EL URANIOEN CASTILLA Y LEÓN

c o n t e n i d o¿Qué es y para qué sirve el uranio?

• El uranio en la naturaleza• El proceso de enriquecimiento del uranio• Las aplicaciones del uranio• Las ventajas del uranio

El aprovechamiento del uranio• La energía nuclear en España• La prospección del uranio• La historia del uranio en España• La minería del uranio en Castilla y León• El resurgir de la minería del uranio

¿Qué se hace con los residuos?• Gestión actual de residuos nucleares• Gestión futura de los residuos nucleares

© Junta de Castilla y LeónConsejería de Economía y EmpleoDirección General de Energía y Minas

REALIZACIÓN: Sociedad de Investigación y Explotación Minera de Castilla y León (SIEMCALSA)

© DE LA EDICIÓN: Domènech e-learning multimedia, S.A.

PRIMERA EDICIÓN: 2009

TIRADA: 2.000

DISEÑO GRÁFICO: Domènech e-learning multimedia, S.A.

IMPRESIÓN: Talleres Gráficos Soler, S.A.

DEPÓSITO LEGAL: B-18057-2009

Presentación

El uranio, junto con el plutonio, son los dos combustibles utilizados en las centralesnucleares para generar energía eléctrica.

Hasta el año 2.000, la principal explotación de uranio se localizaba en la provincia deSalamanca (Ciudad Rodrigo). Hoy en día, tan solo mantiene su actividad la planta defabricación de elementos combustibles de uranio localizada en la localidad de Juzbado(Salamanca) para abastecer de uranio enriquecido a algunas centrales nucleares nacionalese internacionales.

A continuación se describen los fundamentos que hacen que este elemento pueda utilizarsecomo combustible en centrales nucleares, sus restantes aplicaciones, la importancia que laexplotación de esta sustancia ha tenido en el desarrollo económico de la Comunidad deCastilla y León y la manera en que ha sido explotada y procesada.

En el momento actual, con el encarecimiento del petróleo y la difícil situación económica,se adivinan buenas perspectivas de futuro para la minería del uranio en Castilla y León.

Tomás Villanueva RodríguezConsejero de Economía y Empleo

de la Junta de Castilla y León

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producían reacciones nucleares similares a las que hoytienen lugar en los reactores utilizados para producirenergía eléctrica.

El ser humano contribuye a que los niveles deconcentración natural de uranio se incrementen comoconsecuencia de ciertas actividades: minería, medicina,investigación tecnológica, armamento, generación deenergía eléctrica, movilización de suelos, etc.

Ciertas plantas y hortalizas, como por ejemplo el rábano,contribuye a la fijación del uranio a través de sus raíces,donde queda almacenado.

Otra propiedad es su densidad al tratarse del elementoquímico natural más pesado.

El primer productor mundial de uranio es Canadá, endonde se encuentran los mejores yacimientos.

¿QUÉ ES Y PARA QUÉ SIRVE EL URANIO?

Al contrario que los combustibles fósiles, el uranio no genera anhídridocarbónico por lo que no produce gases que contribuyan al denominadoefecto invernadero. Sin embargo los problemas de almacenamiento delos residuos nucleares generados continúan sin resolverse. Ello, unido aalgunos accidentes nucleares que han tenido lugar durante el pasadosiglo, ha ocasionado que ciertos países, entre ellos España, hayanestablecido políticas encaminadas a no autorizar nuevas plantasnucleares.

EL URANIO EN LA NATURALEZA

El uranio es un elemento radiactivo que aparece en lasrocas, tierra, aire y agua. Su concentración media en lacorteza terrestre es de 4 partes por millón.

Se trata de un material muy reactivo. Por esta razón, enla naturaleza no se presenta en su forma elemental, sinoque se asocia a otros elementos formando compuestos.Presenta una gran avidez por el oxígeno, motivo por elcual normalmente aparece formando óxidos y sales demuy diferente composición y color.

La solubilidad de un compuesto de uranio en aguadetermina su movilidad en el medio ambiente y, portanto, su toxicidad. El uranio que aparece en el aguaprocede en su mayor parte de la disolución de rocas ysuelos que lo contienen.

En el aire, las concentraciones de uranio son muy bajas.Incluso en concentraciones más altas de lo normal, haytan poco uranio presente por metro cúbico de aire queapenas un átomo se transforma cada día.

El uranio se asocia a radiactividad y sin embargo susisótopos más comunes presentan una actividad muy baja,propiedad que ha podido utilizarse para datar laantigüedad de la Tierra.

El uranio natural es una mezcla de tres isótopos llamadosU234, U235 y U238. Los tres son el mismo productoquímico, pero tienen propiedades radioactivas diferentes.De cada gramo de uranio natural, el 99,28 % de su masaes U238, el 0,71% U235 y el resto U234. Salvo en ciertasexcepciones, la relación U238/U235 permanece constanteen la corteza terrestre.

No obstante, hace muchos millones de años, cuando elU235 existía en la naturaleza de manera abundante, se

Zeunerita (mica de uranio y arsénico). Mina La Profunda, León.

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EL PROCESO DE ENRIQUECIMIENTODEL URANIO

El isótopo de Uranio utilizado como combustible en lascentrales nucleares es el U235.

Para producir este combustible, el uranio natural esseparado en dos porciones. La porción combustible, quetiene más U235 de lo normal, se denomina uranioenriquecido, ya que su concentración aumenta del 0,7 %que posee en la naturaleza hasta valores del 2%-3%. Laporción sobrante, con menos U235 de lo normal, sedenomina uranio empobrecido. Ambos, sonquímicamente idénticos, diferenciándose únicamente porel grado de radiactividad que presentan.

