En un mundo que busca fuentes de energía seguras, sostenibles y libres de emisiones de carbono, la energía nuclear se posiciona como una opción clave, y Argentina no es ajena a esta tendencia. De hecho, es uno de los pocos países del mundo que ha desarrollado casi todas las etapas del ciclo de combustible nuclear, lo que representa una ventaja estratégica en términos de soberanía tecnológica y seguridad energética.
Recientemente, se anunció el plan nuclear argentino [PNA], que contempla tres etapas: la posibilidad de instalar cuatro reactores modulares ACR300 en el complejo Atucha; la exportación de uranio; y la creación de una ciudad nuclear en la patagónica. En este artículo nos centraremos en un aspecto importante vinculado a los dos primeros ejes del PNA: el ciclo del combustible.
¿Qué es el Ciclo de Combustible Nuclear?
El ciclo de combustible nuclear incluye todas las etapas por las que atraviesa el material físil (principalmente el uranio) desde que es extraído de la corteza terrestre hasta su disposición final, luego de su uso en un reactor nuclear.
Este ciclo se divide tradicionalmente en tres etapas [Cirimelo, R, 1995]:
- Front-end (inicio): minería, conversión, enriquecimiento y fabricación del combustible.
- Etapa de servicio: uso del combustible en el reactor para generar energía.
- Back-end (cola del ciclo): almacenamiento, eventual reprocesamiento y disposición final de los residuos.
El ciclo puede ser abierto (cuando los residuos no se reprocesan) o cerrado (cuando se recuperan materiales como plutonio y uranio para reutilizarlos) - ver Figura 1. En el caso argentino, el ciclo es abierto.
Etapas del Ciclo de Combustible en Argentina
Argentina ha desarrollado una infraestructura única en la región, con capacidades en casi todas las etapas del ciclo.
Minería
El uranio es el combustible esencial para los reactores nucleares. En Argentina, los principales yacimientos están en Sierra Pintada (Mendoza), Cerro Solo (Chubut) y otras provincias como Salta y La Rioja. La CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica) es el principal actor en esta etapa.
Aunque la explotación comercial ha sido limitada, el PNA contempla reactivar esta actividad. Incluso se ha propuesto la creación de YPF Nuclear, una nueva empresa que ingresaría a la minería de uranio.
El resultado de esta etapa es la "torta amarilla" o yellowcake, un concentrado que contiene hasta un 80% de uranio en forma de U₃O₈ (ver Figura 2).
Conversión y Enriquecimiento
El uranio natural no puede usarse directamente en todos los reactores. Primero, debe ser purificado y convertido en una forma química estable, generalmente dióxido de uranio (UO₂). Si se requiere enriquecimiento (como en Atucha I, que usa uranio levemente enriquecido- 0.85%) se convierte primero en hexafluoruro de uranio (UF₆).
Argentina cuenta con la planta de Pilcaniyeu (Río Negro), construida originalmente en los años 80 para desarrollar tecnología de difusión gaseosa, un método de enriquecimiento. Aunque la planta fue reactivada en 2010 y 2015, su producción ha sido intermitente y actualmente el país importa servicios de enriquecimiento.
En argentina el encargado de comprar el uranio natural y enriquecido es Dioxitek, quien los procesa y convierte en dióxido de uranio (UO2) para la fabricación de combustibles.
Fabricación del Elemento Combustible
Una vez convertido el uranio (obtención de UO2), se sinteriza en pastillas cerámicas que se ensamblan en elementos combustibles (ver etapas 5 y 6 de la Figura 2). Este proceso lo lleva a cabo CONUAR S.A., una empresa mixta entre la CNEA y el sector privado, ubicada en el Centro Atómico Ezeiza.
CONUAR produce combustible para las tres centrales nucleares argentinas: Atucha I, Atucha II y Embalse, cada una con requerimientos técnicos específicos.
Uso en Reactores
Argentina tiene tres centrales nucleares operativas [NASA]:
- Atucha I (1974): Usa uranio levemente enriquecido y agua pesada.
- Embalse (1984): Tipo CANDU, utiliza uranio natural y tiene recarga en línea.
- Atucha II (2014): Similar a Atucha I.
Durante la operación, los elementos combustibles generan calor mediante el procedo de fisión. También producen nuevos isótopos físiles como el plutonio-239, lo que abre la puerta a un eventual reprocesamiento y cierre del ciclo.
Almacenamiento en Pileta
After being removed from the reactor, spent fuel continues to generate heat and must be cooled. Initially, it is stored underwater in pools at the reactor site (see Figure 1). Atucha I and II were designed to accommodate all spent fuel generated over their operational lifetimes.
Almacenamiento en Seco
Pasados entre 5 y 7 años, los elementos combustibles pueden trasladarse a almacenamientos secos. Embalse cuenta con silos de hormigón construidos en el sitio para este fin (ver Figura 3), y en el 2022 se inauguró una instalación de este tipo en el predio de Atucha [NASA].
¿Reprocesar o Disponer?
Argentina no cuenta actualmente con una planta de reprocesamiento industrial. Sin embargo, en los años 70 se operó una planta experimental en Ezeiza [REVISTAIB, AGENDARWEB, ARGENTINAGOB].
El reprocesamiento permite recuperar plutonio y uranio residual, que puede reutilizarse en nuevos combustibles (por ejemplo, tipo MOX). También reduce significativamente el volumen de residuos de alta actividad.
En ausencia de esta tecnología, la alternativa es la disposición final directa, es decir, enterrar de forma definitiva los combustibles usados en un repositorio geológico profundo. Este es un tema en investigación activa, con participación de la CNEA.
Resumen Visual
El ciclo abierto del combustible nuclear en Argentina puede resumirse en el siguiente esquema:
Conclusión
Argentina posee uno de los ciclos de combustible nuclear más avanzados de América Latina. Su infraestructura abarca desde la minería hasta el almacenamiento, con conocimientos y capacidades propias.
Para consolidar su liderazgo, es clave:
- Modernizar y escalar las capacidades actuales.
- Evaluar el reprocesamiento como opción futura.
- Avanzar hacia la disposición final definitiva.
La energía nuclear no es solo electricidad: es ciencia, industria y soberanía. Argentina está demostrando que puede liderar este camino.
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