REFLEXIONES SOBRE EL ACCIDENTE NUCLEAR INDUCIDO
POR LOS TERREMOTOS Y TSUNAMI EN JAPON
JOSÉ ROLANDO GRANADA Marzo de 2011
Los recientes y dramáticos sucesos en el Japón, más allá de la solidaridad y compasión despertadas en todos los pueblos del mundo, también llenaron de angustia a la humanidad por el temor causado por la crisis nuclear generada por esos extraordinarios fenómenos naturales. La falta de información sobre la tecnología de las instalaciones nucleares por una parte, y la visión apocalíptica de gran parte de los medios de comunicación y de ciertos funcionarios y organismos internacionales sobre las características e implicancias de los hechos, crearon la sensación de estar frente a una catástrofe nuclear global.
En estas líneas deseo expresar las reflexiones que me motivaran estos sucesos, sin realizar una detallada descripción técnica de los aspectos involucrados ni de la cronología de los hechos durante estas dos semanas, solamente lo indispensable para retener los aspectos relevantes de este accidente y sus efectos sobre la población afectada. Motiva esta decisión la expectativa de aportar algunos elementos objetivos para el análisis, en la convicción que el conocimiento adquirido en mi trayectoria profesional basada en la educación pública recibida y los aportes de la sociedad para alcanzarlos, me impone la obligación de responder a las inquietudes y preocupaciones de la gente, buscando recuperar el equilibrio para debatir seriamente los desafíos futuros, y que indefectiblemente involucran a la tecnología nuclear.
Quiero manifestar explícitamente que las ideas y expresiones contenidas en este documento responden exclusivamente a mi visión personal, y de manera alguna deben entenderse representando la posición o políticas de las Instituciones en las que me desempeño como investigador y docente.
EL TERREMOTO Y SUS CONSECUENCIAS INMEDIATAS
A las 14:46 hs del 11 de Marzo pasado, un sismo de grado 9 se produjo a unos 130 km al este de la costa noreste (Tohoku) de Japón, con hipocentro a aproximadamente 32 km de profundidad, el cual por su magnitud es el cuarto mayor de los registrados instrumentalmente en nuestro planeta. Este terremoto originó un poderoso tsunami, que golpeó poco después las costas de la Prefectura de Fukushima y otras aledañas, con olas que superaron los 10 m de altura y que penetraron profundamente (hasta 10 km) en tierra firme.
Los daños causados por el terremoto, y aún en mayor medida por el tsunami han sido considerados como los más catastróficos sufridos por el país desde la Segunda Guerra Mundial, arrasando villas y poblados costeros, todo tipo de infraestructura, y sobre todo, causando un elevadísimo número de víctimas entre personas muertas y desaparecidas, las que hoy suman más de 27.000.
La envergadura del terremoto, causó un corrimiento hacia el este de la región de Tohoku de aproximadamente 2.4 m, y los movimientos asociados de enormes masas provocaron un desplazamiento del eje de rotación de la Tierra de más de 20 cm.
Al momento de ocurrencia del gran sismo, once reactores nucleares de producción eléctrica estaban operativos en la región (de un total de 54 reactores en todo Japón), los cuales se apagaron automáticamente por acción de los mecanismos de seguridad que detienen el proceso de fisiones nucleares, sin sufrir daños en sus estructuras ni sistemas. De cualquier manera, subsiste inmediatamente una potencia residual de alrededor del 7 % de la potencia antes del apagado en el núcleo de elementos combustibles, originada en el decaimiento radiactivo de los productos de fisión, la cual debe ser removida por enfriamiento para conducir al reactor al estado seguro de parada fría. Por su mismo origen, la
potencia residual se reduce en el tiempo, siendo sólo de alrededor del 0.2 % de la potencia térmica del reactor un día después de su detención. Con disponibilidad de energía eléctrica de red o de generadores de emergencia, ocho de los once reactores pudieron activar las bombas de su sistema de enfriamiento, evolucionando en forma prácticamente normal hacia el estado de parada fría. Los otros tres reactores, 1, 2, y 3 de la central Fukushima Dai-ichi, perdieron todo tipo de disponibilidad de energía, por caída de la red debido al sismo inicialmente, y luego de una hora aproximadamente de operación de sus generadores de emergencia, por la detención de los mismos al ser afectados por el tsunami.