El proceso de enriquecimiento tiene lugar después dehaber separado el uranio de las impurezas por mediosquímicos. En el método más utilizado a escala industrial,la difusión gaseosa, el uranio se encuentra en forma dehexafluoruro de uranio (UF6). El método se fundamentaen el hecho de que las moléculas de un gas con distintopeso molecular experimentan difusiones distintas al pasarpor una membrana porosa. Como consecuencia de ello,al hacer pasar el hexafuoruro de uranio por diversasmembranas porosas, al final del proceso se recogen dosproductos; un gas enriquecido en átomos de U235 y ungas empobrecido, denominado colas. Después de ésteproceso se consigue pasar de concentraciones en U235del 0,7% a 4-5%.

Tras el enriquecimiento, el hexafluoruro de uranio setransforma en plantas químicas en dióxido de uranio,material utilizado como combustible en los reactoresnucleares.

Otros métodos de enriquecimiento menos utilizados sonla difusión térmica líquida, la boquilla de separación, laexcitación láser y la centrifugación, en la que elhexafluoruro de uranio gaseoso se separa encentrifugadoras en cascada.

La única planta de procesado de uranio enriquecidoexistente en España se localiza en la localidad deJuzbado (Salamanca), propiedad de la Empresa Nacionalde Uranio, S.A. (ENUSA)

La planta entró en funcionamiento a finales de 1.984 yestá autorizada para almacenar y procesar uranio con unenriquecimiento máximo del 5% en peso de U235.

La capacidad de producción anual es de 300 tequivalentes de uranio enriquecido.

En el siguiente gráfico se muestra la evolución de laproducción de la planta de Juzbado en toneladasequivalentes de uranio enriquecido procesado.

La planta dispone de tres líneas para la fabricación deelementos combustibles de óxido de uranio, tanto paracentrales de agua a presión (PWR) como de agua enebullición (BWR). Una cuarta línea se destina a lafabricación de barras de combustible con óxido degadolinio.

Durante el año 2007, se fabricaron un total de 821elementos combustibles, de los que 517 fueron del tipoPWR y 304 del tipo BWR, para lo cual fue necesarioprocesar del orden de 268 toneladas de uranioenriquecido.

Con estos elementos combustibles se abastecen lascentrales nucleares de Almaraz I y II, Ascó I y II y Trillo.El resto de la producción que es más de la mitad, seexporta a otros países europeos (Suecia, Alemania,Bélgica, Finlandia y Francia).

Pastillas de combustible nuclearVista general de la planta de Juzbado. Salamanca

0

100

200

300

19851986

19871988

19891990

19911992

19931994

19951996

19971998

19992000

20012002

20032004

20052006

2007

300

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01985

19861987

19881989

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199219933

19941995

19961997

199881999

20002001

20022003

232004

20052006

2007

URANIO CONCENTRADO EN LA PLANTA DEJUZBADO DE SALAMANCA (t equivalentes procesadas)

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LAS APLICACIONES DEL URANIO

El uranio se desintegra muy lentamente emitiendo unapartícula alfa. El periodo de semidesintegración, definidocomo el tiempo que tarda la mitad de un isótopo enemitir su radiación y transformarse en otra sustancia,depende del tipo de isótopo. Así, en el U238 es deaproximadamente 4.470 millones de años, en el U235,704 millones de años y en el U234, 5 billones de años.Estos largos períodos de tiempo son los responsables deque el uranio aún exista en la naturaleza y sea utilizadocomo herramienta para estimar la edad de la Tierra.

Mientras que el U238 presenta una pequeña probabilidadde fisión espontánea cuando se le bombardea conneutrones rápidos, el U235 posee una mayor probabilidadde fisionarse al ser bombardeado por neutrones térmicosde menor energía. En este principio físico se fundamentandos de sus principales campos de aplicación: lageneración de calor en un reactor nuclear y su empleocomo material físil para armas nucleares.

El proceso de absorción de un neutron por el núcleo deU235 hace que éste se transforme en U236, que a su vez sefisiona generando Xenon, Estroncio y 2 neutrones,liberándose gran cantidad de energía en forma de calor.

Los fragmentos de Xe y Sr son muy inestables. Susnúcleos se mueven con una energía que es proporcionala la masa desaparecida durante la reacción nuclear,alcanzando la estabilidad mediante la emisión departículas beta.

Ambas aplicaciones son posibles gracias a la capacidaddel isótopo U235 de sostener una reacción nuclear encadena.

El uranio empobrecido es utilizado, entre otras cosas,para fabricar municiones perforantes y blindajes devehículos.

La fisión nuclear es la base del desarrollo de la energíanuclear. La energía liberada por la fisión nuclear generaenormes cantidades de energía. Prueba de ello es que enla fisión de 1 kg de U235 libera del orden de 19 GWh enforma de calor. En todas estas reacciones, una pequeñaparte de la masa se transforma en cantidades ingentes deenergía de acuerdo con la ecuación de Einstein E = mc2.A modo de ejemplo, la combustión de 1 kg de carbónproduce del orden de 30.106 julios, mientras que lamisma cantidad de U235 produce del orden de 80.1012julios; es decir, una energía superior en más de 2,5millones de veces.

Cuando un núcleo de U235 se bombardea con neutrones,aún de baja energía como son los térmicos, se produceuna violenta inestabilidad que hace que el núcleo sedivida en dos fragmentos aproximadamente iguales.

La reacción nuclear en cadena es posible ya que, apartede los dos fragmentos liberados de Xe y Sr, se emitenneutrones y, en el caso particular del U235, la energía deéstos neutrones es suficiente como para causar una nuevafisión, cosa que no ocurre con los neutrones de otroselementos radioactivos como son el radio o el bismuto.

Armamento nuclear. Misil

Neutrón

Átomo de U235

Átomo deestroncio

Átomo dexenon

Neutrones(de 2 a 5 por fisión)

Calor

PROCESO DE FISIÓN DE UN ÁTOMO DE URANIO235 POR COLISIÓN DE UN NEUTRÓN

REACCIÓN NUCLEAR EN CADENA

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Recarga de combustible

Existen varios tipos de reactores: de agua a presión(PWR), de agua en ebullición (BWR), de agua pesada(HWR), de grafito-gas y autoregenerativos, estos últimoscaracterizados por producir más combustible del queconsumen. En España, los más habituales son los de aguaa presión, constituidos por las siguientes unidades:

• El reactor en donde se produce la fisión del elementoradioactivo.

