Las evaluaciones de las emisiones del ciclo de vida de las centrales nucleares pueden arrojar resultados muy dispares, debido al tipo de actividades que se tomen o no en cuenta, sobre todo. Pero está muy claro que no puede decirse que sus emisiones son cero. Ni durante todo el ciclo de vida ni durante su funcionamiento.
Aunque el calentamiento del agua que mueve la turbina no proceda de una combustión, el ciclo completo de funcionamiento nuclear incluye el proceso para disponer del combustible de uranio; la construcción de la planta; su operación y mantenimiento; el tratamiento del combustible gastado y otros residuos de menor nivel de radiactividad; el desmantelamiento de equipos y edificios y restauración de minas abandonadas. Véase en qué consiste cada uno de los pasos para disponer del combustible nuclear para las centrales.
A) ¿QUÉ COMBUSTIBLE UTILIZAN LAS CENTRALES NUCLEARES? Y ¿CÓMO SE OBTIENE?
EL COMBUSTIBLE NUCLEAR[1]: MINERÍA
El uranio, se distribuye ampliamente por la corteza de la tierra y los océanos en pequeñas cantidades, 0,00028% en promedio. Es más abundante que el oro, la plata o el mercurio, aproximadamente igual que el estaño. La cuestión para la extracción comercial es encontrar aquellas zonas donde existan depósitos económicamente viables.
Una peculiaridad de esta minería es que su emisión de radiación permite identificar y cartografiar los yacimientos incluso desde el aire. Al menos en el caso de las minas a cielo abierto, como la principal de Namibia, y en la mayoría de las minas del norte de Canadá, Otras grandes minas son subterráneas, hasta una profundidad de 600 metros.
Las diez minas con mayor producción tienen concentraciones promedio superiores al 0,10%. Se encuentran en Canadá, Kazajstán, Namibia y Australia. También se explotan yacimientos mucho más pobres, de hasta 0,02 %. Se extrae uranio en unos 20 países, pero los cuatro citados suman el 60% del obtenido en 2024.
Hasta la fecha, los depósitos de alto grado solo se encuentran en la región de la cuenca de Athabasca en Canadá. Si la riqueza del mineral es muy alta, hay que emplear técnicas especiales de minería, como la supresión de polvo y, en casos extremos, manipulación remota, para limitar la exposición de los trabajadores a la radiación.
Sería posible recuperar uranio como subproducto de otras minerías, como de cobre, oro o de depósitos de fosfato, pero con concentraciones bajas, del orden del 0,01%. Otro suministro secundario de uranio procede del desmantelamiento de ojivas nucleares por parte de Estados Unidos y Rusia y del re-tratamiento de uranio empobrecido sobrante. El reprocesamiento de combustible usado aporta una pequeña parte. En conjunto, de subproductos solo se obtiene un 4% del comercializado.
Molienda y procesamiento: Tras la extracción y molienda del mineral, en una instalación situada cerca de la mina, se aplican baños ácidos o alcalinos para separar el uranio del mineral procesado, produciendo un polvo de color amarillo brillante, llamado “torta amarilla”. Este producto es U3O8 y se comercializa en el mercado de uranio.
Está ganando terreno una técnica minera que facilita la explotación pero ha creado problemas ambientales graves, porque puede contaminar acuíferos subterráneos. Se trata de la lixiviación in situ (ISL), la lixiviación es un proceso por el cual se extraen sustancias de un sólido mediante un disolvente líquido. Al agua subterránea bajo el yacimiento se añaden sustancias químicas, un agente complejante y, en la mayoría de los casos, un oxidante (por ej. sulfúrico). Se bombea luego la solución a la superficie donde se pueden recuperar los minerales. No sirve para todos los yacimientos, pues han de ser permeable a los líquidos utilizados y estar ubicado de manera que no contaminen las aguas subterráneas. Se han documentado[2] incidentes ambientales graves causados por esta técnica, como los de Königstein (Sajonia), Stráz pod Ralskem (República Checa; Andel y Pribán, 1996) o Devladovo (Ucrania; Molchanov et al. 1995).
Prácticamente toda la producción de uranio de Kazajstán y Uzbekistán, y la mayor parte de la de Estados Unidos, proviene de la minería ISL. Con esta técnica se obtuvo el 52% del uranio extraído en 2024.