Como todos los reactores nucleares, los de la central Fukushima Dai-ichi poseen barreras física sucesivas para evitar la liberación de los productos de fisión
en caso de falla: el propio combustible contiene al Uranio en una matriz cerámica con alta capacidad de retención de los productos radiactivos, el combustible está encapsulado herméticamente en vainas de una aleación especial de Zirconio, todo el conjunto de elementos combustibles (núcleo) está contenido en un recipiente de presión de acero de alta resistencia, y finalmente una estructura de contención especial que rodea al recipiente de presión. Cada una de estas barreras está diseñada para retener o minimizar el escape de productos radiactivos al ambiente, en caso de falla de la anterior, las que, conjuntamente con los sistemas básicos de seguridad asociados a la detención del reactor, la refrigeración del núcleo y la contención de los materiales radiactivos, conforman los niveles de protección que caracterizan al Principio de Defensa en Profundidad impuesto para el diseño y operación de las usinas nucleares. A los niveles de protección internos se les
agregan los protocolos de planificación y ejecución de medidas de prevención y evacuación de la población para reducir las consecuencias de un eventual accidente.
La sucesión de eventos desarrollados en los reactores Fukushima Dai-ichi 1, 2, y 3, están detalladamente descriptos en la página WEB de la Autoridad Regulatoria Nuclear (http://www.arn.gov.ar/novedades/situacion_japon/index.htm) de nuestro país, y del Organismo Internacional de Energía Atómica (http://www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdate01.html), donde se indican día a día el estado de situación y novedades acontecidas en cada uno de dichos reactores.
LOS EFECTOS DEL ACCIDENTE
Inmediatamente de conocida la afectación de la central nuclear de Fukushima Dai-ichi causada por el tsunami, se ejecutaron las acciones de evacuación de la población cercana, de acuerdo a los protocolos establecidos según la gravedad del problema. El procedimiento de evacuación se realizó pues de manera secuencial, inicialmente dentro de 3 km, luego 10 km, y finalmente hasta los 20 km, a medida que se complicaba la situación en los reactores y que hacían previsible una eventual liberación de sustancias radiactivas. Esta situación se ha mantenido hasta la fecha, con la recomendación adicional que quienes se encuentren viviendo a menos de 30 km de la central eviten salir de sus casas.
La indisponibilidad de la capacidad plena de refrigeración de los reactores Fukushima Dai-ichi 1, 2, y 3, ocasionó una serie de hechos concatenados, que esencialmente causaron el descubrimiento parcial de agua en los núcleos, oxidación de las vainas de Zircalloy con liberación de hidrógeno y suba de la temperatura de los mismos, hasta la rotura de un cierto número de elementos
combustibles. Un fenómeno similar ocurrió en la pileta donde se almacenan los combustibles gastados del reactor 4, posiblemente a causa de pérdida de agua por alguna fisura en dicha pileta. El incremento de presión del vapor de agua en los recipientes de presión de los reactores, la necesidad de venteo para su disminución, las explosiones al recombinarse el hidrógeno y el oxígeno, y la liberación de pequeñas cantidades de material radiactivo a la atmósfera, fueron los hechos más significativos, y cuyo acotamiento y mitigación demandaron una tarea extraordinaria por parte del personal de seguridad y operación de los reactores. Estas tareas han involucrado esencialmente la cobertura con agua de los núcleos, y la reducción de la temperatura y presión en los reactores, utilizando medios terrestres y aéreos para enfriarlos, en un escenario técnicamente complejo y un ambiente con niveles de radiactividad variable en la central.
Quince días después de acontecidos los extraordinarios fenómenos naturales que indujeron el accidente nuclear, la situación en los reactores de Fukushima Dai-ichi parece acercarse paulatinamente a la estabilización de los mismos, con los signos evidentes de la severidad de los daños sufridos por los hechos antes mencionados. Ellos involucran daños en la integridad de un número no determinado de elementos combustibles, temperaturas y presiones aún altas en los recipientes de presión, posibles daños en algunas de las estructuras de contención, daños visibles en los edificios de los reactores 1, 3 y 4, y falta de energía eléctrica en muchos instrumentos y máquinas.
El impacto radiológico
El monitoreo de la radiación en la central Fukushima Dai-ichi confirma que las dosis por unidad de tiempo continúan disminuyendo. Se continúa midiendo la deposición radiactiva en las 47 prefecturas de Japón, indicando la subsistencia de valores de Iodo131 y Cesio137 superiores a los normales en siete de aquéllas, pero que no representan riesgo para la salud por inhalación, y en disminución.
