Residuos radiactivos: ¿qué son?, tipos, tratamiento y más

Los residuos radiactivos o también llamados desechos, son aquellos elementos que tienen una sola utilidad y que se encuentran por lo general contaminados de radioactividad. Estos residuos están clasificados en distintos tipos de acuerdo a las actividades de las que derivan.

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residuos radiactivos

¿Qué son residuos radiactivos?              

Los residuos radiactivos son aquellos restos de materiales en cuya composición se encuentran elementos químicos radiactivos cuya finalidad por lo general no es muy práctico. Todo subproducto de un proceso nuclear, puede ser considerado como un tipo de residuo radiactivo, como por ejemplo una fisión nuclear. (Ver artículo: Consecuencias de la lluvia ácida)

Estos residuos radiactivos se pueden producir también durante el procesamiento del combustible para los reactores o armas nucleares, o de igual manera los que se derivan de las aplicaciones médicas como por ejemplo el caso de las radioterapias y el contenido de la denominada medicina nuclear.

Otro de los conceptos que explican qué son los residuos radiactivos fija su atención en aquellos materiales a los que no se tiene previsto hacer otro uso posterior y que se derivan de un proceso de fusión donde son contaminados con radionucleídos, los cuales manejan concentraciones superiores a los niveles máximos determinados por especialistas que manipulan dichos elementos.

Estos desechos radiactivos se clasifican en distintos tipos y pueden ser empleados en variadas actividades pero solo una vez. A estos elementos se les adjudican muchas aplicaciones en distintas áreas como la medicina, la industria, la investigación, entre otras, donde se utilizan isótopos radiactivos.

Pero son las grandes centrales de energía nuclear las que requieren de una mayor cantidad de estos productos donde se les busca cualquier utilidad. Las armas nucleares son una de las principales fuentes de producción de residuos radiactivos en muchos países del mundo.

Debido al incremento constante y la capacidad de poder generarse en una mayor escala, los desechos o residuos radiactivos han sido objeto de estudios y asentamientos normativos y legales que establecen cómo debe ser el tratamiento de dichos elementos químicos radiactivos.

Estos desechos radiactivos son tomados como el derivado o resultado de un desarrollo industrial en incremento, que va de la mano del auge científico y tecnológico, componentes que permiten a las sociedades actuales el disfrute de una mejor calidad de vida.

Las normativas legales dentro de las que se enmarcan los tratamientos que deben tener los residuos radiactivos, también expresan dentro de su contenido algunas definiciones. Una de ellas los describe como cualquier sustancia u objeto contentivo de compuestos radiactivos de los cuales las personas o instituciones que lo adquieran, tengan la intención de desprenderse o exista alguna condición que los obligue a deshacerse de ellos.

De la premisa antes expuesta podemos entonces resaltar tres partes importantes que comprenden ese concepto, siendo la primera donde se referencia a los residuos radiactivos con un elemento material, que puede ser cualquier sustancia u objeto de fácil desprendimiento.

En segundo lugar está la voluntad que tiene su poseedor de deshacerse de ellos, ya que carece de utilidad, desechando el valor económico que dicho material tenga para ese momento. Y en tercer lugar se encuentran las razones de interés general que este tipo de materiales puedan implicar como la protección de la salud y la conservación del medio ambiente.

Características

Existe gran variedad de residuos radiactivos, los cuales han sido clasificados y caracterizados, esto con la intención de poder brindarles un adecuado tratamiento a la hora de su manejo y utilización. Este esquema de clasificación es la que hizo que se especificaran dentro de estos materiales, los residuos de carácter tóxico, peligroso, industrial y especial.

Son precisamente las características particulares en ciertos residuos específicos, los que han originado la necesidad de cualificarlos con adjetivos a través de los cuales se determina su individualidad, peligrosidad o si posee alguna característica especial que se deba resaltar sobre las demás. (Ver artículo: Energía contaminante)

De la mano con el surgimiento de la actividad nuclear en los años 40 y 50, que fue adoptada como una estrategia militar tradicional, se dio origen a un nuevo tipo de desechos, denominados residuos radiactivos, presentándose como una delicada situación que hoy en día no ha podido ser controlada de manera definitiva por los países poseedores de este tipo de residuos.

Todos los residuos radiactivos están cargados de gran peligrosidad, aun cuando se encuentren expresadas en pequeñas cantidades. La radiación que estos desechos irradian afecta la salud de los seres vivos, en especial de los seres humanos. Algunos de estos materiales radiactivos, continúan emitiendo radiaciones aún después de millones de años.

