El día 10 de Octubre del año 1957 se desencadena el accidente nuclear más grande en la historia del Reino Unido, el denominado “Windscale Fire”. Este accidente específicamente ocurrió en las instalaciones de la Central Nuclear de Windscale, ubicada en la costa noroeste de Inglaterra, cercana a la pequeña localidad de Seascale en Cumberland. La central fue concebida a partir del año 1947 con la finalidad de fabricar armas atómicas después de la segunda guerra mundial, de esta manera la “Pile One” (donde ocurrió el accidente) fue puesta en marcha en Octubre del año 1950, mientras que la “Pile Two” comenzó a funcionar en Junio de 1951. Hoy en día, estas instalaciones en proceso de desmantelamiento, forman parte de la nueva planta nuclear de Sellafield en Cumbria, Inglaterra.
La Central Nuclear de Windscale se encontraba situada a 5,5 km al norte de la localidad de Seascale (aproximadamente 1.700 habitantes al año 2001) en la costa noroeste de Inglaterra, a 197 km al norte de Liverpool y a 505 km al norte de Londres y a 232 km al sur de Glasgow. Las instalaciones en un principio consistían en los dos reactores más las dos chimeneas y otras instalaciones de apoyo, que en promedio abarcaban una superficie aproximada de 910.000 m2. A un lado de la instalación se encuentra el Río Calder y en otro se encuentra el Río Ehen. La zona que circunda a la central posee múltiples planicies y campos llanos, la que no se caracteriza por estar densamente poblada.
La planta de Windscale, en particular los reactores 1 y 2, estaban configurados en base a un núcleo cuadrado que actuaba como bloque, compuesto de aproximadamente 2.000 toneladas de grafito que moderaba la energía cinética de los neutrones y que poseía aproximadamente 3.440 canales horizontales por donde se ingresaban los elementos combustibles para su interacción. Estos elementos combustibles eran basados en 180 toneladas de Uranio Metálico fabricado en Inglaterra (Springfields Works), las que eran envainadas en más de 70.000 capsulas (fuel rods) de Aluminio, que facilitaba su circulación a través del núcleo de grafito. También, se hacía circular agua a través de los canales grafito, lo cual era de preocupación ya que ante una falla del tipo LOCA[1], implicaba que podría haber una reacción exotérmica significativa en pocos segundos. Asimismo, el diseño de este reactor también consideró un sistema pasivo de seguridad que comprendía un ventilador o fan que cumplía la función de refrigerar el núcleo y conducir el aire radiactivo hacia una chimenea de 120 m de altura, en donde los gases escapaban hacia el ambiente. En el final de la chimenea, se encontraba un filtro, el cual fue materia de discordia entre los ingenieros de diseño de la planta y el físico Premio Nobel Sir John Cockcroft, quien aseguraba que era necesario contar con un filtro al finalizar la chimenea que pudiese separar los isótopos radiactivos que pudiesen estar en la corriente de aire proveniente del núcleo del reactor, lo que era una medida costosa, innecesaria y redundante para los ingenieros de diseño; aun así este dispositivo se instaló y fue clave para el desenlace del accidente. Los elementos combustibles a medida que avanzaban por el núcleo y terminaban su recorrido por el, caían a un canal de agua (piscina) en donde estos se almacenaban. Con respecto a la seguridad externa, esta planta contaba con las barreras de seguridad adecuadas.
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Dado lo anterior, algunos los atributos más relevantes de la planta que se pueden mencionar eran, por una parte, la idea de sistema pasivo de seguridad que se aplicaba en el reactor consistente en primer lugar en el ventilador que ayudaba a regular el flujo de gases al ambiente por convección y a refrigerar el núcleo del reactor; y en segundo lugar, el canal de agua al final del reactor, que pretendía almacenar por medio de la ayuda de la gravedad, los elementos combustibles que caían del núcleo del reactor. También lo era el núcleo de grafito que cumplía un rol fundamental en la moderación de los neutrones y en el control de la energía liberada. Finalmente la chimenea, que permitía el monitoreo y escape de los gases provenientes del núcleo, mediante la incorporación del filtro.