El ambiente marino se sigue monitoreando, tanto en agua como en aire, en cercanías del punto de descarga de la planta y a 30 km mar adentro. Los valores medidos se corresponden más a radionucleídos arrastrados por las lluvias que por corrientes oceánicas, aunque están todavía por encima de los valores normales. En todo caso, se sigue especialmente la dilución del Cesio 137 por tener una vida media más larga (30 años) que la del Iodo131 (8 días).
Se conocen también las mediciones referidas a concentración de radionucleídos en leche, vegetales y agua potable. Hasta ahora se encontraron cinco muestras de leche con concentraciones de Iodo131 superiores a los niveles recomendados por las autoridades del Japón, y también en algunos vegetales, por
lo cual y preventivamente está prohibida la venta de esos productos provenientes de las prefecturas afectadas.
Respecto al agua para consumo humano, se habían encontrado valores de Iodo131 en 13 prefecturas de las 47, mientras que se detectó Cesio137 en 6 de ellas. Aunque los valores eran bajos, se prohibió temporariamente el uso del agua de red para infantes, aunque no para personas mayores. De cualquier manera, los resultados últimos indican que los niveles están ya por debajo de los límites incluso para el uso de bebés e infantes, habiéndose consecuentemente levantado las restricciones.
Mediciones de hoy (25 de Marzo) realizadas por un equipo del Organismo Internacional de Energía Atómica en puntos localizados entre 34 y 62 km de la central de Fukushima Dai-ichi, muestran valores variables (entre 1 y 8 micro Sievert por hora) pero por debajo o levemente superiores a los valores del fondo de radiación normal, en todo caso sin peligro para la salud y el ambiente.
Es aún prematuro cuantificar los daños materiales producidos en la central, y los efectos sobre la población. A pesar de ello, las mediciones realizadas a la fecha indican que las medidas preventivas adoptadas (evacuación hasta 20 km) y la cantidad y tipo de materiales radiactivos liberados conducen a valores bajos de las dosis recibida por la población que no implican riesgo para la salud. La evolución presente del estado de los reactores no sustenta una expectativa de liberación importante de radionucleídos, que, juntamente con la disminución de la potencia residual y el descenso de la temperatura de los elementos combustibles, alientan a imaginar un escenario de retorno paulatino a una nueva “normalidad”, particularmente en las áreas cercanas a la central. Subsisten aún problemas serios a ser resueltos, por lo cual se espera que la mejora en la situación global sea lenta.
CONSIDERACIONES FINALES
No deja de asombrar a nuestra perspectiva humana la magnitud de las energías liberadas por la Naturaleza en fenómenos de esta intensidad, donde la capacidad de resistencia de nuestras obras es largamente superada.
El accidente nuclear y sus consecuencias antes descriptas, ocasionados por el terremoto y el posterior tsunami del 11 de Marzo, deben analizarse en el contexto de las hasta ahora 28000 víctimas y daños materiales difíciles de valorizar, los cuales incluyen por cierto la destrucción de refinerías, usinas térmicas, diques, caminos y edificios. Los antiguos reactores resistieron bien las tremendas aceleraciones del sismo, pero sus instalaciones de emergencia fueron
afectadas por el tsunami, y fueron esos los eventos iniciantes de lo que ocurrió posteriormente.
Se ha acusado con soberbia a los japoneses de atreverse a emplear reactores nucleares en un país con tanta actividad sísmica, “sin saber los riesgos de la radiactividad” que ellos pueden liberar. Justamente al único país del planeta que recibió dos bombas atómicas, y que aún así ha considerado que es apropiado cubrir el 30 % de sus requerimientos eléctricos con generación nuclear. Ese país en cuyo territorio otros hombres depositaron los niveles más brutales de radiación, y que hoy ostenta en sus ciudadanos la expectativa de vida más larga del planeta.
No deja de sorprender el comportamiento de gran parte de los medios periodísticos occidentales, muy especialmente los europeos, por la casi irresponsabilidad con la que abordaron las noticias provenientes de la central accidentada. Las palabras CATÁSTROFE, DESASTRE, APOCALIPSIS NUCLEAR fueron empleadas profusamente como descripción de la situación vivida, no ya en las prefecturas afectadas, no solamente en Japón, sino en todo un planeta que debería estar aterrorizado por los hechos. No se murió nadie hasta ahora por efectos del accidente nuclear de Fukushima, y solamente 17
empleados de la empresa que opera la central recibieron dosis de radiación que no superan el valor permitido bajo condiciones de emergencia.
