Download proceso de selección de emplazamiento como criterio fundamental
Document related concepts
no text concepts found
Transcript
PROCESO DE SELECCIÓN DE EMPLAZAMIENTO COMO CRITERIO FUNDAMENTAL DE LA SEGURIDAD PARA EL REPOSITORIO DE DESECHOS RADIACTIVOS (INSTALACION RADIACTIVA) EN CUBA. José Luis Peralta Vital, Reinaldo Gil Castillo, Gustavo Chales Suarez y Aymee Rodriguez Reyes. Centro de Tecnología Nuclear, CTN Km 18 Autopista Nacional La Habana, Cuba. RESUMEN El trabajo muestra el proceso de búsqueda llevado a cabo para la selección del lugar más seguro dentro del territorio Nacional para emplazar en él la Instalación que evacuará los desechos radiactivos de baja y media actividad (Repositorio), así como la posible Instalación de Almacenamiento prolongado del Combustible nuclear irradiado (desechos radiactivos de alta actividad). Se expone en síntesis la Metodología creada y los Criterios de exclusión adoptados para el desarrollo del Proceso de selección, así como el estado actual de las investigaciones que permitirán la obtención de los objetivos propuestos. Palabras claves: selección de emplazamientos , gestión de desechos radiactivos, evacuación final de desechos radiactivos. I. INTRODUCCIÓN. Las perspectivas de operar la Central Electronuclear de Juraguá, la puesta en marcha del Centro de Isótopos y el incremento del desarrollo y aplicación de las técnicas nucleares en Cuba justifican la necesidad de buscar adecuada solución a la evacuación de los desechos radiactivos que en consecuencia se generen, siendo imprescindible para ello contar con la instalación que garantizará este objetivo (Repositorio). El Emplazamiento de una Instalación como esta necesita de estudios y evaluaciones de parámetros especiales, tanto científico-técnicos como socioeconómicos; Sobre la base de las mejores prácticas Internacionales, los requerimientos dados por la OIEA [1-14], así como la experiencia Nacional especializada y las condiciones técnicoeconómicas y sociales particulares de Cuba, se ha documentado en el País el Proceso de Selección de Emplazamiento que permite ubicar la Obra en el área más segura para en ella evacuar Desechos de baja y media actividad, así como almacenar prolongadamente Combustible Nuclear Gastado. Teniendo en cuenta que el Sistema de Evacuación propuesto para Cuba se define para los desechos radiactivos considerados en las categorías del II al V según la clasificación de la OIEA (ver tabla I), se ha concebido como Repositorio, una instalación que será centralizada en el país, en cavidades rocosas, ubicada en una formación geológica con características apropiadas para este fin, construida a poca profundidad (en el orden de los 15 m) según los resultados de las investigaciones Ingeniero- Geológicas a acometer. Esta opción se ha adoptado por diferentes países: Finlandia, Suecia, Alemania, República Checa y Eslovaquia, Rumania, China, etc. Después del incremento de las exigencias para la protección del medio ambiente, otros países se han inclinado favorablemente por esta opción ya que ha demostrado ser viable y más segura. TABLA 1. Clasificación de los desechos radiactivos según su evacuación.OIEA Clase de desechos Características I Actividad Alta Actividad ß/ alta Actividad,_ período largo significativa radiotoxicidad elevada, Gran producción de calor II Actividad Actividad ß/intermedia Intermdia período Actividad _ significativa largo radiotoxicidad intermedia pequeña producción de calor. IIIActividad Baja Actividad ß/ baja Actividad período largo significativa. radiotoxicidad baja a intermedia, producción de calor insignificante. IV Actividad Actividad ß/ intermedia intermedia período Actividad _ insignificante corto radiotoxicidad intermedia pequeña producción de calor V - Actividad baja Actividad ß/ baja Actividad período corto insignificante radiotoxicidad baja producción insignificante de calor insignificante. Basados en los resultados de investigaciones científicas Internacionales y la experiencia de su aplicación práctica, el OIEA ha publicado las recomendaciones y requerimientos básicos sobre los cuales cada País traza su línea de investigación, permitiendo establecer tanto el Proyecto de investigaciones ingeniero-geólogicas para