CONTENEDORES PARA DESECHOS RADIACTIVOS.

Yánez Omar | Ing. Pumisacho Marylin | Escuela Politécnica Nacional

• El grado de estos residuos va a depender del proceso, en el que se los generan. En nuestra sociedad se produce un aumento continuo de la producción de residuos por muchos motivos.

• Somos conscientes que necesitamos gestionar estos desechos, algunos muy nocivos, y afrontar nuestro descuido a este problema, del inmenso y creciente volumen que se genera.

Objetivos:

• Estudio de los desechos que producen emisiones, daños en las personas y al medio ambiente.

• Hacer el diseño y simulación de un contenedor para el tipo de desecho radiactivo en el que seleccionemos.

• Planteamiento y resolución del problema con las ecuaciones que intervengan.

• Resolución del problema mediante el uso del ordenador y de algún programa como: COMSOL Multiphysics, ANSYS, etc.

• En el Capítulo 3 de la clasificación de los desechos, Art. 4.- establece que para efectos del presente reglamento, los desechos producidos se clasifican en:

Clasificación:

Desechos generales o comunes.

• Son aquellos que no representan un riesgo adicional para la salud humana, animal o el medio ambiente.

Desechos infecciosos

• Son aquellos que contienen gérmenes patógenos que implican un riesgo inmediato o potencial para la salud humana y para el ambiente.

Desechos especiales.

• Son aquellos que por sus características físico-químicas representan riesgo para los seres humanos, animales o medio ambiente y son generados en los servicios auxiliares de diagnóstico y tratamiento.

Desechos Especiales.

• Desechos químicos peligrosos:

Desechos químicos peligrosos con características tóxicas, corrosivas, inflamables y/o explosivas.

• Desechos radiactivos:

Contienen uno o varios nucleídos que emiten espontáneamente partículas o radiación electromagnética o que se fusionan de forma espontánea y provienen de laboratorios de análisis químico, radioterapia y radiología.  

• Desechos farmacéuticos:

Envases de fármacos de más de 5 cm. y de líquidos y reactivos que generen riesgo para la salud.

DESECHOS RADIACTIVOS

Es cualquier material o producto de desecho, para el cual no está previsto ningún uso, que contiene o está contaminado con radionúclidos en concentraciones o niveles de actividad superiores a los establecidos por el Ministerio de Industria y Energía, previo informe del Consejo de Seguridad Nuclear.

http://simce.ambiente.gob.ec

- Media o baja actividad.- Alta actividad.

Alta actividad:

Actividad  

• Durante los 200 primeros años la radiactividad es debida a los productos de fisión emisores alfa y gamma (137 Cs, 90 Sr )

• Entre 200 y 100.000 años la radiactividad es debida al Pu y Am (emisores alfa).

• Pasados los 100.000 años la radiactividad será casi constante y debida al Pu, Np y U

Temperatura

• La generación de calor proviene principalmente de radio nucleídos de vida corta, como 90Sr y 137Cs.

• 1 año después de la descarga del reactor, el calor residual es de 10.000 W/tU.

• A los 1.000 años el calor residual es de 65 W/tU

Gestión de los desechos radiactivos.

Soluciones para los desechos radiactivos

Espacio exterior

Fondos marinos Sondeos profundos

Casquetes polares

Concepto de Almacenamiento Geológico Profundo

http://www.natureduca.com/images_blog/cienciaytecno/atc02.jpg

Ecuador.

Convenios e instrumentos internacionales relacionados con sustancias químicas y desechos peligrosos

Convenio de Basilea sobre el control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación.Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes.

Convenio de Rotterdam sobre el procedimiento de consentimiento fundamentado previo aplicable a ciertos plaguicidas y productos químicos peligrosos objeto de comercio internacional.Convenio de Minamata sobre Mercurio.

