Desde los primeros días tras el accidente en la central nuclear de Fukushima, se empezaron a dar pasos para tratar de restablecer el control sobre los reactores, comenzando por intentar restablecer el suministro eléctrico. El jueves 17 de marzo se logró restablecer un primer tendido de alta tensión hasta el reactor 2. A partir de ese momento, el principal objetivo fue poder establecer sistemas de refrigeración, que inicialmente hubieron de utilizar agua de mar.

El 17 abril de 2011, TEPCO presentó la hoja de ruta para la recuperación de la central, que estaba basada en esencia en tres grandes cuestiones:

• Recuperar la refrigeración de los reactores.
• Recuperar la refrigeración de las piscinas.
• Reciclar y reducir la cantidad de agua acumulada y prevenir la contaminación de acuíferos y escapes subterráneos de agua acumulada así como de nuevos escapes atmosféricos.

Estas actuaciones han requerido un esfuerzo sin precedentes, en condiciones muy precarias y delicadas desde el punto de vista radiológico, pese a lo cual el 15 diciembre de 2011 se pudo declarar el estado de parada fría de los reactores y la conclusión de las dos primeras etapas del plan.

Recuperar la refrigeración de los reactores.

En una primera fase, la estrategia para poder refrigerar los reactores se basó en conseguir inundar la vasija de contención, o «pozo seco», hasta un nivel superior al que originariamente ocupaba el núcleo de los mismos. De esa manera, se buscaba extraer el calor aunque fuese desde el exterior de la vasija. Sin embargo, la gran cantidad de agua inyectada, fundamentalmente mediante equipos externos como bombas de lucha contra incendios y otros, unida a los daños que las contenciones habían sufrido, provocó un trasvase de grandes cantidades de agua con niveles de contaminación muy elevados hacia los edificios de turbina y auxiliares. Por ello, el objetivo que el plan de control establecía era conseguir recircular dicha agua, depurándola y desalándola, para seguir empleándola en la refrigeración de los reactores. Esto se consiguió a partir de finales de junio de 2011 y constituyó un hito fundamental en la lucha contra la acumulación de agua fuertemente contaminada.

La inyección de agua continuó a través de las líneas de agua de alimentación, y desde septiembre también a través del sistema de rociado del núcleo en los reactores 2 y 3. Los caudales de agua inyectada fueron de hasta 10 m3/h, lo que permitió mantener las temperaturas del fondo de las vasijas en valores del orden o inferiores a 50 °C (figura 1) y las temperaturas medias de los pozos secos en valores incluso más bajos (figura 2).

Recuperar la refrigeración de las piscinas

El estado del combustible almacenado en las piscinas de enfriamiento no era tan malo de lo que en un principio se temió. Particularmente crítica era la situación de la piscina del reactor U4, en cuyo edificio se produjo una de las mayores explosiones del accidente, y que además albergaba el mayor número de elementos combustibles y los más calientes ya que dicho reactor se había vaciado para labores de mantenimiento. Sin embargo, al cabo del tiempo se ha conseguido pasar de inyectar agua con medios inusuales a establecer un sistema estable de refrigeración en circuito cerrado, ya disponible en todas las piscinas a partir de agosto del 2011. Con ello, se utilizó el propio cambiador de calor de las piscinas, habiendo establecido un circuito secundario refrigerado por aire con torres de tiro forzado. Las temperaturas del agua de las piscinas a finales de febrero del 2012 estaban entre los 14 y los 26 °C, lo cual era una garantía. Además, se habían instalado sistemas de desalación del agua mediante ósmosis inversa, necesarios para reducir la concentración de cloruros cuya influencia sobre la integridad de las vainas de combustible en el largo plazo podría ser nefasta.

Reciclar y reducir la cantidad de agua acumulada.

La acumulación de agua en los edificios del reactor, turbinas y auxiliares, unida a su pérdida de esta entidad debido a los daños causados por el terremoto y posterior tsunami, ocasionaron escapes directos al mar de agua fuertemente contaminada, de gran importancia en los primeros días de abril, e incluso en el mes de mayo de 2011. Por ello, uno de los principales objetivos ha sido reducir la cantidad total de agua acumulada, facilitando al máximo su reutilización. Ha sido necesario instalar plantas para el tratamiento continuo mediante separación de aceite y materia grasa, absorción de cesio, coagulación y precipitación de partículas, desalado y evaporación. Estos tratamientos se han mostrado muy eficaces pues lograron, por ejemplo, reducir significativamente la contaminación de mediante la ósmosis inversa y la evaporación.