el estudio y evaluación de las áreas preseleccionadas para Emplazar en Cuba el necesario Repositorio, como la definición de la opción del Diseño de esta Instalación dentro del Sistema de Evacuación segura de los Desechos Radiactivos. Teniendo en cuenta estos requerimientos y recomendaciones del Organismo Internacional, la experiencia práctica de especialistas Nacionales, las características de los desechos a evacuar (Desechos radiactivos de baja y media actividad generados en la explotación normal de la CEN, así como de las labores de su mantenimiento y clausura, de los desechos provenientes de la Planta de Tratamiento de Managua, los generados en el Centro de Isótopos y demás entidades que utilizan sustancias radiactivas (incluyendo las fuentes radiactivas gastadas o en desuso), las condiciones específicas (geográficas, socio-económicas, técnicas y políticas) de Cuba y su actual programa nuclear, se esta ejecutando un proceso lógico de selección de zonas favorables para la final ubicación de la Instalación señalada [15-18]. II. FUNDAMENTACIÓN GENERAL DEL TEMA (EMPLAZAMIENTO COMO CRITERIO DE SEGURIDAD FUNDAMENTAL EN LA GESTIÓN DE DESECHOS). obstante, teniendo en cuenta el principio fundamental de la Gestión señalada (Proteger a las personas de una exposición inaceptable a la radiación sobre la base de evitar la imposición de responsabilidades innecesarias a las generaciones futuras), se muestra que la clave del éxito de la Gestión de desechos radiactivos de un País esta en llegar a cumplimentar las actividades 5 y 6 del esquema dado, y la seguridad de esta clave solo se garantiza con la eficaz elección del lugar donde ubicar estas instalaciones, es decir en “El proceso de selección de Emplazamiento”. III. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EMPLAZAMIENTO ADOPTADOS EN CUBA. Sobre la base de un profundo análisis de las mejores prácticas internacionales en el tema específico de la evacuación dentro de la Gestión de desechos radiactivos, la evaluación de las soluciones dadas por la OIEA en el tema de la evacuación, y teniendo en cuenta además las condiciones particulares del País, se elaboraron los criterios a tener en cuenta para seleccionar el mejor y más seguro emplazamiento de la instalación que evacuará los desechos radiactivos en Cuba (Repositorio). Criterios excluyentes para la Selección : - Características geológicas. - Características hidrológicas e hidrogeológicas. - Características sismológicas. - Características topográficas. - Características socioeconómicas. - Características climatológicas. - Impacto ambiental. - Eventos extremos (caída de avión, sabotajes, huracanes, lluvias máximas, impacto directo de explosivos, etc). Las operaciones de la Gestión de desechos radiactivos se divide en las siguientes fases : SISTEMA DE RADIACTIVOS : GESTION DE DESECHOS 1.- RECOGIDA. ↓ 2.- CLASIFICACIÓN. ↓ 3.- TRATAMIENTO Y ACONDICIONAMIENTO. ↓ 4.- TRANSPORTE. ↓ 5.- ALMACENAMIENTO. ↓ ⇒ “EMPLAZAMIENTO”. 6.- EVACUACIÓN. Las fases señaladas, deben verse como actividades muy estrechamente vinculadas entre sí en numerosos aspectos y deben planificarse en su conjunto a fin de garantizar la máxima seguridad con el menor costo, no IV. PROCESO DE SELECCIÓN DE EMPLAZAMIENTO LLEVADO A CABO PARA LA UBICACIÓN DEL REPOSITORIO CENTRALIZADO DE LOS DESECHOS RADIACTIVOS GENERADOS Y POR GENERAR EN CUBA . Sobre la base de los criterios de selección aceptados y adoptados, se creó una Metodología que conforma la Guía para la definición gradual del Emplazamiento más seguro, desde un estudio Nacional a escala regional hasta la preselección y caracterización de los sectores más favorables, hasta obtener la microlocalización del área a confirmar y a licenciar. El alcance de las investigaciones dadas en esta Metodología abarca tanto el ámbito científico-técnico como el económico-social . La Metodología creada para el Proceso de Selección de Emplazamiento, se representa en la Fig. 1. Inventario Nacional de Formaciones Geológicas Favorables Estudio Bibliográfico E : 1-100 000 Estudio Bibliogràfico y Reconocimiento Geol. E : 1-50 000 Selección de Regiones más favorables Investigaciones Ingeniero-geológicas E : 1-10 000 Selección de Sectores más favorables. Evaluación