Autor: Comunicaciones CCHEN

En el marco del proyecto regional denominado “Mejora en la eficiencia en el uso del agua asociada a estrategias de adaptación y mitigación al cambio climático en la agricultura” (RLA5077), el equipo del Laboratorio de Agricultura de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), a cargo de Adriana Nario, se reunió con el Dr. Osvaldo Salazar, de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Chile.

En el encuentro abordaron la fase actual de la cosecha de maíz y el tratamiento de muestras vegetales y del suelo, para luego analizar el uso eficiente de fertilizantes, mediante la técnica de dilución isotópica del nitrógeno-15.

Además, se revisaron los avances del crecimiento de cultivos, mediante AquaCrop, un modelo desarrollado por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), que permite evaluar la respuesta del rendimiento de los cultivos al agua, lo que resulta trascendental considerando que se trata de un factor limitante para la producción. En ese sentido, este modelo evalúa la eficiencia del sistema en relación al agua, a través de su productividad o del rendimiento que se produce por unidad de agua evapotranspirada.

Cabe mencionar que este proyecto se enmarca en el Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe (ARCAL), al alero de lo cual se realizó en 2018 el primer curso regional sobre isótopos estables (oxígeno-18, hidrógeno-2 y nitrógeno-15) para evaluar la eficiencia en el uso del agua y su relación con la evapotranspiración en sistemas agrícolas. Este encuentro reunió a cerca de 20 representantes de 13 países de la región.

En esa oportunidad, se instaló un equipo de extracción de agua desde matrices sólidas, como suelo y vegetal. Más información aquí.

Plan de trabajo 2019

Este año se desarrollará la fase del proyecto que relaciona el régimen hídrico del período con el cultivo. Así, las mediciones de isótopos estables δ18O y δ2H del agua extraída del suelo entregarán información para evaluar la tasa de evapotranspiración del sistema de cultivo.

“Sabemos que la evaporación (E) causa el enriquecimiento de δ18O y δ2H en el agua cerca de la superficie y su empobrecimiento en el suelo, mientras que la transpiración (T) no provoca un fraccionamiento significativo de δ18O y δ2H. Esto hace que las huella isotópicas de E y T sean diferentes”, comentó Adriana Nario.

En el contexto de lo anterior, mediante el balance de masa tanto de las cantidades (masa) como de la composición isotópica del agua, E y T pueden separarse directamente. Esta información se relacionará con el modelo AquaCrop.

En el marco del instructivo de austeridad del Ministerio de Hacienda para la adquisición de vehículos en el Estado, 20 instituciones estandarizaron sus requerimientos y agregaron su demanda en la compra de 84 vehículos (Suv, Sedán y Camionetas). Los proveedores del rubro interesados en participar en esta Gran Compra en Convenio Marco podrán hacerlo hasta el 16 de abril de 2019 en www.mercadopublico.cl con el ID 45855.

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Con el fin de que los operadores de instalaciones radiactivas y autoridades reguladoras del país desarrollen e implementen planes de seguridad que optimicen las capacidades de protección física y de gestión de la seguridad de las fuentes radiactivas, la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), junto a Sandia National Laboratories del Departamento de Energía (DOE) de EE.UU., organizaron un taller en el que se discutieron las bases sobre las cuales se desarrollarán estos planes en las instalaciones radiactivas del país.

Desde EE.UU., participaron Jeff Jarry, Charlie López y Justin Walker, quienes trabajaron con los participantes, aunando criterios para la elaboración de los Planes de Protección Física, como parte de una cooperación permanente que existe entre ambas instituciones.

“Generamos un muy buen vínculo con este grupo de trabajo que, al estar representado por 14 diferentes organizaciones, nos permite graficar de manera más precisa, la forma en que se trabaja con material radiactivo en Chile y así, apoyarlos en la elaboración de sus respectivos planes de protección física”, señaló Jeff Jarry.

La actividad contó con la asistencia de cerca de 30 representantes de organismos, tales como la Agencia Nacional de Inteligencia (ANI), Grupo de Operaciones Policiales Especiales (GOPE) y Ejército de Chile, así como también de instituciones médicas e industriales que cuentan con instalaciones radiactivas, además de funcionarios de la CCHEN.