¿Cuánto mineral ha de extraerse y tratarse?: Si el mineral posee una concentración del 0,1%, significa que la molienda debe triturar 1.000 toneladas de roca para extraer 1 tonelada de torta amarilla. Tanto el óxido de uranio como las colas (las 999 toneladas de roca restantes) son radiactivas. Esto es una diferencia fundamental con otras minerías: sus residuos son radiactivos, a diferencia de, por ejemplo, los de minería del carbón.
También hay liberación de gas radón radiactivo. Los efectos sobre la salud de la alta exposición al radón son un problema particular en la minería de uranio. En estudios epidemiológicos se han identificado un exceso significativo de muertes por cáncer de pulmón.
Los yacimientos de uranio más prometedores ya se han explotado, y la apertura de nuevas minas y las operaciones son cada vez más caras, porque el mineral extraído tiene cada vez menos material apto para la fisión. Actualmente se pueden extraer 7 kg de U-235 fisionable de 10.000 toneladas de mineral de uranio. Si aumenta el número de centrales estas cifras empeorarán en el futuro, así como el consumo de tierras, las emisiones de CO2 y los costes de extracción[3](pag.84). Aunque no aumenten, según un estudio[4], si el porcentaje de capacidad nuclear mundial continúa siendo el que es hoy, a medida que disminuya la concentración del mineral de uranio disponible, para el año 2050 la energía nuclear generará tanto dióxido de carbono por kWh producido como las centrales térmicas de gas.
«En el ciclo nuclear, la extracción de uranio es la actividad con mayor influencia sobre el medio ambiente, y esto es así incluso con un funcionamiento correcto y sin incidencias de las centrales nucleares»
¿QUIÉN CONTROLA EL URANIO?: La mayor parte de la extracción la realizan empresas mineras estatales. En 2024, el 85% de la producción mundial[5] se concentraba en ocho empresas estatales de seis países. La minería de uranio es un oligopolio. Se concentra en conglomerados estatales Kazatomprom 21% (Kazajstán); Uranium One y ARMZ 15% (de Rosatom, Rusia); Cameco (Canadá) 17%; Orano (Francia) 11%; CGN Uranium Resources, esuna subsidiaria de la estatal Corporación Nuclear Nacional China (CNNC), entre ambas 15%, y Navoi Mining (Uzbequistán) el 7%.
Las minas de mayor producción están Kazajstán y Canadá. En 2024, Canadá produjo el 24% del suministro mundial, seguido de Kazajstán, 23% y Namibia 11% (explotaciones chinas).
Es significativo que los cinco países con más centrales nucleares, que suman el 65% de los reactores en operación a Febrero 2025, apenas extraigan en sus territorios el 8% de la producción mundial de uranio. Por ejemplo, en la UE sólo está operativa una mina en Rumania. Esto es indicio de que la energía nuclear no puede proporcionar soberanía energética. Y también de que la obtención de combustible implica muchos transportes.
| PAÍS | Nº REACTORES | % producción U 2024 |
| EEUU | 94 | 0,4% |
| China | 59 | 2,6% |
| Francia | 57 | 0,0% |
| Rusia | 36 | 4,5% |
| India | 20 | 0,8% |
Pero en la minería, la obtención de la «torta amarilla», es sólo el principio.
EL COMBUSTIBLE NUCLEAR: CONVERSIÓN Y ENRIQUECIMIENTO
La mayor parte del uranio (U) de la corteza terrestre es U-238, no es directamente fisionable. El U-235 sí, pero su concentración es muy baja, sólo del 0,7%. La gran mayoría de las centrales nucleares (todas las de España) utilizan un combustible con una concentración de U-235 de alrededor del 5%. Por tanto, para ese 80% de las centrales nucleares, el óxido de uranio que se extrae de las minas tiene que ser enriquecido en U-235. Es decir, se ha de aumentar su proporción desde el 0,7% en el que se encuentra en la naturaleza hasta un 5%.
El uranio-235 y el U-238 son químicamente idénticos, pero difieren en su masa. Esta es la característica que se utiliza para cambiar las proporciones naturales. Es un proceso complejo que requiere convertir el uranio en una sustancia gaseosa. Este proceso preliminar se realiza en plantas especializadas en lugares muy alejados de la mina.
PRIMERO la CONVERSIÓN: Es la transformación química del óxido de uranio que sale de la mina, la “torta amarilla”, de U3O8, un polvo, a hexafluoruro de uranio (UF6), sustancia que a 56ºC es un gas, muy pesado, pero a temperatura ambiente es un sólido cristalino blanco. Se transporta en esa forma en cilindros de acero de gruesas paredes, pesan más de 15 toneladas cuando están llenos. El hexafluoruro de uranio es muy tóxico y más o menos radiactivo dependiendo del tipo de uranio. Si está húmedo es altamente corrosivo porque se produce ácido fluorhídrico.