del desarrollo Socio-econ. Estudio de Impacto Ambiental Propuesta de áreas a licenciar. Monitoreo permanente (Sísmico, físico-mecánico y químico de la roca) y Migración de radionúclidos Aprobación y Licenciamiento del Emplazamiento. Informe de seguridad Investigaciones Ingenierogeológicas para Proyecto Ejecutivo. Figura 1. Proceso de Selección de Emplazamiento. IV.1. Inventario Nacional de Formaciones Geológicas Favorables. Sobre la base de la experiencia internacional, se localizaron en el país las formaciones geológicas cuyas rocas sean más favorables para el emplazamiento de este tipo de obra, resultando analizadas las siguientes formaciones geológicas. 1. Formaciones Carbonatadas (relieve abrupto). 2. Formaciones Intrusivas y Extrusivas. 3. Formaciones Salinas. 4. Formaciones Vulcanógeno Sedimentario. IV.2. Identificación Regional. Se localizaron en el país las formaciones Geológicas señaladas identificando de forma regional las siguientes : 1. Formaciones Carbonatadas existentes en : • norte y sur de la autopista nacional a partir de su kilómetro 30 en La Habana. • sur y norte del poblado de Unión de Reyes en Matanzas. • noroeste del poblado Bolondrón en Matanzas. • noreste del poblado San Miguel de los Baños en la provincia de Matanzas. * 11 Cavernas (P.del Río- Camaguey). 2. Formación Intrusiva y Extrusiva existentes : • cinturón ofiolítico del norte de la Sierra del Rosario en Pinar del Río. • cinturón ofiolítico del norte de la región central en Villa Clara. • cinturón ofiolítico del norte de Camagüey. • cinturón granodiorítico del norte del Escambray en Cienfuegos-Villa Clara-Santi Spiritus. • cinturón granodiorítico de Santi Spiritus - las Tunas. 3. Formaciones Salinas. • Punta Alegre en Ciego de Avila. • Turiguanó en Ciego de Avila. • Cunagua en Ciego de Avila. 4. Formación Vulcanógeno Sedimentaria en : • Sinclinorio central Villa Clara. Sur de Camagüey. IV.3. Preselección de Regiones Favorables. Sobre la base del estudio y análisis de los trabajos geólogogeofísicos ejecutados en las regiones identificadas y luego de un reconocimiento geológico regional se preseleccionaron como regiones favorables las siguientes : 1. dentro de las Formaciones carbonatadas : • rocas calizas de la región Bolondrón. 2. dentro de las Formaciones Intrusivas y Extrusivas : • rocas ofiolíticas de la región Occidental. • rocas granodiorítica y granitoide de la región Central. • rocas granodiorítica y granitoide de la región Oriental. 3. dentro de las Formaciones Salinas : • rocas de sal de la región de Punta Alegre. 4. dentro de las formaciones Vulcanógeno Sedimentaras. rocas zeolíticas de la región del Yacimiento PiojilloTasajera. IV.4. Preselección de áreas favorables. Sobre la base del estudio en detalle de las condiciones geólogo-geofísicos de las regiones preseleccionadas como favorables y luego de un análisis del desarrollo socioeconómico actual y perspectivo de cada región, se preseleccionaron las siguientes áreas favorables : Formaciones Intrusivas. • rocas granodiorítica y granitoide de la región Central. • rocas granodiorítica y granitoide de la región Oriental. En ambas áreas preseleccionada como favorable se han ejecutados trabajos geológo-geofísico e ingenierogeológicos complejos, los cuales han permitido elegir dentro de ambas las mejores áreas con extensión de 3x3 Km. Teniendo en cuenta las condiciones socioeconómicas actuales del País, se establece como estrategia, el priorizar las investigaciones en el área mas cercana al principal generador de desechos radiactivos (CEN); De acuerdo a los objetivos y pasos planteados en el esquema de selección, se ha elaborado y ejecutado en ella un proyecto de investigación ingeniero-geológico y geofísico (E-1 :10 000 ) que permite pasar a la etapa denominada “Propuesta de Area a Licenciar” con extensión 1x1 Km, posteriormente, tal y como se indica en el esquema deberá proyectarse un nuevo programa de investigación con mayor detalle y grado de estudio el cual estará en correspondencia con la información obtenida en el programa anterior. Luego de ejecutado el programa propuesto podrá pasarse a la etapa llamada “Aprobación y Licenciamiento del Emplazamiento”, siguiendo para la aprobación de éste, los pasos dados en