Confirmado: EEUU planea mover en 2027 combustible nuclear gastado en un vagón de 12 ejes capaz de cargar 218 toneladas a lo largo de más de 4.000 kilómetros

El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) tiene desde mayo de 2024 un vagón de 23,8 metros y 12 ejes autorizado para circular por la red ferroviaria de mercancías del país con combustible nuclear gastado, y todavía no ha llevado ni un solo contenedor radiactivo. Su primer viaje real está previsto para finales de 2027.

Se llama Atlas y tardó unos diez años en desarrollarse, con un coste aproximado de 33 millones de dólares, según la nota del Departamento de Energía que anunció su autorización. Esa primera carga recorrerá más de 4.000 kilómetros, desde una central de Virginia hasta el Laboratorio Nacional de Idaho.

Un vagón de 12 ejes para cargas de hasta 218 toneladas

La mayoría de los vagones de mercancías se apoyan en dos bogies, los carros de ruedas que van bajo cada extremo, con dos ejes cada uno. Atlas lleva tres bogies en cada extremo, unidos por una gran viga de acero llamada «span bolster» que reparte el peso entre seis ejes por lado.

El DOE lo diseñó para cargas de combustible nuclear gastado de hasta 480.000 libras, unas 217,7 toneladas.

El informe de certificación que elaboró la empresa de ensayos ferroviarios MxV Rail para el DOE recoge que el vagón pesó 222.050 libras vacío en la báscula, unas 100,7 toneladas. Con la carga máxima de prueba llegó a 709.050 libras, unas 321,6 toneladas, lo que supone cerca de 26,8 toneladas por eje.

«Este hito subraya el compromiso del departamento con el avance del transporte seguro y protegido de materiales radiactivos, incluido el combustible nuclear gastado», dijo Patrick R. Schwab, jefe del proyecto del vagón Atlas en el DOE, cuando terminó la prueba final en septiembre de 2023.

Aquel ensayo fue un viaje de ida y vuelta de cuatro días y 1.680 millas, unos 2.704 kilómetros, entre Pueblo, en Colorado, y Scoville, en Idaho, con pesas de acero en lugar de material radiactivo.

Vagones de protección con 89 toneladas de acero soldado

Según la ficha del DOE, un tren completo lleva dos locomotoras, entre uno y siete vagones Atlas, dos vagones de protección que separan la carga de la tripulación y un vagón de escolta con personal de seguridad armado y equipos de vigilancia.

Los vagones de protección son plataformas de cuatro ejes, y vacíos no superaban las pruebas. «Las simulaciones informáticas de dinámica del vehículo exigidas por la norma S-2043 mostraron que un vagón de protección vacío no cumpliría los requisitos en el régimen de curvas con compresión y tracción», escribe MxV Rail en su informe.

La solución fue añadir 196.000 libras de lastre, unas 88,9 toneladas, en forma de planchas de acero soldadas de fábrica. Cada uno de estos vagones pesa así 119,3 toneladas de forma permanente, cerca de 29,8 toneladas por eje, algo más de lo que soporta cada eje del propio Atlas cargado.

Durante las pruebas, el 8 de julio de 2020, un eje descarriló a unos 9,7 km/h en una curva de ensayo con un desnivel provocado en un carril, sin heridos, y más tarde aparecieron grietas en las soldaduras de los «span bolsters», que el fabricante sustituyó por piezas nuevas.

Con poca carga, el vagón mostró además un balanceo lateral de las ruedas, que los ferroviarios llaman «hunting», por encima de 65 millas por hora, unos 105 km/h. El informe recuerda que estos trenes tienen un límite de 50 millas por hora, unos 80 km/h, de modo que «la velocidad del tren nunca debería acercarse a las 65 millas por hora exigidas durante las pruebas».

Una aprobación condicionada a 160.934 kilómetros

El DOE anunció en junio de 2024 que la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses (AAR), el organismo que fija las normas del transporte ferroviario de mercancías, había certificado Atlas para operar en todas las grandes compañías del país.

«La certificación del vagón Atlas por parte de la AAR es un importante paso adelante en el desarrollo de la infraestructura para gestionar y almacenar de forma segura los residuos nucleares del país», declaró entonces Paul Murray, subsecretario adjunto de Disposición de Combustible Gastado y Residuos de Alta Actividad del DOE.

La carta de la AAR, fechada el 28 de mayo de 2024 y firmada por Nichole Fimple, directora ejecutiva de Reglas y Normas, matiza ese alcance. Su comité de ingeniería de equipos «aprueba de forma condicional» el conjunto Atlas «para entrar en servicio de intercambio restringido para el transporte de material radiactivo de alta actividad».