Este tratamiento lo realizan sólo cuatro compañías en sus respectivos territorios. Su producción en 2022 se repartió como sigue: Rosatom (Rusia) 29%, Cameco (Canadá) 25%, CNNC (China) 25% para consumo interior, y Orano (Francia) 21%,.
Esto significa que la «torta amarilla» es transportada miles de kilómetros, dentro de Eurasia y Norteamérica, y también desde África y de Australia.
SEGUNDO el ENRIQUECIMIENTO: Los cilindros con el hexafluoruro han de transportarse hasta las instalaciones donde se realiza el proceso de enriquecimiento. El método utilizado es la centrifugación del hexafluoruro de uranio. El equipamiento consiste en un gran número de cilindros metálicos de varios metros de alto y decenas de centímetros de diámetro con un rotor en su interior, las centrifugadoras. Se disponen en paralelo para funcionar en cascada. Las centrifugadoras son una tecnología de precisión, están diseñadas para funcionar durante unos 25 años de forma continua sin reducir la velocidad ni apagar y reiniciar.
El resultado del proceso son dos tipos de producto: el UF6 enriquecido, con una mayor concentración de U-235, que se utilizará para fabricar combustible nuclear, y las «colas», como se llama al resto del producto, con una menor concentración de U-235, el uranio empobrecido.
Las instalaciones para enriquecimiento requieren inversión de mucho capital, que no están al alcance de la mayoría de los países que generan electricidad nuclear. Pero lo determinante es que el enriquecimiento de uranio es una actividad estratégicamente sensible por la posibilidad de aumentar la proporción de U-235 hasta niveles muy altos, que sirvan para la producción de armas atómicas.
Ese es el motivo por el que desde hace años algunos países no admiten que Irán disponga de esa tecnología. Bajo la premisa de que Irán tiene suficiente uranio enriquecido al 60% para construir un arma nuclear, y en el contexto de un incontenible extremismo militar israelí, este país y EEUU han bombardeado los sitios nucleares iranies en más de una ocasión.
Hay relativamente pocos proveedores de uranio enriquecido,: las empresas Rosatom, Urenco (creada en 1970 por Alemania, Holanda y Reino Unido) y Orano proporcionan el 85% de UF6 enriquecido. La mayor capacidad de producción es la de Rosatom 44%, seguido de Urenco, 29%, muy por encima de China (CNNC) 14,5% y de Orano 12%. Son datos de 2022, pero no se espera que cambien mucho en los próximos años.
Rosatom tiene cuatro plantas de enriquecimiento: Novouralsk en los Urales y Zelenogorsk, Angarsk y Seversk en Siberia. Urenco, tiene instalaciones de enriquecimiento en el Reino Unido, Alemania (a pesar de abandonar la energía nuclear sigue en el negocio), los Países Bajos y, recientemente, EEUU. Las plantas de la estatal francesa Orano , están en Francia, Alemania, Países Bajos, Reino Unido, EEUU y también Rusia. La CNNC de China se centra en la provisión nacional (aunque no se cierra a la exportación). Otros países como Brasil y Japón tienen una capacidad mucho menor.
La invasión de Ucrania por Rusia en 2022, puso al sector nuclear mundial en una posición incómoda. Muchas empresas de Europa y EE.UU. intentaron diversificar su suministro de combustible nuclear pero, cuando el sector es un oligopolio, hay pocas alternativas. Sobre todo si es caro y difícil tecnológicamente desarrollar con rapidez una capacidad propia de conversión y enriquecimiento del uranio. En todos estos años, la Unión Europea ha puesto sanciones a las importaciones de gas y petróleo rusos, pero respecto al sector nuclear, todavía, en 2025 ,lo único que aparece por parte de la Comisión es «limitar las importaciones de uranio, uranio enriquecido y otros materiales nucleares procedentes de Rusia» en la Hoja de Ruta para Eliminar por Completo la Dependencia de la UE de la Energía Rusa[6]
TERCERO la DE–CONVERSIÓN:
El UF6 enriquecido pasa por una segunda conversión química que lo convierte en polvo de dióxido de uranio UO2 enriquecido en U-235. Este es el material con el que se fabrican los elementos combustibles que alimentan un reactor. Los procesos de conversión, enriquecimiento y de-conversión se realizan en lugares diferentes, lo que implica transportes de materiales radiactivos y consumo de combustibles fósiles.