Sin embargo, los eventos antropogénicos que más afectaron el rendimiento del reactor o de la planta, tienen que ver con omisiones de algunas características del reactor en cuanto a la seguridad, así como también una operación inadecuada. Respecto del primer punto, se estableció en la etapa de diseño que podrían existir fallas en la operación producto del Aluminio que formaba parte de las vainas de los elementos combustibles, el que podría contribuir a la liberación de productos de fisión que serían liberados al ambiente por medio del aire de refrigeración circundante a través del núcleo y la chimenea, lo cual efectivamente sucedió durante el funcionamiento del reactor. Asimismo, por la características de los materiales se produjeron algunas pequeñas explosiones en el núcleo, lo que se cree que antes del accidente y pudiesen haber falencias estructurales. Por otro lado, se estableció que el flujo de aire necesario para refrigerar el núcleo era muy grande lo que haría que los elementos combustibles se dañaran entre sí o al entrar en contacto con las paredes del núcleo de grafito, se tomaron algunas medidas para remediar aquello, pero se supo que algunos elementos ya estaban siendo soplados fuera del núcleo. Un punto también no menor, fue la Energía de Wigner almacenada en el grafito. Esto consiste en que cuando el grafito es bombardeado por neutrones, los núcleos de carbono son desplazados en la red cristalina del grafito, lo cual produce una variación en la temperatura pero al mismo un aumento de la energía acumulada, para posteriormente dejar algunos puntos calientes en el material con el riesgo de una posible liberación violenta de (energía) temperatura. Esta Energía de Wigner almacenada podría conllevar entonces un serio riesgo de incendio. De hecho, la primera liberación de la Energía de Wigner acumulada en el reactor tomó por sorpresa a los operadores de la planta, pero al mismo tiempo, se dieron cuenta que podrían realizarse liberaciones controladas de aquella energía mediante procedimientos de recocido o recalentamiento del núcleo (annealing procedures). Pero justamente un procedimiento de recocido fue el que llevó a que se materializara el accidente. En este sentido, aquí se conjugan tanto omisiones técnicas de diseño, como una operatoria inadecuada del reactor ante una anomalía.
El accidente propiamente tal fue producto de un incendio que se originó en la Pile One, debido a que ciertas condiciones de diseño no fueron consideradas durante la operación del reactor, así como también situaciones de interés que antes del accidente ya mostraban problemas durante la operación y que no fueron gestionadas adecuadamente, lo que finalmente se traduce en aquel incendio en donde a su comienzo no hubo una respuesta oportuna y acertada por parte del personal de turno. Como resultado de lo anterior, se produjo la liberación de ciertos radioisótopos contaminantes en cantidades muy acotadas, hubo prohibición de consumir leche por los temores a una posible contaminación de ésta producto del accidente y se determinó la parada y el desmantelamiento de aquel reactor en principio, pues posteriormente el otro reactor corrió con la misma suerte por considerarse inseguro para la operación.
Comparando sus consecuencias con las de otros accidentes de gran connotación pública como Chernobyl y Fukushima, aquellas fueron muy limitadas y no provocaron inconvenientes mayores para la salud de las personas, pues ni siquiera hubo evacuación masiva de personas desde sus lugares de residencia. En el accidente, se liberaron las siguientes cantidades de partículas radiactivas al ambiente: 740 TBq (Tera bécquerel) de Yodo-131, 22 TBq de Cesio-137 y 12.000 TBq de Xenon-133. Consecuencias graves para salud de la población no fueron vistas, asimismo, no se realizó ningún tipo de evaluación de las ciudades o poblados vecinos y solo se temió una contaminación de la leche, lo cual involucró la eliminación de ésta en un área de 500 km2 alrededor de la planta. Sin embargo, se han observado algunas pequeñas trazas radioactivas en el mar de Irlanda frente al reactor, en donde destacan los isótopos Cesio-144, Cesio-141, Rutenio-130, Rutenio-106, Cesio-137, Zirconio-95 y Sodio-95.