Enfoque Estratégico para la Gestión de Sustancias Químicas a Nivel Internacional (SAICM).

http://www.ambiente.gob.ec/sistema-de-gestion-de-desechos-peligrosos-y-especiales/

A nivel nacional se recolectaron 8’281.784 Kg de residuos peligrosos hospitalarios, de los cuales el 80,96 % pertenece a establecimientos de salud del sector público.

Establecimiento Kg

Sector Público 6´705.052

Sector Privado con fines de lucro 1´415.124

Sector Privado sin fines de lucro. 161.608

Nacional 8´281.784

Tabla: Desechos peligrosos recolectados a nivel nacional. 

Figura: Desechos peligrosos hospitalarios en distintos sectores.

http://www.ecuadorencifras.gob.ec/documentos/webinec/Encuestas_Ambientales

1. PLANTEAMIENTO.

• 3.9 Se almacenan desechos radioactivos en un contenedor esférico de acero inoxidable de radios interior y exterior . Se genera calor de forma volumétrica dentro de los desechos a una razón uniforme de , en la superficie externa del contenedor se expone a un flujo de agua para el que

•

Esquema.

Figura 2. Contenedor esférico de acero.

a) Evalúe la temperatura externa en estado estable, Ts,o

b) Evalúe la temperatura interna en estado estable. Ts,i

 

SOLUCION DEL PROBLEMA EN ESTADO ESTABLE

SOLUCION DEL PROBLEMA EN ESTADO ESTABLE

SOLUCION DEL PROBLEMA EN ESTADO ESTABLE

De las gráficas obtenidas resolvemos los literales del problema planteado.  a) Temperatura de la superficie externa del tanque.

b) Temperatura de la superficie interna del tanque.

SOLUCION DEL PROBLEMA EN ESTADO TRANSITORIO

SOLUCION DEL PROBLEMA EN ESTADO TRANSITORIO

SOLUCION DEL PROBLEMA EN ESTADO TRANSITORIO

De las gráficas obtenidas resolvemos los literales del problema planteado  a) Temperatura de la superficie externa del tanque.

 b) Temperatura de la superficie interna del tanque.

Conclusión:

• En cuanto a la producción de desechos radiactivos podemos concluir que ya que es un medio indispensable de producción de energía se deben tomar las mayores seguridades en su tratamiento, siendo un aspecto fundamental la producción de calor que puede ocasionar problemas en el tratamiento de los desechos.

• El programa COMSOL Multiphysics nos ha permitido tomar en cuenta todas las variables proporcionadas y resolver el problema rápida y amigablemente tanto en estado estable como en estado transitorio, por lo que es una herramienta muy potente para aspectos de ingeniería.

• Podemos concluir que el espesor del tanque de almacenamiento juega un papel muy importante en la disipación del calor producido, pero tiene sus limitaciones por otros factores presentes en el proceso por ejemplo la presión interna, corrosión, etc.

• Podemos concluir que los resultados obtenidos mediante la simulación son satisfactorios ya que tienen una diferencia mínima con los resultados analíticos.

Recomendaciones:

• Se debe tener especial cuidado en el diseño de tanque de almacenamiento de desechos radiactivos ya que una falla en los mismos puede ocasionar desastres naturales irremediables.

• Profundizar los conocimientos en la utilización de la herramienta COMSOL Multiphysics, ya que esto nos permitirá analizar este problema.

Páginas de internet:

•Ihttp://simce.ambiente.gob.ec

• http://www.solocruceros.com/blog/la-energia-atomica-la-investigacion-en-las-zonas-polares-ante-el-posible-cambio-climatico/

• http://www2.uca.es/serv/prevencion/higiene/inst_radioac/NTP_614.PDF

• http://www.bbc.com/mundo/noticias/2014/03/140306_ciencia_eeuu_carlsbad_basurero_nuclear_np

• http://www.ambiente.gob.ec/sistema-de-gestion-de-desechos-peligrosos-y-especiales/impresas y electrónicas en orden alfabético

Gracias por su atención