Aunque este tipo de residuos se produzcan en menor cantidad que otros, la tecnología dentro de la que están inmersos, así como sus métodos de tratamiento, serán mucho más complicados y difíciles al compararlos.

La producción de energía que surge desde las centrales nucleares se convierte en una de las actividades que mayor cantidad de residuos radiactivos genera, incluyendo aquellos que se promueven durante el ciclo de producción de combustible nuclear, en las áreas de la minería, la construcción de elementos combustibles y otras actividades más que estén estrechamente relacionadas con el uso de reactores nucleares.

Los desechos nucleares por lo general tienen un aspecto similar al del combustible. Estos proyectan radiaciones de tipo alfa, beta y gamma, que producen calor como una respuesta producto de la desintegración radiactiva. También nos encontramos con que hay tipos de residuos radiactivos cuyo tratamiento se dificulta ya que contienen sustancias diversas que despliegan todo su nivel de radiactividad.

Estas sustancias incluyen uranio, presente en un 95 % de los residuos. Otros que podemos citar son los productos que se derivan de la división del combustible, manifiestos en cantidades de 2%, los cuales perduran en el tiempo cargados de una mayor actividad, con un lapso entre 150 y 200 años.

De igual manera, podemos encontrar dentro de los componentes de los residuos radiactivos elementos químicos como el plutonio, cuyo período de semi desintegración es de más de 6 mil años aproximadamente; y también contienen neptunio, el cual tarda más de 2 millones de años en desintegrarse.

Imágenes        

Los desechos o residuos radiactivos son altamente peligrosos por lo cual se deben mantener alejados de la manipulación de personas que no estén capacitadas para ello. Además se ha determinado que estos desechos por su contenido radiactivo, poseen un alto índice contaminante que afecta tanto a la salud del individuo como la alteración en el medio ambiente y los ecosistemas. He aquí varias imágenes sobre los residuos radiactivos:

Hablemos de algunos ejemplos de  residuos radiactivos

Según es catalogado por parte de la industria nuclear, un residuo radiactivo es cualquier material que contenga elementos radionúcleidos congregados en los mismos a niveles superiores, los cuales son determinados por parte de las autoridades pertinentes, que deben ser especialistas para su trato y manejo.

Estos materiales tomados como desechos radiactivos aunque no tienen un uso previsto, sirven en varias áreas y para ciertas circunstancias aunque no debe hacerse un uso múltiple de ellos, ya que contienen gran contenido contaminante. Pueden ser tanto objetos como sustancias cuyo componente principal es su carga de radiactividad.

Algunos ejemplos de residuos radiactivos tienen su origen dentro de las instalaciones de utilidad social, como es el caso de las instalaciones radiactivas de uso médico, en el caso de los aparatos de rayos X o equipos de radioterapia. (Ver articulo: Derrame de petróleo del Golfo de México)

Estos residuos radiactivos se categorizan según su nivel de intensidad. Basados en esto, una gran diversidad de materiales se puede transformar en residuos radiactivos de baja y media actividad, allí estarían los guantes, ropa quirúrgica, herramientas y otros equipos médicos manuales que hayan estado en contacto con elementos altamente radiactivos.Aquellos materiales que surgen como resultado del proceso de clausura de instalaciones nucleares, también se consideran desechos o residuos radioactivos. Otro ejemplo lo conforma el grafito radiactivo que son la consecuencia de los reactores refrigerados por gas y contenidos por dicho grafito, entre ellos figura el denominado Vandellós I.

Este elemento del grafito se pone de manifiesto en diversas áreas, entre los elementos están el carbono No. 14, isótopo radiactivo de intensidad media y baja, el cual tarda más de 5 mil años desintegrarse, convirtiéndose en un problema cuando se da el proceso para su tratamiento y almacenamiento.

El isótopo radiactivo fue creado por la mano del hombre para emplearlo en la construcción de bombas atómicas. Son considerados altamente tóxicos, y un sólo gramo de dicho compuesto puede llegar a causar cáncer a millones de personas. También están los residuos radiactivos que son derivados de la producción de energía eléctrica y de combustibles, en especial el combustible y la energía nuclear.

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¿Los residuos radiactivos son peligrosos?         

Los residuos radiactivos representan un gran peligro tanto para la salud como para el medio ambiente, ya que en su mayoría, son elementos que tardarían millones de años en desintegrarse y tan solo con una muestra de su contenido pueden provocar graves daños irreversibles.