• El generador de vapor en donde el calor producidopor la fisión se utiliza para producir vapor de agua.

• La turbina que utiliza el vapor de agua para mover unalternador y generar energía eléctrica.

• El condensador utilizado para enfriar el vapor a lasalida de la turbina y convertirlo en agua.

La reacción nuclear tiene lugar en el reactor, en dondelas agrupaciones de varillas de combustible se intercalancon las barras de control, fabricadas de un materialcapaz absorber los neutrones. De esta manera secontrola el ritmo de la fisión nuclear ajustándola a lasnecesidades de generación de electricidad.

Barras de combustible

ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA CENTRAL NUCLEAR DE AGUA A PRESIÓN

Generador de vapor

Barras decontrol

Combustiblede uranio

Vasija delreactor

Bomba Condensador Agua derefrigeración

Edificio decontención

Líneas devapor

Turbina

Generador

Transformador

Agua fría

Torre deenfriamiento

Vapor

Electricidad

Fuente deagua fría

Contenedoragua fría

Bomba

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En las centrales nucleares existe un circuito primario deagua desmineralizada que se calienta con el calorgenerado durante la fisión del uranio. Este circuito formaun sistema cerrado en el que el agua circula bajo presióncon el fin de que permanezca en estado líquido a pesarde que la temperatura alcanzada sea entorno a 290ºC.

Esta agua se utiliza para calentar, mediante unintercambiador, el agua que circula por el circuitosecundario transformándola en vapor a presión que esconducido a la turbina. El vapor entra en la turbina y éstamueve el generador de corriente eléctrica. Finalmente, el vapor turbinado pasa por el condensador,en donde se produce el cambio de estado a fase liquida.Esta agua es enfriada a través de un circuito terciario enlas torres de refrigeración.

• En la industria civil se utiliza para la construcción deestabilizadores para aeronaves, satélites artificiales yveleros.

Otras aplicaciones menos conocidas del uranio quemerecen mención son las siguientes:

• Como combustible utilizado en la propulsión desubmarinos y buques.

Submarino nuclear

Imagen de un satélite artificial

Vista general de la central nuclear de Garoña.

Turbina de una central nuclear

• En la datación de la edad del planeta. Para ello sedeterminan los períodos de desintegración deminerales que contienen uranio.

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LAS VENTAJAS DEL URANIO

A modo ilustrativo, para producir la misma cantidad deelectricidad que la generada en un día en una centralnuclear de una determinada potencia se necesita, en unacentral de fuel del orden de 34.000 barriles de petróleo yen el caso de que la central fuera térmica unas 6.850toneladas de carbón.

Si considerásemos una central nuclear con capacidadpara generar 1.000 MWh de energía eléctrica, seríanecesario generar del orden de los 3.000 MWh térmicos.Esta cantidad de energía podría ser proporcionada portan solo 3,2 kg/día de uranio, cantidad reducida si secompara con las aproximadamente 10.500 t/día decarbón que necesitaría una central térmica convencional.De esto se deduce que la energía eléctrica producida porla fisión de 1 kg de U235 equivale a la energía que sepuede obtener de la combustión de aproximadamente2.800 t de carbón.

El uranio, al contrario de lo que ocurre con otroscombustibles no genera CO2 en el proceso deaprovechamiento energético, por lo que no genera gasesque contribuyan al denominado efecto invernadero.

Hay reservas de uranio suficientes para cerca de 300años y además están repartidas por muchos países.

Las centrales actuales son muy seguras y el riesgo deaccidentes es muy bajo. Por otro lado, en un futuropróximo habrá reactores que puedan reutilizar elcombustible usado en las actuales centrales.

En resumen, la energía del uranio es barata y nocontamina, aunque conlleva asociada la generación deunos residuos no exentos de riesgo.

• El U238 se convierte en plutonio en los reactoresdenominados reproductores. El plutonio puede serusado en reactores nucleares o en la fabricación dearmas nucleares.

• Algunos accesorios luminosos utilizan uranio delmismo modo que lo hacen ciertos productos químicosfotográficos (nitrato de uranio).

• El uranio en estado metálico es usado como blancopara generar rayos X.

• Su alto peso atómico hace que el U238 pueda serutilizado como un eficaz blindaje contra lasradiaciones de alta penetración.

Sala de control de la central de Garoña

• En la industria militar, el uranio empobrecido se utilizapor su elevada densidad (mayor que la del plomo), sugran inflamabilidad (se inflama espontáneamente encontacto con el aire a temperaturas superiores a los600ºC) y su bajo coste. Los principales usos vandestinados a la fabricación de blindaje de carros decombate o proyectiles penetrantes.

• El uranio agotado del isótopo fisionable U235 seemplea en el blindaje de los contenedores dealmacenamiento y transporte de materiales radiactivos.

Carro de combate blindado

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Castilla y León cuenta con la mayor mina de uranio de España,una planta de combustibles nucleares y una central nuclear.

EL APROVECHAMIENTO DEL URANIO

LA ENERGÍA NUCLEAR EN ESPAÑA

En la actualidad, existen en nuestro país 8 reactoresnucleares en funcionamiento con una potencia totalinstalada de 7.442 MW. En el año 2007, la cantidad deenergía eléctrica generada fue de 55.039 GWh, lo querepresentó el 17,6 % de la energía eléctrica producida enEspaña, tal y como se observa en el siguiente gráfico.

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,0001,000,000

600,000

800,000

400,000

0

200,000

Centrándonos en nuestra Comunidad, el reparto de laproducción eléctrica en función de su origen se ilustra enel siguiente gráfico en el que únicamente se hanconsiderado las instalaciones termoeléctricas,hidroeléctricas y eólicas con una potencia superior a1000 kW.