El intercambio es el paso de un vagón de una compañía ferroviaria a otra, imprescindible para cruzar el país. «La aprobación completa podrá solicitarse una vez que los vagones representativos hayan acumulado 100.000 millas de servicio y se hayan vuelto a probar de forma satisfactoria», añade la carta. Son 160.934 kilómetros.

El primer viaje está previsto desde Virginia a finales de 2027

La primera carga será un único contenedor de investigación lleno de combustible de alto quemado, es decir, combustible que ha pasado más tiempo en el reactor para extraerle más energía. Está en la central North Anna de Dominion Energy, en Virginia, dentro de un proyecto del DOE y del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI).

Según E&E News, el contenedor de plomo y acero pesa 180 toneladas estadounidenses, unas 163 toneladas, cruzará 13 estados y recorrerá más de 2.500 millas, más de 4.000 kilómetros, a una velocidad máxima de unos 80 km/h. El viaje durará alrededor de una semana.

La ruta bajará primero por las Carolinas y Georgia para evitar los Apalaches, cuyos pasos superiores bajos y túneles impiden el paso de un contenedor de 3,7 metros de ancho. Antes, probablemente en primavera de 2027, el DOE hará un ensayo general con un contenedor vacío prestado por el EPRI.

«La confianza pública es realmente esencial para transportar este material, cualquier material radiactivo, de forma segura y protegida», dijo a E&E News un responsable del DOE que pidió el anonimato. La oposición ya ha aparecido en Kansas, donde el representante estatal demócrata John Carmichael preguntó en una comisión legislativa si había «tiempo de construir algunas autopistas sobre esta línea de ferrocarril para mantener este contenedor fuera de Kansas».

Un contenedor que se abrirá en las celdas calientes de Idaho

El destino es el Centro de Tecnología e Ingeniería Nuclear de Idaho (INTEC), dentro del Laboratorio Nacional de Idaho. Allí se está reformando una vía férrea existente que, según el DOE, servirá también para futuros envíos de combustible usado hacia el centro y desde él.

En Idaho el contenedor se abrirá en celdas calientes, salas blindadas en las que los investigadores trabajan con brazos mecánicos detrás de cristales emplomados de unos 91 centímetros de grosor, parecidas a la sala de argón donde EEUU trocea el combustible nuclear.

«Las compañías eléctricas están extrayendo más energía de ese mismo combustible, lo que significa que permanece más tiempo en el reactor, lo que significa que soporta un periodo más largo a alta temperatura», explicó a E&E News Joe Faldowski, director sénior de programa de combustible usado y residuos de alta actividad del EPRI. «Está sometido a más irradiación», añadió.

Los datos de temperatura que llegan del interior son buenos, según Faldowski. «Las temperaturas en el contenedor han sido más bajas de lo previsto», dijo. «No esperamos ver ningún deterioro real del combustible, así que el proyecto está resultando más benigno de lo que esperábamos o deseábamos».

Según el DOE, citado por E&E News, más de 50 centrales comerciales que usan este tipo de combustible se apoyan en los datos del proyecto para cumplir los requisitos de almacenamiento de la Comisión Reguladora Nuclear.

Lo que todavía no está resuelto

Este primer viaje deja sin resolver el problema de fondo, porque Estados Unidos acumula unas 95.000 toneladas métricas de combustible nuclear gastado en sus centrales, según E&E News, y el almacén geológico de Yucca Mountain, en Nevada, nunca se construyó, a diferencia de países como Finlandia, que ya ha construido su propio almacén.

En la nota de 2024, el propio DOE escribe que «la construcción y operación de una instalación federal de almacenamiento temporal consolidado requerirá enmiendas a la Ley de Política de Residuos Nucleares». Murray encuadró esa capacidad de transporte en «la visión del DOE de un sistema integrado de gestión de residuos que incluye el transporte, y un almacenamiento y una eliminación definitiva de titularidad pública identificados mediante un proceso de selección de emplazamientos basado en el consentimiento».

La aprobación completa de la AAR tiene por delante un largo camino, porque el DOE no ha publicado cuántos kilómetros de servicio lleva el vagón y el viaje de Virginia a Idaho cubre apenas un 2,5 % de los 160.934 kilómetros que pide la carta. E&E News precisa además que la inspección física del combustible servirá para confirmar los primeros resultados de temperatura.

La previsión de que el envío llegue a finales de 2027 la publicó la Oficina de Gestión Ambiental del DOE el 25 de agosto de 2026.

Crédito de la imagen: U.S. Department of Energy.