De la mano de David Seijas, Gerente de Elementos Combustibles Nucleares de CONUAR, nos adentramos en el mundo de los componentes que hacen de los reactores verdaderas máquinas de energía limpia y segura: los combustibles nucleares.
El ABC de los combustibles nucleares
El combustible nuclear es el material que alimenta a un reactor para generar energía. Su principal particularidad es que está compuesto por isótopos fisionables, siendo el más comúnmente utilizado el Uranio-235, que es capaz de liberar una enorme cantidad de energía en el proceso denominado fisión. Este material se encuentra confinado dentro de una estructura mecánica que permite soportar las extremas condiciones termo-hidráulicas de operación del reactor.
Pero, ¿cómo funcionan los combustibles dentro de un reactor nuclear? “En el interior del reactor, los átomos del combustible (Uranio-235) se fisionan al ser impactados por neutrones, produciendo más neutrones, lo que permite mantener esta reacción en cadena, y liberando una gran cantidad de energía en forma de calor. Ese calor se utiliza para generar vapor, que a su vez mueve turbinas que producen electricidad”, explica David Seijas.
Equivalencias de un combustible nuclear con respecto a otras fuentes de energía
Una sola pastilla de uranio de Atucha ll (13.5 gU) equivale a:
- 360 kg de carbón
- 260 m3 de gas
- 200 litros de petróleo
Manos a la obra con CONUAR
En la Argentina, la institución que se encarga de la fabricación de combustibles nucleares es CONUAR, sigla de Combustibles Nucleares Argentinos.
Este proceso, de muy alta complejidad, exige una precisión milimétrica y el cumplimiento de estrictos estándares nacionales e internacionales. Pero ¿cómo se aseguran en CONUAR de que cada paso sea correcto? Al respecto, el Gerente de Elementos Combustibles Nucleares detalla: “El cumplimiento con los requerimientos y especificaciones de cada producto es garantizado con los controles de procesos, ya sea a través de autocontroles, controles de calidad o controles automáticos. Además, cada uno de los procesos productivos es registrado en el sistema de trazabilidad que permite tener la información detallada de cada componente del elemento combustible”.
“La calidad y la seguridad son los pilares de cada etapa del proceso en CONUAR. Contamos con certificaciones internacionales como ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, y cumplimos estrictamente con los estándares del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN). Los combustibles son sometidos a rigurosos controles y trabajamos bajo una cultura de mejora continua y trazabilidad total de cada componente”, agrega Seijas.
PANDEMIA Y RÉCORD NUCLEAR
Durante la pandemia de COVID-19, Argentina alcanzó un récord histórico en la producción de combustibles nucleares y en la generación de energía eléctrica de origen nuclear.
En 2020, las centrales nucleares Atucha I, Atucha II y Embalse generaron 10.010.880 MWh, representando el 7,46% de la generación total del país.
En 2021, se superó nuevamente el récord anual, alcanzando una generación de 10.169.694 MWh.
La producción de combustibles nucleares implica una serie de pasos que comienzan con la elaboración de vainas de Zircaloy y pellets de dióxido de Uranio. Así lo especifica el experto de CONUAR en diálogo con ENHOY: “Las vainas se elaboran desde la recepción de la materia prima, TREX de Zircaloy. A través de procesos de laminación se obtiene las dimensiones de las vainas para los distintos combustibles. Con respecto a los pellets, la materia prima es polvo de dióxido de Uranio, el cual se prensa, sinteriza y rectifica para obtener el pellet con las características físico-químicas y dimensionales requeridas para cada tipo de combustible. Para el control visual de los pellets CONUAR ha desarrollado y puesto en marcha el sistema de control por visión con inteligencia artificial, controlando el 100% de las pastillas y descartando aquellas que no cumplan con los requerimientos de calidad”.
Luego, se fabrican las barras y separadores: “En el caso de Atucha I y Atucha II se sueldan patines o topes, así como un tapón a la vainas, y a continuación son cargadas con los pellets de Uranio, presurizadas y selladas, obteniendo así las barras combustibles. Por otro lado, se elaboran los separadores, en el caso de Atucha I, cortando discos macizos de Zircaloy a través de corte por agua a alta presión. Para Atucha II esto se realiza mediante procesos de corte y estampado de flejes de Zircaloy e Inconel, los cuales son ensamblados y soldados. En estos procesos CONUAR ha incorporado el uso de robots, automatizando el estampado de piezas”.
