Estudio de impacto por metales y radionucleidos de la central nuclear de trillo sobre el agua, sedimentos, algas y peces en la cuenca alta del río Tajo

Resumen

RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL DE Dª ROSA ARGÜELLES SÁNCHEZ El importante crecimiento económico, industrial y poblacional desde mediados del siglo pasado ha estado asociado a un muy notable aumento del consumo energético, consustancial a la mejora del nivel de vida de la sociedad. Este incremento, y especialmente el hecho de estar basado en un modelo energético fuertemente centrado en el uso de combustibles fósiles, provoca problemas ambientales y económicos que pueden acabar frenando el desarrollo y afectar al bienestar de la humanidad. Por ello, a lo largo del siglo IXX se ha alcanzado un elevado nivel de madurez tecnológica, permitiendo producir energía a partir de la fisión (división) o fusión (unión) de los núcleos de los átomos de forma controlada, conocida como energía nuclear. La energía nuclear es una de las opciones energéticas más importantes del mundo para generar electricidad y comprende aproximadamente el 14% de la electricidad mundial y el 21% de la electricidad en los estados miembros de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE, 2012). Actualmente, 448 reactores nucleares están operando en todo el mundo, distribuidos en diferentes países. Es importante señalar que la energía nuclear produce electricidad sin emisiones de carbono y otros gases relevantes para el clima, y que proporciona un suministro estable de energía eléctrica (Mari, 2014). Asimismo, la industria nuclear ha sido cuidadosamente estudiada durante muchos años con respecto a sus repercusiones en el medio ambiente (Myasoedov y Kalmykov, 2015; Zeng et al., 2016). A modo de resumen, una central nuclear consta de un reactor donde se genera calor por las fisiones de los átomos del combustible (fuente radiactiva). Éste pasa a un fluido refrigerante (agua), y es conducido, mediante tuberías de agua, hacia los generadores de vapor donde acciona los alabes de las turbinas. Posteriormente, el vapor que sale de las turbinas pasa a estado líquido en el condensador con ayuda de agua de refrigeración que se toma de un río o del mar, ayudando a través de las torres de refrigeración al posterior enfriamiento antes de devolverla a dicho río o al mar. En la actualidad, todas las centrales nucleares están ubicadas cerca de la costa o incluso de ríos o lagos para garantizar el suministro de agua necesario durante la etapa operativa. La operación de una central nuclear tiene altos requisitos de seguridad hídrica y, por lo tanto, un gran impacto en la asignación de recursos hídricos regionales, que necesita un seguimiento a lo largo del tiempo y de forma continuada mediante el uso de programas/planes de muestreo establecidos (Tang et al., 2017; Zhou et al., 2016). El presente trabajo se centra en el estudio del ecosistema acuático en un tramo de la zona de cabecera del río Tajo, en la denominada comarca de la Alcarria (provincia de Guadalajara), concretamente entre los municipios de Trillo, en que se encuentra emplazada una instalación nuclear y Sacedón, a orillas del embalse de Entrepeñas. Concretamente, se ha abordado el estudio de la información contenida en los resultados analíticos de seguimiento del ecosistema acuático del río Tajo y del embalse de Entrepeñas, recopilados durante 17 años (1992 a 2008), en el entorno de la central nuclear de Trillo, en plena fase de operación comercial iniciada en 1988 y cuyos programas de muestreo se vienen desarrollando de forma ininterrumpida desde su fase pre-operacional hasta la actualidad. Este estudio trata de buscar patrones de comportamiento del ecosistema fluvial, desde el punto de vista ecológico, a partir del estudio de las características fisico-químicas y radiológicas del agua, concentración de metales y radionucleidos en sedimentos y peces y concentración de metales en algas bentónicas, explorando los factores que más contribuyen sobre la variabilidad de los elementos de estudio, a corto, medio y largo plazo, frente a las perturbaciones identificadas durante el período de estudio. Entre los resultados más destacados, el agua de río y embalse mostró valores de pH, conductividad, demanda química de oxígeno (DQO), nitratos (NO3-) y oxígeno disuelto (OD) dentro de un rango considerado de buena calidad, con un elevado índice de calidad del agua (WQI). El análisis quimiométrico de la matriz de datos reveló un desplazamiento en el agua del río (de aguas arriba a aguas abajo) afectado por la concentración de sales y metales de origen natural, como hierro (Fe) y aluminio (Al), y se detectaron ligeras variaciones de temperatura y actividad radiológica debido a las descargas de agua de la central nuclear. Las condiciones hídricas contribuyeron a aumentar o disminuir la concentración de metales del agua del río, los sedimentos del embalse, las algas y los peces, afectando el equilibrio precipitación/sedimentación. Además, el Fe y el Al se encontraron en mayor concentración durante los períodos de sequía y se acumularon en sedimentos, algas y peces a lo largo del curso del río. Los radionucleidos naturales y artificiales más significativos encontrados fueron el potasio 40 (40K) y el estroncio 90 (90Sr) en los sedimentos del río y del embalse, y el potasio 40 (40K) en los peces. Además, un estudio multivariante reveló que el efecto más influyente sobre la concentración de radionucleidos en los sedimentos del río y del embalse estaba relacionado con el pH. Sin embargo, la contaminación del ecosistema acuático con metales y radionucleidos fue baja según la legislación europea. En conclusión, esta Tesis Doctoral aporta elementos adicionales encaminados a comprender la dinámica de ecosistemas fluviales y lénticos bajo la influencia de diferentes perturbaciones, como inundaciones, sequías, climatología estacional, obras de acondicionamiento del río o vertidos de centrales nucleares. El trabajo permite afirmar que la dinámica del ecosistema responde a un cuadro hidrológico complejo y que, siendo el caudal registrado durante los muestreos, el factor que dirige la variabilidad del comportamiento del ecosistema pone de manifiesto la importancia de considerar la historia hidrológica y las perturbaciones ocurridas previamente a los muestreos, y que el ecosistema muestra una resiliencia, tendiendo a retornar a las condiciones dinámicas habituales, tras la ocurrencia de dichas perturbaciones. OECD, 2012. Nuclear Energy Today: 2nd Edition, Nuclear Development. OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264103306-en Mari, C., 2014. The costs of generating electricity and the competitiveness of nuclear power. Prog. Nucl. Energy. 73, 153–161. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2014.02.005 Myasoedov, B.F., Kalmykov, S.N., 2015. Nuclear power industry and the environment. 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