Por cierto, observando los acontecimientos y los riesgos asociados al accidente nuclear, es apropiado revisar una vez más los sistemas y procedimientos de seguridad en diseño y operación de centrales nucleares en todo el mundo. Será una decisión sabia y prudente. También sería sabio y prudente tomar medidas similares en tantas otras industrias y actividades humanas, con cuyos riesgos estamos simplemente acostumbrados.
La generación eléctrica de origen nuclear debe seguir formando parte de la matriz energética mundial, donde con la hidroelectricidad conforman las únicas formas de generación masivas que no contribuyen al calentamiento global. Es de esperar que las evaluaciones serenas nos permitan sopesar adecuadamente las características de nuestras actividades en términos de sus riesgos y beneficios, para que las decisiones sean conducentes al desarrollo humano en un contexto de sustentabilidad.
Dr. Rolando Granada
Public exposure to natural radiation
eSource of exposure
Annual effective dose (mSv)
Average Typical range
Cosmic radiation
Directly ionizing and photon
component 0.28
Neutron component 0.10
Cosmogenic radionuclides 0.01
Total cosmic and cosmogenic 0.39 0.3–1.0
e External terrestrial radiation Outdoors 0.07 Indoors 0.41
Total external terrestrial radiation 0.48 0.3-1.0
e
Inhalation
Uranium and thorium series 0.006
Radon (Rn-222) 1.15
Thoron (Rn-220) 0.1
Total inhalation exposure 1.26 0.2-10
e
Ingestion K-40 0.17
Uranium and thorium series 0.12
Total ingestion exposure 0.29 0.2-1.0
e
Comparison of doses from sources of exposure
Source of Exposure Dose
Dental X-ray 0.005 mSv
135g bag of Brazil nuts 0.01 mSv
Chest X-ray 0.02 mSv
Transatlantic flight 0.07 mSv
Nuclear power station worker average annual exposure
0.2 mSv
UK annual average radon dose 1 mSv
CT scan of the head 1.4 mSv
UK average annual radiation dose 2.7 mSv
USA average annual radiation dose 6.2 mSv
CT scan of the chest 6.6 mSv
Average annual radon dose to people in Cornwall
7.8 mSv
Whole body CT scan 10 mSv
Annual exposure limit for nuclear industry employees
20 mSv Level at which changes in blood cells can be
readily observed
100 mSv Acute radiation effects including nausea and a
reduction in white blood cell count
1000 mSv Dose of radiation which would kill about half of
those receiving it in a month
5000 mSv
A continuación se muestra una comparación de las dosis de radiación efectivas con la exposición de fondo para varios procedimientos radiológicos
Para este procedimiento: La dosis aproximada de
radiación efectiva es:
Comparable con la radiación natural de fondo durante:
Región Abdominal:
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Abdomen y Pelvis
10 mSv 3 años
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Colonografía
10 mSv 3 años
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Cuerpo
2-10 mSv 8 meses a 3 años
Pielograma Intravenoso (PIV) 3 mSv 1 año
Radiografía (rayos X) - Tracto Digestivo Inferior
8 mSv 3 años
Radiografía (rayos X)- Tracto Digestivo Superior
6 mSv 2 años
Huesos:
Radiografía (rayos X) - Columna 1.5 mSv 6 meses
Radiografía (rayos X) - Extremidades 0.001 mSv Menos de 1 día
Sistema Nervioso Central:
Mielografía 4 mSv 16 meses
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Cabeza
2 mSv 8 meses
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Columna
Tórax:
Radiografía (rayos X) - Tórax 0.1 mSv 10 días
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Tórax
7 mSv 2 años
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Tórax Dosis Baja
1.5 mSv 6 meses
Exámenes Pediátricos:
Cistouretrograma de Vaciado 5-10 años de edad: 1.6 mSv 6 meses
Bebé: 0.8 mSv 3 meses
Cara y Cuello:
Tomografía Axial Computarizada (TAC) - Senos Paranasales
0.6 mSv 2 meses
Corazón:
TAC Cardíaco para Cuantificar Calcio 2 mSv 8 meses
Exámenes en Hombres:
Densitometría Osea (DXA) 0.001 mSv Menos de 1 día
Exámenes en Mujeres:
Densitometría Osea (DXA) 0.001 mSv Menos de 1 día
Galactografía 0.7 mSv 3 meses
Histerosalpingografía 1 mSv 4 meses