Hay cinco empresas que se ocupan de este proceso: Mid America Conversion Services (40%) con dos plantas en EEUU; Orano (26%) con una instalación en Francia y otra en EEUU; Urenco (13%) en Reino Unido; Tenex (13%) en Rusia y INIS Fluorine Products (8%) en EEUU[7].
Una consecuencia inevitable del enriquecimiento es que se genera una cantidad de hexafluoruro con menos U-235 que el natural, es el uranio empobrecido. Es una enorme cantidad, llega a ser el 85% de la torta amarilla que se convirtió a gas. Ha de mantenerse bajo control por su alta reactividad química. Debe ser almacenado adecuadamente en contenedores de acero y requiere un programa de vigilancia periódica de la integridad a largo plazo de los contenedores. Especialmente si se acumulan a la intemperie, como es por ej. el caso de las 22.000 toneladas de hexafluoruro de uranio (unos 1.850 contenedores) en la planta de Urenco en Gronau, Alemania[5]pag89.
Por seguridad, a veces el hexafluoruro es reconvertirlo a una sustancia más estable, como torta amarilla, U3O8, u otro óxido. Esto permitiría un uso militar, como recubrimiento para aumentar la penetración de proyectiles, pero la mayor parte solo puede ser tratado como un residuo más de la energía nuclear.
EL COMBUSTIBLE NUCLEAR: FABRICACIÓN DE ELEMENTOS COMBUSTIBLES
El proceso de fabricación básicamente consiste en «aglomerar» el polvo para que adopte la forma de una pastilla o “pellet”, mediante presión y luego alta temperatura, unos 1.750°C. El resultado es una pastilla de una longitud entre 8-10 mm y un diámetro de 9 mm, que se envasa en tubos metálicos de unos 4 metros de longitud con diámetro exterior de unos 10 mm, de una aleación de circonio denominada zircaloy. Los tubos agrupados en conjuntos de unas decenas de varillas, con sus elementos de sostén, constituyen los elementos combustibles que se introducen en la vasija del reactor.
Aparte de la complejidad y el coste ambiental de obtener el polvo de uranio, las partes metálicas que forman la estructura de un elemento combustible también implican un proceso tecnológico complejo, realizado con un gasto energético y de materiales nada despreciable. Estos metales[5]pag.90, unos 350 kg por elemento, no son reutilizables debido a la activación neutrónica, y tienen que eliminarse como residuos de alta radiactividad con el propio combustible gastado. La industria actual demanda de 3 a 4,5 millones de metros por año de varillas de zircaloy.
La principal cuestión de seguridad de los procesos en estas instalaciones es el riesgo de un evento de criticidad (reacción de fisión en cadena) si no se tiene el cuidado suficiente con la disposición de los materiales fisionables. Se requiere un control riguroso de los materiales, y una limitación estricta del nivel de enriquecimiento del uranio con que se trabaja, que no puede ser superior al 5 %.
En España el fabricante de elementos combustibles es ENUSA, situada en Juzbado (Salamanca), puesta en marcha en 1985. Es una empresa pública que se encarga del aprovisionamiento del uranio enriquecido para las nucleares españolas, y también exporta el 54% de su producción a Suecia, Finlandia y Francia. ENUSA tiene contratos de compra de concentrados de uranio por un lado, y por otro de los servicios de conversión y enriquecimiento necesarios[8]. También importa la estructura metálica de los elementos combustibles, las varillas de Zircaloy y el resto de elementos para colocarlas.
Desde la invasión de Ucrania el aprovisionamiento de uranio está siendo un problema muy importante. En 2020 renovó un contrato con la rusa TENEX como proveedor de uranio hasta 2027, contrato que no ha roto. Pero a pesar de que la Unión Europea no ha impuesto sanciones contra el uranio ruso, TENEX no puede cumplir con las entregas. Es un problema que afecta a la flota nuclear mundial, porque, como se explicó en los apartados anteriores, Rusia tiene una cuota del mercado mundial de un 29% de los servicios de conversión y del 44% de los de enriquecimiento.
Por otra parte, los precios del uranio, que venían descendiendo desde 2011 a 2021, a partir de 2022 comenzaron una fuerte subida que continuará al menos hasta el final de la guerra.