La central nuclear de Santa María de Garoña, en Burgoscontribuye con el 6,32% a la energía eléctrica de origennuclear generada en nuestro país, porcentaje querepresenta, a nivel nacional, tan solo el 1,02% de laenergía eléctrica generada.

NombreTipo dereactor

Potenciaeléctrica

(MW)

Energíagenerada en2007(GWh)

Puesta enoperación

Santa María de Garoña(Burgos) BWR 466 3.482,29 1.971

Almaráz I (Cáceres) PWR 977 8.510,11 1.981

Almaráz II (Cáceres) PWR 980 7.437,27 1.983

Ascó I (Tarragona) PWR 1032,5 7.915,91 1.984

Ascó II (Tarragona) PWR 1027,2 7.420,88 1.986

Vandellós II (Tarragona) PWR 1087,14 5.531,11 1.988

Cofrentes (Valencia) BWR 1092 6.240,14 1.985

Trillo I (Valencia) PWR 1066 8.501,73 1.988

En la siguiente tabla se resumen las principalescaracterísticas de las centrales nucleares enfuncionamiento ubicadas en territorio nacional.

LA PROSPECCIÓN DEL URANIO

Como ya se ha indicado, el uranio es un recurso naturalque se encuentra libre en la corteza terrestre en un gradode concentración medio de tan solo 3 ppm y en mediosacuosos alcanza cantidades de algunos microgramos porlitro. A pesar de estas bajas concentraciones, el uranio esunas 800 veces más abundante que el oro, 40 veces másque la plata, 1,8 más que el mercurio, 1,6 más que elantimonio y 1,5 más que el cadmio. Es tan abundantecomo el plomo, cobalto, molibdeno o el arsénico.

Suele aparecer asociado a rocas graníticas o rocasvolcánicas y alcanza concentraciones significativas enambientes sedimentarios con presencia de sustanciasquímicamente reductoras.

Múltiples son las técnicas de prospección empleadas parasu detección. La elección de una u otra se realizaatendiendo a la escala geográfica en la que sea necesariarealizar la investigación, tal y como se ilustra en elsiguiente cuadro resumen.

Carbón158.239

Cogeneración ytratamiento de residuos35.043

Renovables y residuos37.845

Hidroeléctrica26.447

Nuclear55.039

Eólica4.61212,5%

Nuclear3.4829,4%

Hidráulica 11.30730,6%

Térmica 17.58547,5%

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN CASTILLAY LEÓN. AÑO 2007 (GWh)

Fuente: EREN

Fuente: Foro Nuclear

PRODUCCIÓN NACIONAL DE ENERGÍA ELÉCTRICA.AÑO 2007 (GWh)

PRODUCCIÓN NACIONAL ELÉCTRICA DE ORIGENNUCLEAR. AÑO 2007 (GWh)

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

Garoña

Almaraz

IAlm

araz II

Ascó I

Ascó II

Cofrente

sVan

dellós

Trillo

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Uno de los métodos de prospección más utilizado se basaen la radiación gamma emitida de manera natural porciertos elementos radioactivos como son el radio, el torioy el potasio. La desintegración radiactiva de estoselementos presentes en las rocas origina una anomalía deradiación gamma natural, para cuya detección se utilizaninstrumentos diseñados para ir montados tanto a pie comoen todo tipo de vehículos terrestres y aeronaves. Laprospección de rocas con contenido en uranio aplicandoesta técnica se realiza de manera indirecta, puesto que ladesintegración del uranio no genera radiación gamma. Sinembargo, sí se obtiene radio que en su desintegraciónemite radiación gamma. Se trata de una técnica rápida yde bajo coste empleada en todas las fases de unaprospección: cartografía de reconocimiento, prospecciónaérea, reconocimiento superficial y estudios de detalle.

Los otros métodos convencionales basados en lasmediciones geofísicas no parecen tener gran utilidad porrazones variadas: el uranio no suele presentar propiedadesmagnéticas ni eléctricas y, a pesar de su elevada densidad,su baja concentración en las formaciones geológicas quelo contienen, enmascara su presencia. Además, estos

métodos compiten con otros métodos más económicoscomo son los sondeos sin recuperación de testigo y elregistro de los mismos.

La realización de registros de rayos gamma en sondeossin recuperación de testigo constituyen otra de lastécnicas de prospección más empleada. Con este tipo deregistros se obtiene información relativa a la ley, lapotencia y la profundidad del yacimiento. Habitualmentese realizan tres tipos de registros: registro de radiacióngamma natural, registro eléctrico y un registro deresistividad que sirve para identificar las formacionesatravesadas.

LA HISTORIA DEL URANIO EN ESPAÑA

España no podía ser totalmente ajena a todos losmovimientos mundiales que desde mediados del siglopasado han utilizado el uranio como combustible en lascentrales nucleares. Para favorecer su investigación, elMinisterio de Industria y Comercio dictó una Orden el4/10/1945 mediante la cual se reservaba, con caráctertemporal y a favor del Estado, los posibles yacimientos deuranio ubicados en 14 provincias españolas.

Mediante otro Decreto datado el mismo día, el Estadodeclaró el uranio de interés nacional y se reservó para sítodos los yacimientos situados dentro del territorionacional, prohibiéndose su exportación.

Con la creación en 1951 de la Junta de Energía Nuclear(JEN), da comienzo la investigación sistemática deminerales radiactivos en España.

La exploración e investigación de minerales de uranio ytorio se centró en los granitos hercínicos, buscándosemineralizaciones de naturaleza filoniana en lasprovincias de Salamanca y Zamora.Prospección aerotransportada Equipo de registro y sonda de radiación

gamma

Trabajo Fase Objetivo Escala de trabajo Métodos de prospección Resultados

Exploración

Selección deáreas

Identificación de áreasfavorables

Mapa: Nacional 1/1.000.000;1/2.000.000 Normalmentesin sondeo

Bibliografía, geología minera,Cartografía, geología existente.Actividad empresas. Reconocimientodel terreno.

