22.6.1 Técnicas de descontaminación
La descontaminación cubre una amplia gama de actividades dirigidas a la eliminación o reducción de la contaminación radiactiva en o sobre materiales, estructuras y equipos. La descontaminación parcial o total de las estructuras o sistemas para reducir las tasas de dosis antes de aplicar las técnicas de desmantelamiento es un enfoque común cuando se trata de instalaciones NFC. La descontaminación in situ de las superficies puede lograrse mediante el uso de herramientas y métodos convencionales como amoladoras, pulidoras, aspiradoras y limpieza con paños húmedos en lugar de costosos manipuladores teledirigidos o robóticos. El equipo de protección personal necesario durante el desmontaje puede ser menos costoso y más cómodo de usar si los niveles de contaminación se reducen considerablemente antes del desmontaje. La elección entre aplicaciones manuales, remotas o semirremotas está, por tanto, sujeta a un análisis de coste-beneficio.
Las técnicas de descontaminación mecánica se aplican normalmente para componentes con geometría simple y superficies fácilmente accesibles, mientras que los métodos de descontaminación química pueden utilizarse para equipos con superficies poco accesibles.
Las técnicas de descontaminación mecánica, como la eliminación de capas superficiales mediante esmerilado, chorreado con abrasivos, limpieza con vapor y fracturación, se han aplicado con éxito en muchos casos. Algunos de los equipos disponibles en el mercado se muestran en la Fig. 22.1-22.5.
22.1. Amoladora cizalladora utilizada para eliminar la contaminación superficial fija del hormigón.
22.2. Máquina de cizallamiento utilizada para eliminar la contaminación de superficie fija y de penetración más profunda del hormigón. Nota: el sistema de aspiración instalado y el sistema de tambor de residuos para contener la contaminación en el aire y limitar la exposición.
22.3. Chorro de agua a alta presión utilizado para eliminar la contaminación superficial de los equipos.
22.4. El mini equipo manual de martilleo electrohidráulico se utiliza para eliminar puntos de contaminación profundamente penetrados.
22.5. Pulidora de suelos que también puede utilizarse para la eliminación más agresiva de la contaminación superficial.
La aplicación de la descontaminación química antes del desmontaje es algo limitada. Se han desarrollado diversos productos químicos y geles de descontaminación que pueden aplicarse mientras el equipo está todavía montado. Los procesos de descontaminación química, como el decapado en ácido o la limpieza en húmedo con líquido descontaminante, tienen mucho éxito, pero no se realizan necesariamente in situ. Los equipos desmontados pueden transportarse a una instalación de descontaminación química para su tratamiento, limpieza o reutilización restringida. En una fundición, el equipo no se reutiliza, pero el metal fundido descontaminado podría reciclarse. En Necsa, la instalación de limpieza química utilizada durante la construcción de la instalación de enriquecimiento de uranio fue reutilizada como instalación de descontaminación cuando se inició el desmantelamiento de la instalación de enriquecimiento de uranio en 1995 (Smith et al., 1995).
La principal ventaja de la descontaminación (incluso si el equipo no puede ser reutilizado) es la minimización de los residuos radiactivos y, en algunos casos, la reclasificación de una gran parte de los residuos a una clase de residuos manejable con un punto final disponible a nivel nacional, e.Durante el desmantelamiento de la planta de reprocesamiento de Eurochemic, en Bélgica, se puso en marcha un programa de demostración semi-industrial para descontaminar componentes utilizando técnicas de chorro abrasivo seco o húmedo. La demostración llegó a la conclusión de que era económicamente preferible realizar la descontaminación en seco de los componentes hasta los niveles de limpieza en lugar de acondicionar y eliminar los residuos sin descontaminación previa. Los resultados de las técnicas de abrasión en húmedo no eran satisfactorios debido a los elevados volúmenes de residuos secundarios que se generaban durante la descontaminación. Se instaló una instalación automatizada de chorro abrasivo en seco que estaba disponible en el mercado. El porcentaje de éxito de la descontaminación fue abrumador y el departamento de física supervisó dos veces las superficies para garantizar el cumplimiento de los criterios de limpieza. Los equipos que no pudieron ser despejados, debido a la forma y a la imposibilidad de medir todas las superficies, fueron fundidos y liberados en una instalación de fusión controlada (Walthéry et al., 2009a y 2009b).