el esquema. V. ESTADO ACTUAL DEL PROCESO DE SELECCIÓN. V.1. Análisis dimensional del área propuesta a próximas investigaciones. Sobre la base de las interpretaciones de los resultados geólogo-geofísicos, geomorfológicos, e ingeniero-geólogico, se selecciona un área de 3.1 Km2 como propuesta a evaluar en las próximas investigaciones (perforación de pozos de mapeo con sus respectivos análisis de roca en el muestreo y su estudio mediante Carotage é Hidrogeología). Los estudios realizados solo permiten una caracterización global y poco precisa del sector evaluado, pues abarca solo resultados de la interpretación de anomalías dadas por diferentes métodos indirectos de las ciencias evaluadas, los cuales no han sido precisados por el método que muestra y corrobora la evidencia directa de la interpretación de los resultados al evento ó fenómeno real asociado (la perforación), permitiendo solo excluir del sector investigado aquellas áreas que por defecto muestran alguna desventaja en los parámetros enmarcados en los factores excluyentes establecidos. El grado de conocimiento geológico de esta área (mostrado por los resultados obtenidos en las investigaciones anteriores), la caracteriza de forma general, tanto en superficie como en profundidad, con marcadas incertidumbres las cuales limitan el conocimiento en rangos que hacen imposible la reducción de las dimensiones propuestas. V.2. Incertidumbres fundamentales presentes en el área seleccionada. Existen determinados elementos que deben ser evaluados en el área de estudio con el actual conocimiento. - Presencia de posibles fallas. Elemento de mayor riesgo al transporte de los radionucleidos hasta el medio ambiente. - Desconocimiento de parámetros hidrogeológicos determinantes y excluyentes en los Criterios de aceptación adoptados en la Selección de emplazamiento. - Presencia de posibles cambios litológicos. Elemento de inestabilidad tectónica determinante y excluyente en los Criterios de aceptación adoptados en la Selección de emplazamiento. - Desconocimiento en profundidad de la cota real y estado estructural de cada uno de los horizontes granodioríticos determinados. Elementos técnico-económicos fundamentales que definen el diseño, ubicación y construcción de la Obra. Teniendo en cuenta lo expuesto, no existe fundamento científico-técnico real que permita la reducción dimensional del área seleccionada (3.1 Km2) ya que acarrearía por consecuencia la posibilidad real del no cumplimiento del objetivo final propuesto en el Proceso de selección de emplazamiento (microlocalización y licenciamiento del área más favorable), pudiendo aparecer en estudios posteriores de detalle, condiciones desfavorables no previstas en la escala actual de las investigaciones (parámetros reales excuyentes según criterios de aceptación), los cuales pudieran invalidar la selección de áreas ó encarecer substancialmente el Emplazamiento al no tener estas las condiciones más favorables. V.3.Objetivos fundamentales de las investigaciones en el área propuesta. Las investigaciones a ejecutar deberan cumplir los siguientes objetivos. 1.- Comprobación de la existencia de las principales estructuras disyuntivas con la precisión de sus parámetros fundamentales (buzamiento, profundidad, amplitud, dinámica, influencia hidrogeológica, etc). 2.- Comprobación y amarre de los resultados geofísicos de superficie, permitiendo asociar estos parámetros con los resultados geológicos y litológicos reales en el corte profundo. 3.- Determinación y carácterización hidrogeológica, permitiendo conocer la dinámica y grado real de las condiciones de permeabilidad de cada horizonte granodiorítico determinado en profundidad. 4.- Determinación del Estado estructural y de estabilidad del macizo rocoso, permitiendo evaluar tanto su factibilidad geológica como roca hospedante como la ubicación más segura de la Obra. VI.CONCLUSIONES. 1.- El resultado obtenido durante el desarrollo del trabajo que se expone, permite asegurar que existen en Cuba áreas que se ajustan a los requerimientos y condiciones técnicas y socioeconómicas que garantizan la ubicación segura de una Instalación para la evacuación de desechos radiactivos de baja y media actividad, así como la ubicación de una posible Instalación para el Almacenamiento prolongado de desechos radiactivos de alta actividad. 