Embalaje seguro para el transporte de materiales radiactivos

El transporte de materiales radiactivos, al igual que el de otras substancias en forma potencialmente peligrosa (explosivos, gases comprimidos, productos tóxicos, corrosivos, etc), une al riesgo de todo transporte convencional el inherente a su naturaleza peligrosa.

En el caso de los materiales radiactivos, los riesgos añadidos son los derivados de las radiaciones ionizantes emitidas por los radionucleidos presentes en el material y, en ocasiones, el riesgo de criticidad (si hay materiales fisionables).

De no tomarse las debidas precauciones, sobre todo si ocurriese un accidente, los operarios del transporte y el público en general podrían quedar expuestos a la radiación por fallo del blindaje del material radiactivo o por la dispersión de dicho material.

Hay un aspecto que diferencia el transporte de las restantes operaciones en las que se manipula material radiactivo en cantidades significativas: no siempre es posible evitar la presencia más o menos numerosa de población.

Adicionalmente, no siempre es posible garantizar la seguridad de la ruta por diversas causas: condiciones climatológicas, problemas de tráfico, obstáculos no previstos, etc.

En razón de todo lo anteriormente indicado, se comprende fácilmente la necesidad de una reglamentación específica para este tipo de transportes, cuyos objetivos son:

Confinar eficazmente el material radiactivo.
Amortiguar adecuadamente las radiaciones que emiten los materiales radiactivos.
Garantizar la disipación del calor generado por la absorción de las radiaciones emitidas.
Evitar, con la máxima garantía, situaciones de criticidad en el caso de substancias fisionables.

Sobre esta base, el Organismo Internacional de Energía Atómica publicó en 1961 el Reglamento para el Transporte Seguro de Materiales Radiactivos o Guía de Seguridad Nº6 del OIEA (SS6), que ha sido revisado en distintas ocasiones, y editando además posteriormente tres guías de ayuda para su aplicación.

Clasificación de los materiales radiactivos

En la normativa sobre transporte se consideran materiales radiactivos aquellos cuya actividad supera los valores de exención fijados para cada radionucleido, actividad específica o por remesa. La peligrosidad potencial de los materiales radiactivos a transportar dependerá de:

Los radionucleidos que contiene.
La actividad específica del material.
La cantidad de material (actividad total).
La naturaleza química del material.
El estado físico del material.

Lógicamente, cuanto más peligroso sea el material a transportar, más rigurosos deberán ser los requisitos técnicos y administrativos a cumplir, así como los controles de calidad. Desde este punto de vista, para el transporte, se consideran los siguientes tipos de materiales radiactivos:

a. Materias de baja actividad específica LSA (Low Specific Activity Materials)

Son las que por su naturaleza tienen una actividad específica limitada, o a las que se le aplican límites de actividad específica media estimada. Se dividen en tres grupos:

LSA-I (BAE-I ). Comprende los siguientes materiales:
– Minerales con sus radionucleidos naturales y los concentrados de dichos minerales.
– El uranio natural o empobrecido o torio natural sólidos no irradiados o sus compuestos o mezclas sólidas o líquidas.
– Materias radiactivas no fisionables con valor de A2 ilimitado1 .
– Otras materias con la actividad repartida en su conjunto y cuya actividad específica media estimada no supere en 30 veces los valores de actividad másica fijada para cada radionucleido.
LSA-II (BAE-II). Comprende:
– El agua con una concentración en tritio de hasta 0.8 TBq/l (0,8 · 1010 Bq).
– Materiales con la actividad repartida por ellos, resultando una actividad específica media inferior a 10-4 A2 /g si son sólidos o 10-5 A2 /g si son líquidos.
LSA-III (BAE-III). Son sólidos (no polvos) en los que:
– El material radiactivo esté repartido en todo el sólido o conjunto de objetos sólidos.
– El material radiactivo esté en una forma relativamente insoluble (sin embalaje la pérdida por inmersión de siete días en agua inferior a 0,1 A2 ).
– La actividad específica media estimada sea inferior 2×10-3 A2 /g.

