenamiento.

Icono del laboratorio de prototipos

Laboratorio de
Prototipos Industriales

El objetivo de este laboratorio es poder verificar, a escala de prototipo industrial, avances tecnológicos generados en la I+D que han resultado con éxito a pequeña escala y que tienen su aplicación fundamental en actividades o proyectos de la gestión de residuos radiactivos.

Los prototipos a ensayar estarán relacionados tanto con la operación del ATC como con el desmantelamiento de instalaciones nucleares o la verificación de componentes o sistemas operativos del almacenamiento geológico a largo plazo.

Otras instalaciones del proyecto

Como apoyo a la instalación ATC y al Centro Tecnológico Asociado, el proyecto contará con las infraestructuras necesarias para el asentamiento de empresas.

Se ha previsto el desarrollo de un futuro Parque Empresarial que cuenta ya con un edificio de Vivero de Empresas, un laboratorio que servirá principalmente de apoyo y vigilancia a la construcción del ATC y una Nave Auxiliar de apoyo a la construcción del ATC.

Además, está previsto que el Parque Empresarial cuente en el futuro con un polígono industrial, que responderá a la demanda en la zona junto con la zona tecnológica. Asimismo, se prevén las actuaciones necesarias para la urbanización del parque con sus servicios generales.

Transporte de Residuos de Alta Actividad (RAA)

Actualmente en España no se realizan transportes de residuos de alta actividad y combustible nuclear gastado, ya que permanecen en las piscinas o en los almacenes temporales individualizados en las propias centrales.

Foto de un camión preparando un transporte de residuos
Trabajos preparatorios de transporte

Ante la creación del Almacén Temporal Centralizado español se ha elaborado un Plan de Transporte que permitirá llevar los residuos de alta actividad y el combustible nuclear gastado desde las centrales nucleares hasta la nueva instalación. Para la realización de esta actividad son de aplicación las mismas normas y criterios que se utilizan en el transporte de residuos radiactivos de baja y media actividad.

Para el transporte de residuos radiactivos de alta actividad y combustible nuclear gastado, se emplearán embalajes diseñados para resistir las denominadas “condiciones de accidente” de acuerdo con el ADR (Acuerdo de Transporte de Mercancías Peligrosas por Carretera).

En el mundo se han realizado más de 30 millones de kilómetros de transportes de estos materiales y no se ha producido incidente radiológico alguno.

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