La descontaminación no es una panacea. Antes de seleccionar cualquier técnica de descontaminación, debe realizarse una evaluación de su eficacia y potencial para reducir la exposición total y compararla con factores como la disponibilidad comercial, la generación de residuos secundarios manejables y el posible impacto medioambiental. Los costes adicionales y otros riesgos asociados a los procesos de descontaminación pueden no justificar necesariamente la reducción de las cantidades de residuos y la exposición de los trabajadores. Además, los sistemas relacionados con la seguridad podrían verse comprometidos si no son compatibles con los métodos de descontaminación.
La limpieza y descontaminación de equipos y edificios mediante vapor u otra técnica de fuente de alta energía se aplica con un alto índice de éxito en equipos y edificios procedentes de instalaciones de U M/M e instalaciones de conversión de uranio. Los equipos se dividen en dos categorías (a) equipos aptos para ser utilizados sin restricciones y retirados del emplazamiento desmantelado, y (b) equipos aptos para ser utilizados de forma restringida en otro emplazamiento de extracción y molienda. Durante el desmantelamiento de la planta de conversión de uranio en Corea, el equipo metálico fue desmantelado y cortado en pequeños trozos. Las superficies metálicas se descontaminaron mediante métodos mecánicos y químicos utilizando un chorro de vapor y/o una limpieza química por ultrasonidos. Más del 70% de todos los residuos metálicos de acero inoxidable se descontaminaron hasta niveles de limpieza (Choi et al., 2009). Los equipos contaminados desmantelados en las instalaciones de conversión de uranio pueden descontaminarse con éxito mediante procesos de descontaminación química y con limpieza por ultrasonidos y vapor, si los equipos son de acero inoxidable, aluminio y tienen superficies no pintadas y no corroídas. Sin embargo, este no es el caso cuando el equipo tiene superficies de acero al carbono pintadas y/o corroídas. En Necsa, la descontaminación de equipos de acero al carbono contaminados con UF6 resultó infructuosa y el uranio siguió lixiviándose después de algún tiempo. La descontaminación de equipos con superficies pintadas dio lugar a la contaminación de los baños de limpieza química en la instalación de descontaminación y a la imposibilidad de probar la exactitud de las mediciones tras la descontaminación, debido a la pintura residual que permanecía en los equipos. Por lo tanto, en el marco de la planificación del desmantelamiento se deben investigar otros métodos de descontaminación, como la fusión. Si no se dispone de una instalación de fusión, se podría considerar la instalación de una instalación de este tipo (WISE, 2010). En general, el público y el regulador están preocupados por el funcionamiento de las fundiciones y la concesión de licencias para nuevas instalaciones de generación de CO2. La concesión de licencias para este tipo de equipos de descontaminación puede tener un gran impacto en el calendario y el coste del desmantelamiento, incluso si todo el equipo necesario puede comprarse en el mercado.
Los equipos contaminados procedentes de instalaciones de U M/M que no puedan reutilizarse o limpiarse pueden colocarse en el depósito de residuos, en la mina subterránea, en la mina a cielo abierto o en un pozo ad hoc para su eliminación, dependiendo de los criterios nacionales de aceptación de residuos y de la aprobación reglamentaria (OIEA, 1994).
Las técnicas de descontaminación aplicadas durante el desmantelamiento de las instalaciones de enriquecimiento de uranio deben ser evaluadas para asegurar que no han acumulado un riesgo de criticidad indebido. La introducción de grandes volúmenes de moderador neutrónico mediante la aplicación de técnicas de descontaminación por abrasión húmeda podría dar lugar a un incidente de criticidad.
El uso de ácidos minerales en la descontaminación de instalaciones de reprocesamiento de combustible ha tenido mucho éxito. Durante el desmantelamiento de la instalación de reprocesamiento de Eurochemic, los recipientes de almacenamiento de residuos fueron enjuagados y descontaminados inmediatamente después de su vaciado y vitrificación del contenido. Se decidió reutilizar los recipientes de almacenamiento para almacenar residuos similares. El líquido de descontaminación inicial se diluyó y se envió a la instalación de vitrificación. Al evaluar más a fondo esta opción, los recipientes de almacenamiento no se consideraron aptos para el almacenamiento y se introdujo un proceso de descontaminación química más agresivo, lo que dio lugar a volúmenes considerables de líquido de descontaminación que debían almacenarse hasta que fuera posible su procesamiento. La mezcla de diferentes soluciones también provocó una precipitación excesiva en un tanque horizontal y grandes cantidades de sal activa de grano fino depositada en todo el fondo del tanque. Aunque el enjuague químico en el tanque de almacenamiento se consideró exitoso, las tasas de dosis seguían siendo demasiado elevadas para permitir el desmantelamiento manual sin realizar primero algún proceso de descontaminación a distancia (Walthéry et al., 2009a y 2009b).