Los desechos radiactivos pueden conllevar a riesgos radiológicos para trabajadores que utilizan dichos materiales así como para la población en si y el medio ambiente, por lo que su uso debe ser constantemente evaluado pues es de suma necesidad que se controlen. (Ver artículo: Consecuencias de los sismos)

Estos residuos representan un peligro ya que su contenido es variable, así como su nivel de concentración y todo lo correspondiente a sus propiedades tanto físicas como químicas. Dicho peligro puede ir desde uno muy insignificante hasta uno muy grave.

Una forma que se tiene para poder reducir los riesgos de peligrosidad a los que están vinculados los residuos radiactivos, es tener en cuenta y conocer muy bien las distintas características y propiedades que componen dichos desechos, así como la gama de posibles peligros que se pueden padecer en torno a ellos.

Dichos peligros pueden ser aceptables en cuanto se conozca el proceso de gestión y disposiciones final en referencia a los desechos radiactivos. Otro de los aspectos a tomar en consideración es la cadena total de manipulación de estos residuos, teniendo en cuenta desde su origen hasta las disposiciones finales.

Uno de estos casos conduce al procesamiento de los flujos de desechos, actividad que se realiza con el objetivo de obtener cuerpos de desechos sólidos y estables a menor volumen. Otra medida de precaución es la colocación de los desechos radiactivos en unos contenedores especiales que son necesarios para el momento de su almacenamiento, transporte y disposición final.

Existen casos específicos donde los residuos radiactivos suponen una amenaza para la seguridad física, hecho que se puede atenuar adecuadamente con una buena manipulación. En este caso, existen instituciones que se han dado a la tarea de establecer algunas normas de seguridad en la búsqueda de minimizar los riesgos y peligros a los que se exponen tanto las personas como el ambiente con estos desechos.

Dichas normas de seguridad contienen guías que sirven para clasificar estos desechos, basándose en los componentes de sus propiedades físicas, químicas y radiológicas. Estos manuales proveen a los usuarios de enfoques sobre las gestiones adecuadas y un criterio certero en cuanto a la escogencia de las disposiciones finales para los residuos radiactivos.

Tipos de residuos radiactivos  

Existen varios tipos de residuos radiactivos que se categorizan según su condición y carga de radiactividad. Es así como se han determinado tres tipos de desechos o residuos, los de alta intensidad, media intensidad y baja intensidad.

Residuos de alta intensidad

Se les conoce como residuos de alta actividad o también llamados de alta vida media a aquellos materiales que emiten radiactividad tipo alfa, beta o gamma, que superan los niveles preestablecidos en los límites marcados con referencia a los residuos que conforman la media intensidad. Comprenden un período de semi desintegración de más de 30 años, entre los que figuran los actínidos minoritarios.

Este tipo de residuo radiactivo debe almacenarse en centros de acopio geológicos y muy profundos descritos con las siglas AGP. Entran en esta línea los residuos radiactivos derivados del combustible irradiado de los reactores nucleares. De igual manera se pueden incluir en esta marca a los materiales cuyos niveles de actividad son elevados.

Generalmente, este tipo de desechos están compuestos por un contenido apreciable cargado de radionucleidos de vida larga. Los residuos radiactivos de alta intensidad se originan esencialmente del combustible gastado y pueden generar calor.

Residuos de media intensidad 

Con respecto a los residuos radiactivos de media intensidad, están constituidos por una carga de radiactividad en algunas proporciones de gamma y otras contenidas de material beta. Los niveles presentados dentro de esta categoría son superiores con referencia a los de baja actividad, y se encuentran en forma gaseosa y líquida.

También existen aquellos residuos de media intensidad en estado sólido. El proceso de desintegración de este tipo de desechos es menor a los 30 años. El tipo de almacenamiento adecuado para estos residuos radioactivos de media intensidad son centros de acopio superficiales.

De baja intensidad     

Los residuos radiactivos de baja intensidad se caracterizan por contener radiactividad tipo gamma o beta, en niveles menores a 0,04 GBq/m³ cuando son líquidos. En el caso de ser gaseosos su nivel será de 0,00004 GBq/m³. En cuanto a la tasa de dosis en contacto, la misma estará por debajo de 20 mSv/h en el caso que sean desechos sólidos.

Los residuos radiactivos pertenecientes a esta categoría cuentan al igual que los de media intensidad, con un período de semi desintegración por debajo de los 30 años y también deben  guardarse dentro de almacenes superficiales.

Dentro del grupo de residuos de baja intensidad están incluidos aquellos que se consideran de muy baja actividad, ya que son contentivos de bajo contenido radiactivo por lo que requieren de menores requisitos al momento de su gestión.

