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El Complejo Tecnológico Pilcaniyeu investiga al uranio y el litio para la transición energética

En la CNEA comenzó el desarrollo tecnológico para la producción de electrolitos, insumo esencial para fabricar baterías de ion-litio.

Argentina 17/07/2023

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La planta de enriquecimiento de uranio ubicada en el paraje Pichi Leufu Arriba, a unos 60 kilómetros de Bariloche, fue construida a fines de la década de 1970 por la empresa INVAP S.E. para la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Su finalidad era producir uranio enriquecido para la fabricación de elementos combustibles para reactores de potencia y de investigación en Argentina, lo que permitió obtener el manejo del ciclo combustible de manera autónoma, sin depender de proveedores internacionales y/o de las restricciones en su comercialización.

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Hoy, el Centro Tecnológico Pilcaniyeu (CTP) le permite a la Argentina ser parte del pequeño grupo de trece países con dominio de esta tecnología. Con un plantel de 150 técnicos, profesionales y personal de apoyo, en su mayoría ubicados en la planta de Pilcaniyeu, y un porcentaje menor en el Centro Atómico Bariloche (CAB), el complejo continúa implementando nuevos desarrollos e investigaciones para el futuro.

Su hito y muestra del avance nuclear argentino se alcanzó en el año 1983, cuando se obtuvo uranio enriquecido a escala semindustrial con el método de difusión gaseosa, siendo el séptimo país en el mundo ‒en aquel entonces‒ con esa capacidad. Luego, continuó su desarrollo durante toda la década de los años 80, con el fin de proveer este metal a las centrales nucleares de nuestro país.

“En aquellos años nos enfocamos hacia el proyecto de la necesidad autónoma de enriquecer uranio desde la Argentina, por las restricciones internacionales que hubo luego del accidente nuclear ocurrido en la India y, por lo tanto, la dificultad para acceder a ciertos componentes y fabricar combustibles nucleares para los reactores que se pensaban exportar”, comenta el actual gerente del CTP Daniel Brasnarof.

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Sin embargo, las actividades se paralizaron por completo en el año 1996 como efecto del cambio de contexto internacional de la energía nuclear y por diversas decisiones políticas económicas nacionales. Finalmente, esas medidas motivaron que durante esos años la actividad se restringiera al mantenimiento y preservación de la planta con un plantel mínimo de trabajadores.

Tras doce años de postergación, a principios del año 2007 y con el impulso del relanzamiento del plan nuclear argentino, se iniciaron las tareas de reacondicionamiento y actualización del complejo para recuperar las capacidades técnicas y de recursos humanos, formando personal acorde a las nuevas tecnologías disponibles y mejorando estándares a nivel operativo y de seguridad.

También se llevó a cabo una readecuación de las disposiciones ambientales vigentes y se presentó un estudio de impacto ambiental, realizado por la Universidad del Comahue y un Plan de Gestión Ambiental para la puesta en marcha de las diferentes plantas del complejo.

En el año 2015, meses después del anuncio del gobierno sobre el reinicio de las operaciones y la puesta en marcha para avanzar en el autoabastecimiento de este insumo crítico, se realizó una audiencia pública convocada por la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de Río Negro, sobre la reactivación del módulo experimental para enriquecimiento de uranio del CTP.

El subgerente de Operación y Mantenimiento de la planta Marcelo Herrera, maquinista naval de formación y ex combatiente de Malvinas, recuerda: “Tuve la oportunidad de estar como supervisor trabajando en la planta el día que se encontraba en marcha e inició su primera carga. El desafío que apareció en ese momento para el equipo que formábamos con especialistas de todo el país fue indescriptible”.

Cómo es el procedimiento de enriquecimiento de uranio y por qué es estratégico

Las centrales nucleares utilizan como combustible uranio natural o uranio ligeramente enriquecido. Este elemento químico se encuentra conformado esencialmente por dos isótopos: el U238, que en la industria nuclear es considerado un isótopo fértil, y el U235, considerado un isótopo físil. Este último es el que permite hacer funcionar a los reactores nucleares.

Para hacer un mejor uso del material, esa composición isotópica debe ser modificada mediante un proceso que se conoce como enriquecimiento de uranio, en donde se lleva el material a una concentración isotópica que puede ser del 0,85% al 93% en U235.

Por este motivo se busca enriquecer el uranio natural, para que la concentración de U235 sea mayor a lo normal y así posibilite que se extienda esta reacción en cadena para obtener mayor eficiencia de los reactores nucleares. En el CTP el método que se utiliza es el de difusión gaseosa, que consiste en hacer pasar gas de uranio a través de una membrana porosa. También se desarrolla por medio de la tecnología centrífuga y del uso de láseres para lograr la separación.

Las regulaciones respecto al proceso de enriquecimiento son muy exigentes a nivel mundial. Es un escenario dominado por la competencia y los países que atesoran estas capacidades tienden a establecer fuertes restricciones. Así también, desde el punto de vista de la no proliferación nuclear, esta es una tecnología crítica que necesita estar sometida a un estricto control internacional.

“La capacidad de enriquecimiento de uranio que tenemos es estratégica, tanto por la independencia que conlleva en decidir las opciones de provisión de energía, en el manejo de los recursos para nuestro país, como también para la producción de radioisótopos que se utiliza en medicina nuclear”, señala Daniel Brasnarof.

La planta y sus desafíos actuales

Además del enriquecimiento, en esta planta de 30.000 metros cuadrados de superficie se vienen desarrollado capacidades únicas en el país en producción de compuestos fluoruros, que consisten en el desarrollo tecnológico para la producción nacional de electrolitos, insumo esencial para la fabricación de baterías de ion-litio.

Este procedimiento se realiza a partir de la síntesis de la sal hexafluorofosfato de litio (LiPF6) y la formulación de la preparación de soluciones específicas para tal fin. El proyecto incluye la síntesis de LiPF6 a escala laboratorio (1-10 gramos) y el posterior crecimiento en una escala de 500-1000 gramos. Finaliza con el diseño conceptual de una planta de producción de aproximadamente 2 toneladas anuales.

Del mismo participan la Gerencia Complejo Tecnológico Pilcaniyeu (CNEA), YPF Tecnología SA, CLORAR Ingeniería SA y el Centro de Química Inorgánica CEQUINOR-CONICET, y tiene como objetivo fortalecer las capacidades científicas, tecnológicas y de innovación locales que aporten al proceso de transición energética nacional.

“Esta es una gran oportunidad que hemos planteado y la CNEA tiene ese andamiaje para contribuir en esta etapa inicial y luego poder pensar a otra escala un poco más grande o industrial”, concluye Brasnarof, respecto a este nuevo desafío para el desarrollo de tecnologías vitales en la transición energética.

Advertir que, desde la Argentina, país con grandes avances en los usos pacíficos de la energía nuclear, se cuenta con esta tecnología de enriquecimiento, permite, además de asegurar la provisión de elementos combustibles para los reactores de potencia, garantizar la producción de radioisótopos para medicina nuclear, los procesos industriales de irradiación y el combustible para el reactor nuclear de potencia 100% argentino CAREM (Central Argentina de Elementos Modulares). Todos estos avances se traducen en soberanía energética.

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