Unidades geológicascon petencial uranífero

Prospecciónregional

Localización de indiciosuraníferos

Mapa: Regional 1/100.000;1/50.000; 1/25.000Sondeos: Mallas kilométricasa hectométricas

Síntesis geológica. Geofísicasaeroportadas y de tierra.Geoquímicas de aluviones y aguas.Sondeos estratigráficos.

Estructuras, unidadesgeológicas con indicios

Investigación Localización y delimitación deyacimientosMapa: Local 1/10.000;1/2.000 Sondeos: 200 x 100;100 x 50

Geología. Radiometría detalle.Geofísicas detalle, EM, resistividades.Emanometría de Rn. Calicatasmacánicas. Sondeos malla amplia.

Yacimiento delimitadopor sondeos positivos

Evaluacióngeológica

Valoración geológica delyacimineto

Mapa: Local 1/2.000; 1/500Sondeos: E.V. 50 x 50; 50 x50 centrada, 80 x 40

Sondeos malla detalle. Valoracióndel yacimiento por médotosaritméticos y geoestadísticos

Recursos in situ(Geológicos)

Estudios depreviabilidad yviabilidad

Estudio de la futura rentabilidadde un yacimiento con criterioseconómico-financieros

Sondeos: E.P.V.: Varias

E.V.: 50 x 60; 50 x 50centrada

Proyecto minero previo,recursos recuperables,Decisión de continuar ono en el proyecto

Investigaciónpor sondeos dereconocimientominero

Obtención de la informaciónnecesaria para realizar elproyecto definitivo yplanificación de la explotación

Mapa: Local 1/2.000; 1/500Sondeos: 10 x 10

Proyecto minerodefinitivo, Recursosrecuperables

ESTUDIOS PREVIOS A LA EXPLOTACIÓN

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En 1957, un equipo de prospección, siguiendo unaanomalía, pasó de los granitos a una zona de pizarrasrecubiertas por un pequeño espesor de terciario dondecontinuaba dicha anomalía. Se había descubierto laMINA ESPERANZA en Villar del Ciervo, Salamanca.

Con el descubrimiento de esta mina se produce unarevolución en relación a los criterios manejados en laprospección de uranio. Por primera vez en el mundo setenía conocimiento de la posibilidad de encontrarconcentraciones importantes de este elemento enpizarras precámbricas.

A partir de entonces, los equipos de prospección sevolcaron en la investigación de pizarras en el MacizoHercínico. Como consecuencia de esta campaña deinvestigación se identificaron tres importantes áreasdentro de la provincia de Salamanca, una de las cualesdio origen a la Mina FE, que hasta la fecha ha sido lamayor explotación de uranio de España.

En 1972 se funda la Empresa Nacional del Uranio(ENUSA) con la finalidad, entre otras, de hacerse cargodel Sector de Ciudad Rodrigo e iniciar la explotación dela Mina FE, donde algunos años atrás se había iniciadosu explotación a cielo abierto.

A partir de 1974, ENUSA alternó los trabajos dereconocimiento detallado de los yacimientos del entornode Mina FE y de la zona de Alameda de Gardón, con laexploración regional de las pizarras del área de CiudadRodrigo, en el entorno de Villavieja-Retortillo, las zonasgraníticas de Villar de Ciervo, Lumbrales y Casillas, asícomo toda la cubeta sedimentaria terciaria de CiudadRodrigo hasta la ciudad de Salamanca, incluyendo elbasamento hercínico de sus bordes.

Merecen destacar por su importancia los trabajosrealizados en Villar de Peralonso, en la mina Esperanza,en Valdemascaño, Casillas de Flores, etc., en donde sereconocieron y explotaron algunos filones estrechosmediante pequeñas labores de interior.

En la Comunidad extremeña se llegaron a explotarpequeñas cantidades de uranio por la JEN en la zona deAlbalá-Montanchez-Trujillo, en el área de Cabezas deAraya y en el entorno de Don Benito, donde selocalizaron las minas de la Haba, explotadas durante elperíodo 1983-1990 por ENUSA.

En el gráfico adjunto se refleja la producción histórica deuranio en nuestro país indicando su procedencia.

Instalaciones mineras antiguas de la Mina lobo, en la Haba Pechblenda (óxido de uranio)

0

100

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1975 1980 1985 1990 1995 2000

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197551975 1 809801980198001 1985985 11985 991985 151 191 9090 1995995900 510 19951995 22000000000020002

La HabaJenSaelices

La producción acumulada entre 1975-2000 fue de 6.239 t U3O8. La producción previa a 1975 fue de 540 t de U3O8

tU3O8

LA MINERÍA DEL URANIO EN CASTILLAY LEÓN

Explotación Minera de los Yacimientos dela Provincia de Salamanca. Minas FE y D

Los Yacimientos FE y D se encuentran situados al Oeste dela provincia de Salamanca, a unos 90 km de la capital y aunos 10 km de Ciudad Rodrigo, en los términosmunicipales de Saelices el Chico y Carpio de Azaba.

El origen de la mineralización se debe a la circulación defluidos hidrotermales altamente mineralizados a través dela red de fracturación de las rocas circundantes. Losminerales de uranio, al encontrarse en condicionesreductoras por la presencia de la materia orgánica de laspizarras, precipitan dando lugar a mineralizaciones deóxidos negros y pechblendas, que durante el transcurso delos siglos han dado lugar a redisoluciones y redeposicionesconfigurando así la complejidad de estos yacimientos.

La solución acuosa se procesaba mediante unaextracción con disolventes orgánicos. Básicamente laextracción consistía en poner en contacto éstassoluciones acuosas denominadas “fértiles” con unaamina terciaria disuelta en un disolvente orgánico(queroseno) que era afín por los iones uranilo. Cuatroetapas se consideraron suficientes para obtener unrendimiento superior al 99%.

Una vez que la faseorgánica se cargabaen uranio se procedíaa su tratamiento. Eluranio, ya presente enuna disolución limpiay mucho másconcentrado, erasusceptible de serprecipitado mediantediferentes formas,aunque la máshabitual consistía en

el ajuste del pH, dando como resultado un precipitadorabiosamente amarillo de diuranato amónico.