La intensidad de este tipo de residuos radiactivos va disminuyendo adecuadamente luego de transcurrir cierto tiempo en almacenamiento, período que será inferior a los 5 años. Luego de pasado este tiempo son declarados como residuos exentos, es decir, que no poseen ningún porcentaje de carga radiactiva.

Hospitalarios          

Dentro de la aplicación de isótopos radiactivos en la industria, laboratorios de investigación o unidades de medicina nuclear de hospitales también se han generado residuos radiactivos, aunque en menor volumen. En el caso específico de los hospitales, se producen todo tipo de residuos de manera general, por lo que cada uno de ellos debe tener un tratamiento diferente.

De esta manera, se clasifican a los desechos como: residuos químicos, citostáticos, urbanos, biosanitarios y radiactivos. Estos últimos se clasifican y eliminan a través de procedimientos especiales, dispuestos en normativas que buscan garantizar la seguridad tanto del entorno hospitalario como de la misma comunidad.

Los residuos radiactivos no se producen en todos los hospitales, solo los que cuentan con unidades especiales para aplicar tratamientos con radioterapia, implementan la medicina nuclear y sus laboratorios realizan experimentos donde se pone de manifiesto.

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Los desechos o residuos radiactivos son todas aquellas materias cargadas de radiactividad, las cuales se desechan una vez que no se les otorga algún tipo de uso, convirtiéndose en un producto contaminado y material de desecho radiactivo. Los residuos radiactivos hospitalarios tienen como características que se presentan en estados sólido y líquido, y poseen un nivel de baja intensidad.

Son utilizados generalmente dentro de la aplicación de la medicina nuclear para llevar a cabo distintos tratamientos contra enfermedades que necesiten radiación, como lo es el caso del cáncer. Para eliminarlos, se pone en marcha un plan especial de manejo de residuos al momento que se incineran, en vista de que pueden ser esterilizados antes de destruirlos.

Están clasificados según sus estados en:

  • Residuos Sólidos: como guantes, papeles, viales, tubos entre otros.
  • Residuos Líquidos: diversos líquidos biológicos y orgánicos, los cuales contienen restos de materia orgánica que ha sido trabajada por radioisótopos.
  •  Residuos mixtos: son los  más comunes pues se presentan como una mezclas de líquidos y sólidos.
  • Otros Residuos: son los que se refieren a gases, filtros, excretas de pacientes, pañales, entre otros.

¿Cómo es el tratamiento de residuos radiactivos?

Para realizar el tratamiento de los residuos radiactivos se deben poner en marcha una serie de planes estratégicos que deben emplearse durante el acondicionamiento, traslado y almacenamiento de dichos desechos, elementos que deben ser tomados en cuanta a la hora de depositarlos en los almacenes de carácter tanto temporal como definitivo.

Actualmente, los residuos radiactivos que son de baja intensidad se diluyen arrojándolos a la atmósfera o sobre las aguas en pequeñas cantidades consideradas por los expertos como no dañinas y además son permitidas por las leyes.

En el caso de los tipos de residuos radiactivos de media o baja intensidad, estos son introducidos en contenedores especiales donde serán almacenados durante un tiempo que será determinado por la persona que aplique el tratamiento, manteniéndolos en superficie hasta que son llevados luego a un vertedero o almacén de seguridad.

Generalmente, los almacenes definitivos donde son depositados los residuos radiactivos son de forma subterránea, ya que es una manera que se tiene de asegurarse que los depósitos no tendrán alguna filtración e inundación que los conduzca hacia fuera del vertedero. Los residuos radiactivos de alta intensidad son los más difíciles de tratar.

En cuanto al tratamiento de los residuos radiactivos y el manejo de la cantidad de combustible gastado que surge de las centrales de energía nuclear normales, pueden ser utilizados nuevamente por plantas especiales, esto puede reducir mucho su radiactividad.

Esta condición es aplicada solo en ciertas circunstancias, aunque presenta la atenuante de tener que transportar esta sustancia de alta peligrosidad desde las centrales originales hasta las plantas especialistas en radiactivos.

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Los residuos restantes se toman y pasan por un proceso de fundición adicionándoles una masa vítrea, para luego de esto meterlos dentro de contenedores muy especiales cuyo material sea lo bastante resistente al ataque de elementos corrosivos, entre los que se pueden nombrar el fuego, los terremotos, colisiones grandes, entre otros.

Estos contenedores especiales se llevan a depositar en vertederos definitivos, los cuales deberán estar construidos a una gran profundidad, y ubicados en sitios que sean de condición estable en cuanto a su geología, como por ejemplo aquellos que sirven como depósitos de arcilla o depósitos de sales.