El agua que llega al interior de los edificios de los reactores dañados queda contaminada y plantea un problema particularmente difícil debido a los grandes volúmenes de que se trata. A principios del 2016, el agua seguía entrando en los edificios de los reactores de la central nuclear de Fukushima Dai-ichi de dos formas distintas: el agua que se inyectaba en los núcleos de los reactores con fines de refrigeración y el agua subterránea.

Antes del accidente, el agua subterránea que llegaba desde las laderas de las montañas hasta la parte posterior de la central nuclear de Fukushima Daiichi se bombeaba a un ritmo de aproximadamente 850 m3/día desde las tuberías de drenaje subterráneo instaladas alrededor de los edificios de las Unidades U1 a U4 para controlar el nivel del agua subterránea. Como consecuencia del accidente dejaron de funcionar esas tuberías y bombas, que suprimían la flotación del edificio e impedían el acceso del agua subterránea a los edificios.

Después del accidente, comenzaron a entrar aproximadamente 400 m3/día de agua subterránea no contaminada en los edificios. Además, se hacen circular alrededor de 400 m3/día de agua entre los reactores de las Unidades 1 a 3 con fines de refrigeración. La mezcla del agua subterránea que entra en los edificios con el agua en circulación utilizada para refrigerar los reactores da lugar a un volumen total de aproximadamente 800 m3/día de agua contaminada que es preciso gestionar. Alrededor de 400 m3/día de esta agua se reinyectan en los reactores para refrigerar el combustible y los restos de combustible, y los otros 400 m3/día se almacenan en los depósitos de almacenamiento de agua contaminada.

El agua se somete a tratamiento para extraer los radionucleidos, con la excepción del tritio, que no se puede extraer. En febrero de 2015 existían 826 depósitos de agua tratada en el emplazamiento.

En la figura 3 podemos ver el esquema de funcionamiento del sistema de tratamiento del agua contaminada.

Se han implementado diversas técnicas de gestión del agua, entre ellas la mejora e instalación de sistemas de tratamiento y depósitos de almacenamiento adicionales, el restablecimiento del sistema de tuberías de drenaje subterráneo y la instalación de muros impermeables del lado del mar. El agua subterránea no contaminada procedente de las montañas cercanas a las instalaciones dañadas está siendo desviada por el exterior de las instalaciones hasta el océano. Además, se ha construido un muro criogénico ‘congelado’ que ya está en operación en el lado los edificios de los reactores que da a la montaña para impedir la entrada de más agua y así evitar la fuga de agua contaminada (figura 4). También se ha previsto la construcción de un muro criogénico en el lado de los edificios de los reactores que da al mar.

A continuación podéis ver un vídeo (en inglés) del lEEE Spectrum (Institute for Electrical and Electronics Engineers) sobre la construcción del muro criogénico:

Con la aprobación de la Autoridad de Regulación Nuclear de Japón (ARN) y la aceptación de los interesados pertinentes, incluidas la prefectura de Fukushima y la industria pesquera, en mayo de 2014 TEPCO comenzó a descargar directamente en el mar el agua subterránea no contaminada desviada. Gracias a esta medida se redujo el volumen de agua que había que someter a tratamiento.

Las grandes cantidades de agua contaminada en el emplazamiento plantean diversos riesgos. Por fallos en los depósitos, las tuberías y las válvulas o durante episodios de precipitaciones intensas se observaron fugas de agua con contaminación radiactiva de los componentes. En algunos casos, las fugas dieron lugar a emisiones de radionucleidos al mar. La identificación de esas fugas hizo que se intensificara la monitorización, tanto en el emplazamiento como en el medio ambiente marino. Aunque se están aplicando medidas para detener o reducir las fugas, se necesitan soluciones más sostenibles que tengan en cuenta todas las opciones, incluida la posible reanudación de la descarga controlada en el mar. Como resultado de las misiones de examen del AIEA, se aconsejó a TEPCO que realizara una evaluación de los posibles efectos radiológicos de la emisión al mar de agua con tritio y otros radionucleidos residuales.