2.- Los resultados fundamentan que el Proceso seguido para la Selección del mejor emplazamiento de la Obra en cuestión, son el criterio de seguridad de mayor peso a cumplimentar y tener en cuenta dentro del Sistema de evacuación en la Gestión de los desechos. VI. REFERENCIAS. [1] International Atomic Energy Agency. Report on Radioactive Waste Disposal. T.R.S No.349 (1993). [2] International Atomic Energy Agency. Site investigations, design, construction, operation, shutdown and surveillance of Repositories for low-and-intermediatelevel radioactive waste in rock cavities. Safety Series No.62 (1984). [3] International Atomic Energy Agency. Design, construction, operation, shutdown and surveillance of Repositories for solid radioactive waste in shallow ground. Safety Series No.63 (1984). [4] International Atomic Energy Agency. Safety principles and technical criteria for the underground disposal of high level radioactive waste. Safety Series No.99 (1989). [5] International Atomic Energy Agency. Underground disposal of radioactive waste: Basic Guidance. Safety Series No.54 (1981). [6] International Atomic Energy Agency. Operational experience in shallow ground disposal of radioactive waste. Technical Report Series No.253 (1985). [7] International Atomic Energy Agency. Shallow ground disposal of radioactive waste: A Guidebook, Safety Series No. 53 (1981). [8] International Atomic Energy Agency. Guidance for regulations of underground repositories for disposal of radioactive waste. Safety Series No.96 (1989). [9] International Atomic Energy Agency. Site selection factors for repositories of solid high-level and alphabearing waste in geological formations. Technical Reports Series No.177 (1977). [10] International Atomic Energy Agency. Site investigations for repositories for solid radioactive waste in shallow ground. Technical Reports Series No.216 (1982). [11] International Atomic Energy Agency. Safety analysis methodologies for radioactive waste repositories in shallow ground, Safety Series No.64 (1984). [12] International Atomic Energy Agency. Safety assessement for the underground disposal of radioactive waste. Safety Series No.56 (1981). [13] OIEA.Gestión de desechos radiactivos. Perspectiva internacional Boletín OIEA. Vol.39 No.3 (1992). [14] International Atomic Energy Agency. Site investigations for repositories for solid radioactive waste in shallow ground. Technical Reports Series No.216 (1982). [15] José L. Peralta, Laureano O. Hernandez, Reinaldo G. Castillo. Metodología utilizada en Cuba para el Emplazamiento de un Repositorio de desechos radiactivos y Almacen de Combustible nuclear irradiado. II Congreso Regional de Seguridad Radiológica y Nuclear. Zacatecas. Mexico (1993). [16] Reinaldo G. Castillo, José L. Peralta. Evaluación preliminar del Comportamiento del Diseño conceptual del Repositorio de desechos radiactivos de baja y media actividad. II Taller de Seguridad Nuclear y Radiólogica. C.Habana (1996). [17] B.L.Melovidov, V.I.Martianov, Gustavo Chales, José L.Peralta y otros. Propuesta y fundamentación de las áreas para la realización de las investigaciones ingenierageológicas e hidrogeológicas en la etapa de ETE de las construcciones en Cuba del Taller IX según el contrato No.85-062/60300 (1989). [18] Gustavo C. Suarez, José L. Peralta Vital, Reinaldo G. Castíllo. Technical economical study for low and intermediate level radioactive waste disposal in Cuba. Sixth International Conference on Radioactive waste management and environmental remediation. Singapore (1997). ABSTRACT The paper show the process of search carried out for the selection of the safest site in the National territory, in order to siting the Facility (Repository) that will disposal the low and intermediate level radioactive wastes, as well as the possible Storage Facility for nuclear spent Fuel (radioactive wastes of high activity). We summarize the obtained Methodology and the Criterions of exclusion adopted for the development of the Process of site selection, as well as the current condition of the researches that will permit the obtaining of the nominative objectives.