Además de esto, los contenedores especiales deberán someterse a temperaturas frías para que vayan bien refrigerados, en vista de que los radiactivos transmiten calor.

¿Cómo debe ser el transporte de residuos radiactivos?

El transporte de residuos radiactivos genera un peligro importante al momento de ser trasladados desde las centrales nucleares donde son producidos hasta que llegan a los almacenes temporales o definitivos.

Por esta razón solo existe una forma de realizar dicho traslado, que consiste en contener los residuos radiactivos dentro de unos grandes cilindros cuyo material sea el metal y de condiciones resistentes al 100 por ciento.

Es por ello que se han diseñado varios planes de seguridad que tienen que ser de conocimiento pleno de los transportistas y medios de enlace, los cuales estarán dotados con múltiples métodos de seguridad.

Además de esto, los conductores deben estar especializados con el manejo de este material altamente peligroso, todo esto con el objetivo de garantizar la seguridad, tanto del cargamento como del mismo personal. Para realizar el traslado se utilizarán tipos de contenedores cuyos modelos estén construidos con la capacidad  de resistir ante cualquier eventualidad.

Las características del contenedor son las de un depósito con forma de cilindro de material de acero y varios tipos de blindaje, por materia de seguridad, que son especiales para el traslado del combustible gastado. Por lo general, estos contenedores tienen una resistencia al fuego de hasta los 800 grados centígrados.

Almacenamiento de residuos radiactivos en España

El almacenamiento de los residuos radiactivos en España cuenta con un centro de acopio el cual fue diseñado para asumir el volumen de desechos que ese país vaya a originar los próximos años hasta el 2030. Este albergue de desechos es llamado el Cabril.

En dicho almacén solo se manejan aquellos residuos radiactivos de baja y media intensidad. En el caso de los desechos de alta intensidad, se disponen de una especie de piscinas ubicadas dentro de las mismas instalaciones del almacén. Luego son llevadas desde allí hacia otros países, que si cuentan con depósitos de alta intensidad, luego de que las plantas centrales son desmanteladas.

De no cumplir con esta norma, a España se le coloca una multa millonaria en euros. El 95 % de los residuos radiactivos que se producen en España son del tipo de baja y media actividad. Solo un 5 % es de alta intensidad. Este país cuenta con una empresa pública encargada de gestionar todos los residuos radiactivos producidos por ellos, la cual se denomina ENRESA, y que fue fundada en el año 1985.

Las instalaciones están preparadas para almacenar hasta 50.000 m³ de residuos radiactivos de media y baja intensidad. Dichos residuos en su mayoría llegan trasladados en unos bidones, que después se introducen en contenedores de forja. La metodología a seguir es que al llegar a la capacidad máxima del contenedor, este se inmoviliza y es llevado a la celda de almacenamiento hasta que se completa.

La celda es cerrada utilizando para ello una lápida de acero armado  que luego es impermeabilizada. Al final del proceso, todo se tapa con una cubierta construida con diferentes capas que sean impermeables, adicionándoles tierra vegetal para facilitarle la integración con su nuevo entorno.

Una vez que se hace todo esto, se inicia una nueva fase, donde se ejecuta la vigilancia y el control de dicho almacenamiento, lo cual tiene una duración aproximada de unos 60 a 300 años, factor que dependerá del tipo de residuo radiactivo que se haya almacenado.

Eliminación de residuos radiactivos

La eliminación de los residuos radiactivos ha sido una labor complicada y muy peligrosa gracias a que tiene que tratarse con materiales químicos muy potentes y contaminantes como el caso  del uranio. Es por ello que lo primero que se recomienda antes de realizar estos procesos es conocer a fondo la naturaleza de los elementos con los que se va a tratar.

Existen estudios que se han dedicado exclusivamente a mejorar los procesos de limpieza y eliminación de residuos radiactivos, muchos de ellos vinculados al elemento uranio y su efecto de reactividad. Así mismo despejaron todos los demás componentes químicos radiactivos contenidos en los residuos más frecuentes que encontramos en el ambiente.

Además se hace necesario minimizar la cantidad de residuos nucleares ya que este factor facilitará su gestión y tratamiento al momento de tener que extraer los elementos inofensivos, cuando se separan los residuos radiactivos de alta intensidad de los de baja.

Con este método a seguir, se estima que en un futuro, el desmantelamiento de las centrales nucleares podrían resultar un método más seguro y eficaz y como respuesta a ello se contaría con un tipo de energía nuclear más respetuosa con el medio ambiente.

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