Los buenos resultados obtenidos en esta planta pilotosirvieron para acometer la construcción de otra de mayorcapacidad denominada ELEFANTE, puesta enfuncionamiento en 1975, con una capacidad inicial deproducción de 120 t de U3O8/año.

Durante el transcurso de los años en los que funcionóesta planta se fueron incrementando las produccioneshasta alcanzar en 1989, una punta de 249 t de U3O8.

El diseño inicial de la explotación se realizó atendiendoal alto grado de dilución que presentaba lamineralización y a la existencia de minerales marginalesque podían ser recuperados. Para ello se diseñó unsistema de explotación con bancos de trabajo de 3 m dealtura y un talud final de unos 45°.

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Corta minera en Saelices el Chico, Salamanca

Hueco final de la corta D

Proceso de concentración mineral

A principio de los años 70 se construyó una pequeñaplanta piloto que se denominó E.L.E., siglas de Estaciónde Lixiviación Estática, que permitió el tratamiento de losminerales extraídos de las incipientes labores mineras dela Mina FE.

A esta planta llegaba el lixiviado procedente de losmontones de mineral que eran regados con solucionesácidas.

Eras de disolución de la planta Elefante

Contenedor de diuranato amónico (U3O8)

Posteriormente se modificó el método de explotacióncon la finalidad de reducir los costes de explotación.Así, a finales de la década de los 90 se tomó la decisiónde aumentar la altura de los bancos de trabajo a 6 m.

Una evolución similar al diseño de la mina experimentóla maquinaria de carga y transporte. Las palas inicialesde 1-2 m3³de capacidad de cazo fueron sustituidas porotras de 10 m3 montadas sobre neumáticos. Los últimosdumpers que operaron en la explotación tenían unacapacidad de transporte de 85 t. Toda esta maquinaria,una vez clausurada la actividad extractiva, se hautilizado en las labores de restauración de los terrenosafectados por la actividad minera y el procesado delmineral.

El día 16 de noviembre de 2000, se efectuó la últimavoladura en la explotación minera de Saelices el Chico,reservándose yacimientos como los de Sageras yAlameda de Gardón, para las generaciones futuras.

En el año 1986, evaluadas las reservas minerales deuranio y de acuerdo con las perspectivas de agotamientode los stocks almacenados como consecuencia de lamoratoria nuclear en los países occidentales, se tomó ladecisión de estudiar la viabilidad de una nueva plantaque aprovechase eficientemente los recursos mineralesde la provincia de Salamanca y que permitiese optimizarlas labores mineras.

Las primeras pruebas de funcionamiento de esta planta,conocida con el nombre de “Quercus”, se realizaron en1993.

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Foto aérea de la impermeabilización de la era de lixiviación de la planta Quercus

Tras la lixiviación dinámica se procedía a una etapa deseparación sólido-líquido mediante cinco espesadores.

Los líquidos claros obtenidos se enviaban a la sección deextracción con disolventes, cuyo funcionamiento erasimilar al de la planta ELEFANTE.

Vista aérea de la planta de concentrado Quercus

Instalación de clasificación de la planta Quercus.

Planta Quercus. Sección de extracción con disolventes

Finalmente se procedía a la separación y lavado de losconcentrados mediante filtros de banda de vacío y a susecado y envasado en bidones de 250 l, como los que sepueden apreciar en el parque de concentrados de lafotografía anexa.

Parque de concentrados de U3O8

La Planta Quercus se diseño con la idea de recuperar eluranio contenido en las fracciones más finas. Para ello sediseño una planta clasificadora que permitiese laseparación en húmedo de tres fracciones granulométricas.La más fina (inferior a 1 mm) contenía el 65% del uraniopresente en el Todo-Uno pero tan solo representaba el10 -15% del volumen de mineral entrante en la planta.Por el contrario, la fracción más gruesa (mayor de 10 mm,)que era la más abundante (65 - 70% del Todo-Uno), tansolo contenía el 15% del uranio.

De las tres fracciones en las que se clasificaba el mineral,tan solo las dos de menor tamaño eran sometidas alixiviación, dinámica en el caso de la fracción más fina yrica, y estática en el caso de la fracción intermedia quepresentaba menor contenido en uranio.

La fracción gruesa, tras sufrir un estrío radiométrico por sihubiera alguna piedra de alto contenido, se enviaba a laescombrera de estériles.

Desde un punto de vista energético, la planta detratamiento, operando al 80% de su capacidad, podríahaber generado materia prima suficiente para obteneruna cantidad de concentrado de uranio equivalente a 12millones de toneladas de carbón con un poder caloríficode 24.106 j/kg, cifra próxima a la producción nacional deéste combustible.

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Labores de relleno de hueco minero en la corta FE2

Otras tareas de gran importancia que se han realizado sonlas clausuras de las Plantas de Tratamiento Elefante yQuercus, que por ser Instalaciones radiactivas de primeracategoría, requieren de unos estrictos procedimientos quegaranticen la seguridad a largo plazo de los residuosgenerados (eras de lixiviación estática y diques de estériles).

En las fotografías adjuntas puede apreciarse unacomparativa entre el estado inicial y final de una de estas

Labores de revegetación en la mina FE3

Clausura de la mina

La parada de las actividades extractivas en diciembre del2000 ocasionó una fuerte reestructuración de los efectivoslaborales, que pasaron de 120 a 58 personas.

Tras el cierre de las minas, la plantilla que hapermanecido en el centro minero ha desarrollado tareasde regeneración de los terrenos afectados por la actividadminera, entendiendo como tal, los huecos de mina,escombreras y plataformas de las plantas de concentrado.

A grandes rasgos, el volumen de estériles de minaalmacenados en las escombreras es del orden de los67.000.000 t que se han utilizado para rellenar cuatrograndes huecos mineros con capacidad para albergar14.550.000 m3 de material.