b. Objetos contaminados superficialmente SCO (Surface Contaminated Objects)

Son sólidos no radiactivos por sí mismos, pero que tienen materiales radiactivos distribuidos por su superficie. Se dividen en dos grupos:

SCO-I (OCS-I). Son objetos en los que:
– La contaminación transitoria media (sobre 300 cm2 ) de sus superficies accesibles no es superior a 4 Bq/cm2 (emisores beta, gamma y alfa de baja toxicidad) o a 0,4 Bq/cm2 (restantes emisores alfa).
– La contaminación no transitoria de sus superficies accesibles no es superior a 4×104 Bq/cm2 (emisores beta, gamma y alfa de baja toxicidad) o a 4×103 Bq/cm2 (restantes emisores alfa).
– La contaminación transitoria más la no transitoria de sus superficies inaccesibles no es superior a 4×104 Bq/cm2 (emisores beta, gamma y alfa de baja toxicidad) o a 4×103 Bq/cm2 (restantes emisores alfa).
SCO-II (OCS-II). Son objetos sólidos en los que algún tipo de contaminación supera los límites correspondientes a los OCS-I pero no sobrepasan los siguientes valores:
– 100 veces el límite de contaminación transitoria en superficies accesibles.
– 20 veces el límite de contaminación no transitoria en superficies accesibles.
– 20 veces el límite de contaminación en superficies inaccesibles.

c. Materiales radiactivos en forma especial

Son materiales radiactivos sólidos no dispersables, o bien una cápsula que contenga el material radiactivo y esté construida de forma que sólo pueda abrirse destruyéndola. El reconocimiento de que un determinado material cumple las condiciones “de forma especial” corresponde a la autoridad competente que deberá emitir el certificado correspondiente.

d. Materias fisionables

Son el uranio 233, uranio 235, plutonio 239, plutonio 241 o cualquier combinación de estos, excepto el uranio natural y el uranio empobrecido no irradiados o irradiados en un reactor térmico.

e. Materias radiactivas de baja dispersión

Son las materias radiactivas sólidas o sólidas acondicionadas en cápsula sellada con poca dispersión y que no se encuentran en forma de polvo.

Tipos de embalajes y bultos de transporte

Lógicamente, la calidad de los embalajes debe aumentar al hacerlo el riesgo potencial del material a transportar y las propias condiciones del transporte. Desde este último punto de vista se puede considerar tres tipos de condiciones:

Las normales de un transporte rutinario, sin incidentes.
Incidentes de poca importancia.
Situaciones de accidente que de no haber tomado las debidas precauciones podrían acarrear problemas radiológicos considerables.

En transporte de materiales radiactivos, en orden creciente de calidad mínima que deben tener los embalajes/bultos, se consideran los siguientes tipos: bultos exceptuados; industriales tipo 1, 2 y 3; tipo A; tipo B(U); tipo B(M) y tipo C.

a. Bulto exceptuado

Es un embalaje que contiene materiales radiactivos exceptuados y cumple los requisitos generales de diseño necesarios para todos los bultos y embalajes. Los requisitos generales exigen que el bulto sea manejable con seguridad y pueda sujetarse, pueda descontaminarse externamente y no retenga agua en el exterior. Deberán resistir los efectos de las aceleraciones, vibraciones, radiación, etc que se darán probablemente durante el transporte.

Un material radiactivo solamente puede considerarse exceptuado si su actividad es inferior a los límites que definen los reglamentos. Estos límites, relativamente bajos, dependen de la forma en que se encuentre el material (sólido, líquido o gaseoso) y que esté o no en “forma especial”.

b. Bulto industrial tipo 1 (IP-1) (Industrial Package)

Es un bulto formado por un embalaje, cisterna o contenedor conteniendo materias LSA (BAE) u SCO(OCS) (solo pueden ser LSA-I (BAE-I) u SCOI (OCS-I) y de ser líquidos deberá transportarse en la modalidad de “uso exclusivo”). Estos bultos además de cumplir los requisitos generales de diseño, deberán tener cualquier dimensión mayor de 10 cm.