Ahora bien, ¿qué sucede con los combustibles que ya fueron utilizados? Según explicó Seijas, una vez utilizado, el combustible se retira del reactor y entra en un proceso de decaimiento: “Si bien estos combustibles ya no sirven para generar energía en forma eficiente, siguen conteniendo una potencia residual, por lo cual, en una primera etapa se almacenan en piletas de decaimiento que los mantienen refrigerados. Luego de unos años pueden ser transferidos a almacenamientos en seco a la espera de la disposición final. En el mundo existen diferentes estrategias: desde el reprocesamiento para reciclar materiales útiles y reducir el volumen de los residuos, hasta el almacenamiento geológico de largo plazo”.
Liderazgo técnico de cuatro décadas
CONUAR se fundó en 1982 con la apertura de su planta de fabricación y ensamblado de combustible nuclear. Esto daría paso a la producción de elementos combustibles para Atucha I, la primera central nuclear de Argentina y de América Latina.
La historia continúa con una fuerte expansión de la empresa, que la llevó a inaugurar su planta de fabricación de tubos de aleaciones especiales (FAE S.A.) en 1986 y, posteriormente, a iniciarse en el mercado de reactores CANDU. Fue así que en 1988 comenzó a fabricar y a ensamblar elementos combustibles CANDU®6 para la Central Nuclear Embalse.
Luego siguieron años de diversificación, proceso que nunca se detuvo y que le ha valido varias conquistas, desde la fabricación de herramientas y componentes internos de reactores, hasta la exportación de pastillas de uranio y toda una línea de innovación en aleaciones especiales y otras tecnologías.
Con el tiempo llegaron las Certificaciones ASME para revalidar su liderazgo técnico y otros hitos que marcan su rica historia, que en el plano de los combustibles nucleares incluye:
- Construcción, en 2010, de una planta a medida para la producción de elementos combustibles para Atucha II.
- Fabricación, en 2017, del combustible nuclear SEU y barras de control de reactividad de hafnio para el reactor LPRR de Arabia Saudita, diseñado por INVAP.
- Participación, en 2022, en el primer sistema de almacenamiento en seco de combustible irradiado para Atucha I y II, mediante el ensamblaje de 360 contenedores y tapas de sellado fabricados en años anteriores.
- Implementación de inspección visual artificial en la producción de combustible nuclear y exportaciones de componentes del canal de combustible CANDU (repuestos) a Canadá y China también a partir de 2022.
- Una gran experiencia en combustibles para reactores de investigación, como el RA-3, y para el SMR CAREM, y mucho más.
“A lo largo de los más de 40 años de historia de CONUAR, la tecnología de fabricación para elementos combustibles ha ido evolucionando, incorporando nuevas tecnologías, desarrollando, diseñando y fabricando el equipamiento necesario para la producción de los combustibles nucleares”, resalta el Gerente del área.
“Además –agrega- recientemente comenzamos a implementar aplicaciones con el uso de inteligencia artificial en visión, para operaciones de control visual en distintos componentes del elemento combustible. Las capacidades y experiencia en la fabricación de combustibles nos permiten posicionarnos como proveedor para los nuevos desarrollos, especialmente para los reactores modulares pequeños, tanto local como internacionalmente”.
Por último, consultado por los objetivos de CONUAR en este campo, Seijas asegura: “Aspiramos a seguir siendo un actor estratégico del sector nuclear argentino y proyectarnos cada vez más al mundo. Queremos acompañar a los nuevos desarrollos tecnológicos, como los SMR. También soñamos en ampliar nuestras capacidades de exportación, brindar soluciones integrales y contribuir, desde Argentina, a un futuro energético más limpio, seguro y sostenible”.
Leé la revista ENERGÍA NUCLEAR HOY 83 AQUÍ:
https://enula.org/2025/06/revista-energia-nuclear-hoy-edicion-83/