El estéril sobrante acopiado en las escombreras essometido a un proceso de remodelación y posteriorimpermeabilización de su superficie con material arcillosocon el fin de asegurar la no emisión de radón a laatmósfera. Finalmente, esta capa se cubre con otra capade material resistente a la erosión y sobre ella se extiendeuna capa de suelo sobre la que se desarrollan las laboresde vegetación.

DIAGRAMA DE FLUJO DE LA PLANTA QUERCUS

A continuación se adjunta el diagrama de flujo de la planta Quercus.

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La fecha de conclusión de estos trabajos era finales delaño 2008. El presupuesto destinado a estos fines hasuperado los 24 millones de Euros.

Una partida muy elevada de este presupuesto se hadestinado al tratamiento de las aguas ácidas de mina y laprocedente de las escorrentías de las escombreras. Paraello ha sido necesario tratar las aguas almacenadas en lascalderas de las minas y en el dique de estériles de laPlanta Quercus, que en marzo de 2003 contabilizabaentorno a 2.500.000 m3. Además, se han realizadonumerosas tareas de impermeabilización de superficiescon arcillas y de restitución topográfica con el fin de evitarla circulación de aguas por zonas en las que se podríangenerar lixiviados, y en consecuencia, aguas ácidas.

Estado inicial de una era de lixiviación

Estado final de una era de lixiviación estática tras los trabajos de restauración

EL RESURGIR DE LA MINERÍA DELURANIO En el año 2000 se produjo el cierre de la única explotaciónde uranio del país ubicada en la provincia de Salamanca,como consecuencia de los elevados costes de producción,muy por encima de los precios del mercado. Sin embargo,desde entonces el precio del uranio ha ido ascendido tal ycomo puede observarse en el gráfico adjunto.

Corta D tras su restauración

El precio del uranio, que durante décadas se situó pordebajo de los 30 €/kg, sufrió un incremento gradual a partirdel 2004, alcanzando en junio del 2007, los 223 €/kg deU3O8, en plena burbuja de las materias primas, en la que lamayoría de los minerales alcanzaron elevados precios.

Como consecuencia de esta escalada de precios, variasempresas se han interesado en una posible puesta enexplotación de ciertos yacimientos. Ejemplo de ello es laaustraliana Berkeley, quien a través de su filial en España,la Sociedad Minera de Río Alagón, se encuentra realizandotrabajos de investigación de uranio en Guadalajara,Cáceres y Oeste de Salamanca.

En el mes de julio de 2008, ENUSA firmó un acuerdo decolaboración con esta multinacional para la constitución deun consorcio con el fin de actuar sobre el dominio mineroa favor del Estado y reactivar la planta Quercus ubicada enSaelices el Chico.

La multinacional Mawson, de nacionalidad canadiense,también está interesada en la investigación de uranio en lasprovincias de Salamanca, Badajoz y Cáceres sobre antiguasexplotaciones mineras o terrenos investigados durante lasdécadas de los 40 y los 50 del pasado siglo.

La energía va a ser, ya lo es, uno de los grandes problemasde nuestro siglo, especialmente en Europa que necesitaimportar la mayor parte de lo que consume. Elrelanzamiento de la energía nuclear parece inevitable si,como es previsible, el precio del petróleo y el gas continuasubiendo y si los políticos se toman en serio los problemasocasionados por del efecto invernadero.

eras de lixiviación tras los trabajos de restitucióntopográfica de las mismas, estando pendientes los deextendido de la capa de suelo y la implantación devegetación.

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€/kg de U3O8

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GESTIÓN ACTUAL DE RESIDUOSNUCLEARESAnualmente se producen en España del orden de las2.160 t de residuos radiactivos. La alta toxicidad yelevada actividad de los mismos, de hasta miles e inclusomillones de años, exigen que su tratamiento seaextremadamente seguro.

Los ocho reactores con los que cuenta la industrianuclear española generarán a lo largo de toda sutrayectoria, al término de su ciclo operativo, cerca de20.000 elementos de combustible agotados, es decir,6.700 toneladas de uranio, plutonio y otros productosgenerados en la fisión de los átomos que tiene lugar enestos reactores.

Los residuos nucleares de alta actividad procedentes delas centrales nucleares nacionales, cifrados en 160 t/año,están constituidos por un conjunto de barras metálicas,de unos cuatro metros de longitud y unos 25 cm de ladode malla, en cuyo interior se encuentran las pastillas dedióxido de uranio. Estas barras de combustible, una vezagotadas son extraídas del reactor e introducidas en lapiscina de la central, la cual proporciona el blindaje y larefrigeración necesaria para disipar el calor generado yfavorecer el decaimiento de su actividad radioactiva.

Centro de almacenamiento de residuos radioactivos de El Cabril

Piscina de almacenamiento de barras de combustible de alta actividad

Descarga de bidones de residuos nucleares en una unidad de almacenamiento

¿QUÉ SE HACE CON LOS RESIDUOS?

La cantidad restante de residuos, en torno a 2.000 t/año,están constituidos por materiales de baja y mediaactividad, que se transportan y almacenanpermanentemente en las instalaciones de El Cabril, en laSierra Albarrana de Córdoba, gestionadas por ENRESAdesde 1992. Aquí, los materiales permanecerán vigiladosdurante un periodo de hasta 300 años.

Los residuos se recogen y transportan en estado sólido,hormigonados en su mayoría dentro de bidones metálicoscuya capacidad es de unos 220 l.

La recepción y descarga se realiza por control remoto,para evitar la exposición de los trabajadores aradiaciones.

Los bidones metálicos se introducen en cubos dehormigón armado de 2 m de lado denominados unidadesde almacenamiento. Cada unidad tiene cabida para 18bidones y su peso ronda las 24 t.

A las unidades, una vez llenas, se les aplica una inyecciónde mortero y se trasladan a las celdas de almacenamiento,construidas también con gruesas paredes de hormigón.Cada celda de almacenamiento tiene capacidad paraalbergar 320 unidades de almacenamiento.