Debido al poco riesgo que representan los materiales LSA-I (BAE-I) y SCO-I (OCS-I), en determinadas condiciones pueden transportarse sin embalar y no existe límite de la actividad que puede transportarse en un vehículo.

c. Bulto industrial tipo 2 (IP-2) (Industrial Package)

Es un bulto formado por un embalaje, cisterna o contenedor conteniendo materias LSA (BAE) u SCO (OCS). En “uso exclusivo” puede contener cualquier material LSA-II (BAE-II), LSA-III (BAE-III) u SCO-II (OCS-II), pero en uso no exclusivo solo pueden ser SCO-II (OCS-II), LSA-II (BAE-II) sólido o LSA-I (BAE-I) líquido.

Estos bultos además de cumplir los requisitos generales de diseño, deberán tener cualquier dimensión mayor de 10 cm y deben ser capaces de soportar sin pérdida de material radiactivo y sin que aumente en más del 20% el nivel de radiación superficial del bulto los siguientes ensayos:

Ensayo de caída, realizado sobre una superficie horizontal plana suficientemente resistente desde una altura, según el peso, no inferior a 0,3 o 1,2 m.
Ensayo de apilamiento, sometiendo durante 24 horas el bulto a la compresión de 5 veces su peso o a 1.300 kg/m2 de base que tenga el bulto (se tomará el mayor de los dos valores).

d. Bulto industrial tipo 3 (IP-3) (Industrial Package)

Es un bulto formado por un embalaje, cisterna o contenedor conteniendo materias LSA (BAE) u SCO (OCS). Su contenido puede estar formado por materiales LSA-III (BAE-III) u otros en condiciones que no puedan ser transportados en tipos IP-1 o IP-2.

Ensayo de caída y apilamiento como se indica para tipo IP-2.
Ensayo de aspersión, simulando una lluvia equivalente a una precipitación de 50 l/m2 durante una hora.
Ensayo de penetración, dejando caer sobre la parte más débil del bulto, desde 1 m de altura, una barra indeformable de 6 kg de peso, terminada en una hemiesfera de 3,2 cm de diámetro.

e. Bultos tipo A

Son bultos diseñados para soportar las condiciones normales de transporte, pero podrán resultar seriamente dañados en caso de accidente.

Para reducir el daño en caso de accidente se limita la cantidad de material radiactivo que puede introducirse en un bulto. En el caso de bultos industriales el límite se basa en el nivel de radiación (el nivel de radiación a 3 m y sin blindaje no debe exceder de 10 mSv/h, estando también limitada la actividad total del vehículo). En el caso de bultos tipo A la actividad se limita a un valor máximo A1, cuando el material está en “forma especial”. Si el material “no está en forma especial” el límite suele ser más bajo y se denomina A2.

Los bultos tipo A deberán cumplir los requisitos generales de diseño, los complementarios aplicables a IP-3 y requisitos complementarios específicos si son para líquidos (volumen libre, absorbentes o doble sistema de contención). Con el fin de demostrar que son capaces de soportar las condiciones normales de transporte, deberán superar los ensayos de caída, apilamiento, aspersión y penetración indicados para los tipo BI-3. Si el bulto es para gases o líquidos la altura del ensayo de caída será 9 m y en el ensayo de penetración la barra deberá caer desde 1,7 m.

f. Bultos tipo B

Es un embalaje, cisterna o contenedor con material de actividad superior a los valores máximos permitidos en bultos tipo A. Para los bultos tipo B no existe ningún límite general sobre la actividad que pueden contener. El límite cambia de un bulto a otro y es el que se fija en la autorización concedida por la autoridad competente, que debe definir los radionucleidos autorizados, sus límites particulares y la forma física y química en que deben encontrarse. Los requerimientos de diseño son más rigurosos que en los restantes bultos. Por tanto, su calidad es superior ya que deberán ser capaces de soportar condiciones de accidente para que, de ocurrir, no se produzcan daños no admisibles.