“Si bien hay ciertos elementos de protección física que se le exige a las empresas que operan con material radiactivo, aún no hay un reglamento estandarizado”, señaló Fernando Vega, profesional a cargo de esta actividad por parte de la División de Seguridad Nuclear y Radiológica de la CCHEN, quien complementó que “precisamente, este taller busca, por una parte, crear los planes de protección física para este tipo de instalaciones, uniformando criterios y protocolos, y por otra, preparar a las instalaciones para cuando ese nuevo reglamento entre en vigencia”.

Según se definió entre los participantes, el paso siguiente es consolidar la propuesta en un formato que será enviado a la División de Seguridad Nuclear y Radiológica de la CCHEN para su revisión. Luego, se definirá una próxima visita de los profesionales de Sandia National Laboratories, posiblemente el último trimestre del año, con el fin de revisar y consensuar una versión final.

Recientemente, el equipo de la Planta Piloto de Hidrometalurgia de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN) obtuvo su primera patente, en el marco del proyecto denominado “Sistema para la obtención electrolítica de Tetrafluoruro de uranio (UF₄) a partir de torta amarilla (Yellow Cake) o diuranato de amonio (ADU), utilizando electrodiálisis reactiva”. Su desarrollo se realizó en conjunto con el Departamento Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Santiago de Chile.

Así, esta iniciativa representa una nueva alternativa para obtener UF₄, materia prima para la obtención de UF_{6 ,} cuya preparación es un factor importante para el ciclo del combustible nuclear, al ser utilizado para enriquecer U-235, isótopo presente en el uranio natural. Esto, porque una vez en su forma de UF₄ “enriquecido”, y mediante magnesiotermia, es posible obtener uranio metálico que se utiliza en la fabricación de elementos combustibles en Chile.

En concreto, mediante este proyecto, probado a escala de laboratorio, se da la posibilidad de generar Tetrafluoruro de uranio (UF₄) para posteriormente transformarlo en Hexafluoruro de uranio (UF₆), gas resultante de la combinación de fluoruro y uranio.

Precisamente, gracias al peso de sus moléculas, se pueden utilizar centrifugadoras de gas (UF₆) para producir uranio enriquecido, mediante la separación de los isótopos U-235 y U-238, lo que se transforma en una alternativa para fabricar los elementos combustibles con uranio enriquecido. En esa línea, el UF₄ tiene una función clave en la tecnología del combustible nuclear, dado que es un importante producto intermedio.

Adjudicación de patente

Tras el desarrollar y finalizar el proyecto en 2013, los investigadores Pedro Orrego Alfaro (CCHEN) y Gerardo Cifuentes Molina (USACH), presentaron al Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INAPI) una solicitud de patente, la que fue otorgada recientemente, bajo la categoría TRL 4, que implica una validación a nivel de componentes de laboratorio.

“Ahora buscamos dar un paso más allá, apostando por obtener en el mediano plazo una patente a nivel de prototipo, por lo que queremos desarrollar un nuevo proyecto que nos permita salir del laboratorio y hacer pruebas a mayor escala, para luego salir a abordar el mercado internacional”, señaló Pedro Orrego.

Producción de Tetrafluoruro (UF4)

El objetivo del proyecto se enfocó en la obtención de concentrados tipo Tetrafluoruro de uranio UF₄, utilizando técnicas hidro y electrometalúrgicas, aplicadas a un concentrado comercial tipo torta amarilla (Yellow Cake).

Para ello se estudió, desarrolló y evaluó la obtención de UF₄, por la vía electrolítica, determinando los parámetros óptimos del proceso en cuanto a temperatura y densidad de corriente. Además, se estudiaron dos tipos de membrana catiónica, material catódico (Hasteloy C y grafito) y anódico (ánodo DSA).

Lo innovador de este proyecto radica en la utilización de técnicas de electrometalurgia en la etapa de precipitación, las que si bien hoy son utilizadas a nivel industrial, no habían sido abordadas en profundidad por la CCHEN.

“La obtención de la patente es un buen incentivo para continuar desarrollando esta investigación, que, además, se transforma en una fuente informativa relevante que le permite a la Comisión continuar contribuyendo en lo que respecta a la producción de concentrados de uranio del tipo UF4”, indicó Orrego, agregando además que “lograr ejecutar este proceso es de alta relevancia, porque representa un punto clave en el ciclo del combustible nuclear y, además, implica un desafío, por cuanto se trata de un tipo de desarrollo que no cualquiera puede realizar”.