Celda 29 (en construcción)Edificio de acondicionamiento de RBBA

Punto de información RBBA

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En total existen 28 celdas de almacenamiento dispuestas endos plataformas. Una vez completada una plataforma, esrecubierta con capas alternativas de materiales drenantes eimpermeabilizantes para evitar que posibles infiltraciones deagua de lluvia puedan entrar en contacto con los residuosalmacenados.

Cada plataforma de almacenamiento está dotadas de unared de control de infiltraciones (RCI), accesible en todomomento.

Celdas de almacenamiento de residuos nucleares

ESQUEMA DE ALMACENAMIENTO DE RESIDUOSNUCLEARES

Desde el inicio de sus actividades en enero de 1986 hasta el31 de diciembre de 2005, la instalación ha recibido un totalde 25.557 m3 de residuos que han sido almacenados en untotal de 4.740 contenedores, lo que representa el 52,8% dela capacidad de almacenamiento del complejo. Al ritmoactual, la instalación podría cubrir las necesidades dealmacenamiento de residuos radiactivos de baja y mediaactividad hasta la tercera década del siglo XXI.

Los gastos derivados tanto de la gestión de los residuoscomo del desmantelamiento de las centrales nucleares sefinanciarán durante los próximos decenios mediante un“fondo de los consumidores”. La mayor aportación seobtiene de la aplicación en la factura de la luz de un canondel 0,8 % que se recalcula todos los años.

GESTIÓN FUTURA DE LOS RESIDUOSNUCLEARESEl Gobierno, en los sucesivos Planes Generales deResiduos Radiactivos, y en particular en el VI PlanGeneral de Residuos Radiactivos se ha decantado poruna solución centralizada para el almacenamientofuturo de los residuos radioactivos, atendiendo aconsideraciones estratégicas, económicas y deseguridad.

La propuesta se concreta en la construcción de unainstalación denominada Almacén TemporalCentralizado (ATC).

Entre las ventajas que la construcción de unainstalación de este tipo tendrían merece destacar lassiguientes: gestión integral de los residuos de baja ymedia actividad, simplificación de la logística,minimización del coste económico, garantías en lagestión de los residuos nucleares durante al menos seisdécadas. Todo ello facilitaría el desmantelamiento deaquellas centrales que, o bien hayan alcanzado el finde su vida operativa o que estando en activo, suspiscinas se colmaten de elementos combustiblesagotados, como ha ocurrido con la central de Trillo endonde ha sido necesario construir un almacén temporalde hormigón individualizado en seco.

A finales del 2006, las capacidades de ocupación delas centrales nucleares españolas eran las siguientes:Santa María de Garoña con un 79 %, Almaraz I con el65,33 %, Almaraz II con el 60,96 %, Ascó I y Ascó IIcon el 76,9 % y el 69,94 % respectivamente, Cofrentescon el 83,10 %, y Vandellós II con un 54,28 %.

La capacidad de almacenamiento global de lascentrales nucleares españolas es de 17.872 elementos,de los cuales ya se encuentran almacenados 10.581, loque representa un grado de ocupación del 66,9%.

Otra propuesta de gestión de residuos se basa en elalmacenamiento geológico profundo. De todos losresiduos radiactivos que cada año se producen enEspaña, aproximadamente el 92,5 % están catalogadoscomo de baja y media actividad. Procedenprincipalmente de las centrales nucleares y en menormedida de hospitales, centros de investigación einstalaciones industriales que utilizan fuentesradiactivas.

El estado en que se encuentran estos residuos es muyvariado: líquidos inmovilizados en cemento,herramientas y materiales de operación usados en lascentrales; jeringuillas, guantes y material médicodiverso procedente de las unidades de medicinanuclear y radioterapia de los hospitales y de ensayos enlaboratorios.

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explotadas para la extracción de crudo y gas natural esgracias a que durante millones de años estos fluidos hanpermanecido confinados en ellas sin que se hallaproducido escape alguno.

Finalmente, existen pruebas fehacientes sobre lainmovilización de residuos radioactivos (del reactornuclear natural de Oklo) durante un periodo de dos milmillones de años.

Otras técnicas de gestión de residuos radioactivos yacontempladas en el V Plan General de ResiduosRadiactivos se refiere al desarrollo de nuevastecnologías encaminadas a disminuir el volumen y laactividad de los residuos de alta actividad. Dichastecnologías, conocidas bajo el nombre de separación ytransmutación, ya se encuentran en fase experimental.

La implantación de la tecnología denominadatransmutación en sistemas nucleares subcríticos asistidospor acelerador (conocida como ADS) podría reducir enun factor 100 o incluso 1000, la cantidad de losresiduos a almacenar y lograr que, tras un plazo deunos pocos miles de años, su toxicidad sea comparablea la de los elementos radioactivos naturales.

Por otra parte, el combustible nuclear gastado es unproducto que aún conserva la mayor parte de supotencial energético, y que puede ser aprovechado porotras tecnologías disponibles.

Todos estos residuos son susceptibles de almacenarse enuna estructura geológica profunda estable, sellante eimpermeabilizada. Los trabajos de investigación realizadospor ENRESA, permiten asegurar la existencia de grancantidad de formaciones que reúnen estas condiciones aprofundidades entre los 600-1.000 m, en condiciones demáxima seguridad y mínimo impacto ambiental, capaces dealbergar estos residuos durante decenas de miles de años.

FUENTES DE RADIACIÓN NATURALES

FUENTES DE RADIACIÓN ARTIFICIALES

Esquema de almacenamiento

Antes de proceder al almacenamiento de estos residuos enprofundidad, se procedería a su inertización en superficie.

Las formaciones geológicas estudiadas guardan gransimilitud con las formaciones geológicas que albergan loshidrocarburos. Si hoy en día estas formaciones están siendo

Más información en: www. siemcalsa. com (apartado publicaciones)� Libro: La Minería en Castilla y León