Cabe destacar que este accidente fue catalogado en la escala INES (International Nuclear Event Scale) como nivel 5, esto es, un “Accidente con consecuencias fuera del emplazamiento” que comprende lo siguiente:
– Impacto Externo: emisión limitada y adopción parcial de los planes de emergencia
– Impacto Interno: daño severo al corazón del reactor
Después del accidente de Windscale la industria nuclear británica nunca fue la misma. Los dos reactores fueron cerrados y se dispuso de su desmantelamiento que comenzó en la mitad de los años 80’, el cual contempla un costo económico de al menos £236.000.000[2] (solo considerando desde el año 2011 hasta el año 2026). Esto implica también un costo material tanto de aquel que se empleará en el desmantelamiento de los reactores, así como también en invertido en estos reactores. Por otra parte, este accidente tuvo consecuencias políticas importantes, pues justo en medio de este accidente Gran Bretaña a través de su primer ministro de ese entonces Harold Macmillan, estaba involucrada en delicadas negociaciones con USA para reestablecer su programa atómico nuclear orientado a la producción de armamento atómico, lo que fue cuestionado en su momento por la opinión pública del país. Asimismo, se creó una comisión independiente para aclarar las verdaderas causas del accidente presidida por Sir William Penney, quien era un profesor universitario, matemático y físico británico que participó en el Proyecto Manhattan, así como también en el Tube Alloys[3]. Esta comisión concluyó que el incendio fue provocado principalmente por una liberación de la Energía de Wigner descontrolada, pero algunos expertos de la UK Atomic Energy Authority no quedaron satisfechos con dicha explicación, al punto de presentar evidencia que demostraba que el iniciador del fuego, fueron los elementos combustibles basados en Litio y Magnesio.
Socialmente, el tema de la producción de bombas atómicas con el consecuente riesgo para la población fue discusión por algún tiempo, y también fue el hecho de la decisión que se tomó durante la tragedia de prohibir el consumo de leche, aunque posteriormente aquella decisión fue catalogada como corajuda y valiente, pues algunos científicos han declarado que esto contribuyó a minimizar las exposición a la radiación en seres humanos. Asimismo, no se tienen registros de muertas directas por este incendio, así como tampoco por gente que haya desarrollado cáncer directamente atribuible al incendio.
Como conclusión, el accidente de Windscale fue muy llamativo puesto que si bien su diseño era bastante simple, una combinación poco idónea de materiales, sumado a una operación inadecuada y a un abuso en el desconocimiento de ciertas condiciones de diseño, tuvieron como resultado la ocurrencia de un accidente no menor y con causales técnicas algo complejas. Este accidente en un principio fue manejado de manera desprolija y sin mayor información sobre la situación real, pero aun así, no se produjeron consecuencias significativamente negativas que hayan puesto en peligro grave el medioambiente y la salud humana. Sin embargo, este accidente marcó un precedente relevante en el Reino Unido y en el resto del mundo al aportar con la experiencia vivida y las lecciones aprendidas en términos de diseño y operación de reactores de similar naturaleza, así como en la gestión de emergencias.
Notas al pie:
[1] Loss of Coolant Accident
[2] http://www.sellafieldsites.com/solution/risk-hazard-reduction/windscale/the-plan/
[3] Código para identificar el programa de investigación y desarrollo para lograr la fabricación de armas atómicas para el gobierno británico, durante el período de la segunda guerra mundial y el período de la post-guerra.
Referencias:
The Windscale reactor accident—50 years on, Journal of Radiological Protection, 2007
The Description Of Wigner Energy And Its Release From Windscale Pile Graphite For Application To Waste Packaging And Disposal, P.C. Minshall, A.J. Wickham, BNFL Magnox Generation, Berkeley Centre
Windscale: Britain’s Biggest Nuclear Disaster, TV Documental BBC, 2007