“En su permanente búsqueda de nuevos horizontes de cooperación, la Universidad de Santiago y la CCHEN -única institución abocada a materiales denominados de uso nuclear- trabajaron en este desarrollo de forma sustentable y segura, donde los resultados obtenidos demuestran que se trata de una virtuosa colaboración mutua”, comentó Gerardo Cifuentes.

El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) realizó en Viena, Austria, un taller regional para países de América Latina y el Caribe, con el fin de abordar la aplicación de una herramienta pionera para el diseño de 22 proyectos nacionales de protección y seguridad nuclear. Asistieron 33 participantes de 19 países, entre ellos Chile, representado por Cristian Sepúlveda, jefe de la División de Seguridad Nuclear y Radiológica, y la Srta.  Leslie Vironneau, de la sección Vigilancia Radiológica Individual, de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN).

En conjunto, los países establecieron la nueva estrategia de planificación para el diseño efectivo de proyectos de cooperación técnica, identificando brechas constantes en cuanto a protección radiológica e involucrando a stakeholders clave. Se trata de una guía para los equipos de trabajo, a través de un proceso paso a paso, basado en el Sistema de Gestión de Información de Seguridad Radiológica (RASIMS, por sus siglas en inglés) y en el Sistema de Gestión de la Información sobre Preparación y Respuesta para Casos de Emergencia (EPRISM, por sus siglas en inglés) del OIEA.

Cabe mencionar que estos proyectos nacionales serán presentados a la Junta de Gobernadores del OIEA en noviembre de este año, para aprobación de los Estados Miembros, y su implementación se prevé  para el ciclo 2020-2022.

Considerando que los Estados Miembros de la región comparten este desafío en cuanto al uso de aplicaciones nucleares y radiactivas, el OIEA está a cargo de prestarles apoyo. Por eso, hoy se están diseñando tres proyectos regionales, que se sumarán a los 22 proyectos en desarrollo. Al igual que las iniciativas de carácter nacional, los proyectos regionales se han planteado sobre la base de una herramienta de estrategia, que consiste en el Perfil Estratégico Regional del Acuerdo de Cooperación Regional para la Promoción de la Ciencia y la Tecnología Nucleares en América Latina y el Caribe (ARCAL).

El primero de los proyectos regionales busca fortalecer la creación de redes de organismos reguladores nacionales en América Latina y el Caribe, mientras que el segundo se diseñó para robustecer la cooperación entre organizaciones que manejen técnicas radioactivas, tales como hospitales y laboratorios de dosimetría. El tercer proyecto regional ayudará a países de habla inglesa y francesa en el Caribe a establecer el entorno propicio para el uso seguro de la ciencia y las aplicaciones nucleares.

Así, aunque implementados en diferentes escenarios, los 22 proyectos de los países se unirán para fortalecer esfuerzos y promover la cooperación entre los organismos reguladores nacionales, en pos de armonizar normas e instrumentación.

“El principal beneficio de los proyectos regionales es trabajar sobre problemas comunes y comprender la interacción que se genera”, señaló Leslie Vironneau, quien añadió que “para este próximo bienio, nuestro proyecto nacional se centrará principalmente en la adaptación de las regulaciones aplicables al área de protección radiológica, en el fortalecimiento de las capacidades de los servicios de apoyo técnico y en la protección radiológica en instalaciones de usuarios finales y en la práctica médica. Otro punto importante será el fortalecimiento de la gestión de residuos y el monitoreo ambiental nacional”.

Al hacer que los 22 proyectos nacionales sean consistentes y compatibles con los tres proyectos regionales, sus resultados -incluido el personal capacitado y la infraestructura adquirida- pueden canalizarse para ayudar a lograr el objetivo macro de mejorar la seguridad nuclear en la región y, al mismo tiempo, fomentar la creación de redes y armonizar procedimientos y protocolos entre los Estados Miembros participantes del OIEA.

Finalmente, cabe mencionar que al taller asistieron representantes de Argentina, Bolivia, Brasil, Colombia, Costa Rica, Cuba, República Dominicana, Ecuador, El Salvador, Guatemala, Honduras, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, Uruguay, Venezuela y Chile.

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