El aprovisionamiento de concentrados de uranio (torta amarilla) por ENUSA ha cambiado mucho en los dos últimos años. La procedencia en 2023[9] fue sobre todo de Kazajistán (66%), de Uzbekistán (11%), de Namibia (9,7%), Rusia (6,3%), de Níger (3,4%), Canadá (3%) y Sudáfrica (0,9%). Es decir, el 83% de la órbita rusa, 14% de Africa, y solo un 3% de un país occidental. Pero en 2024[10] se cambió la dependencia de la órbita rusa por la de China (38%), que junto con Canadá (31%) se convirtieron en los mayores provedores; el resto se compró a Kazajistán (26%), Uzbekistán (2%), Namibia (2%) y Rusia (1%).
Este giro se debe, según explica ENUSA[11] a restricciones de producción en Kazajistan por falta de ácido sulfúrico, y al último golpe de estado en Niger. Lo que no deja de ser una clara demostración de la inseguridad de suministro que está caracterizando a la energía nuclear.
Respecto a los contratos de servicios de conversión y enriquecimiento de los concentrados de uranio adquiridos, en 2024 se hicieron con SFL, Springfields Fuels Limited (Reino Unido), y GNF, Global Nuclear Fuel (EEUU). Se compraron 264 toneladas de uranio enriquecido y 2 toneladas de uranio natural.
La memoria 2024 de ENUSA advierte de que es probable que se produzcan déficits de oferta en el medio y largo plazo en los concentrados, en los servicios de conversión y en el enriquecimiento. Aunque las necesidades de uranio enriquecido del parque nuclear español se encuentran cubiertas hasta el año 2028.
URANIO: NO HAY SEGURIDAD de SUMINISTRO, NI SOBERANÍA ENERGÉTICA, NI COMBUSTIBLE BARATO, NI EMISIONES CERO
Queda clarísimo que la energía nuclear no puede aportar soberanía energética. Que, aunque en España hubiera posibilidad de minería de uranio rentable (que no la hay), no se puede evitar la dependencia exterior en los complejos y contaminantes procesos químicos necesarios para disponer de combustible nuclear. Son muy pocos los países con capacidad para llevarlos a cabo, lo que significa estar a expensas no solo del mercado del uranio, si no de las estrategias políticas de los proveedores. En particular de un país no democrático y militarista como es la Rusia actual. Además el oligopolio del combustible nuclear conduce a precios de uranio crecientes y a la posibilidad de que se formen cuellos de botella en el suministro.
A esto se añade unas emisiones de CO2 injustificablemente descartadas. La dispersión de instalaciones, que a menudo se localizan en países diferentes obliga a muchos transportes del uranio en sus diversas formas: torta amarilla desde las minas a las instalaciones de conversión en hexafluoruro de uranio, luego a instalaciones de enriquecimiento, de ahí a instalaciones de de-conversión y a la obtención del dióxido de uranio. Todos estos procesos son importantes consumidores de energía y generan desechos radiactivos. Aún queda llevarlo a las fábricas de combustible, y de ahí al reactor. Pues bien, a todos estos procesos se le asignan emisiones cero, como si se tratara del viento o de luz solar.
REFERENCIAS:
[1] World Nuclear Organization, Mining of Uranium.
[2] EU Taxonomy / Annex to the expert response by BASE and BfS to the JRC Report, pag 84, Ver ref. 1
[3] Expert response to the report by the EU Commission`s Joint Research Centre entitled. “TECHNICAL ASSESSMENT OF NUCLEAR ENERGY WITH RESPECT TO THE ‘DO NO SIGNIFICANT HARM’ CRITERIA IN REGULATION (EU) 2020/852, THE ‘TAXONOMY REGULATION’”, June 2021, The Federal Office for the Safety of Nuclear Waste Management (BASE).
[4] Barnaby, Frank, Kemp, James, 2007b. Secure Energy? Civil Nuclear Power, Security,and Global Warming. Oxford Research Group, Oxford March 2007, pag 40.
[5] World Uranium Mining Production.
[6] REPowerEU Una energía asequible, segura y sostenible para Europa.
[7] Conversion, Enrichment & Fabrication.
[8] ENUSA: Memoria anual 2023.
[9] Energía 2024, Foro de la Industria Nuclear Española.
[10] Energía 2025, Foro de la Industria Nuclear Española.
[11] ENUSA: Memoria anual 2024.
Este artículo forma parte de una serie de publicaciones donde exponemos por qué decimos NO a la energía nuclear. Os animamos a leerlas para conocer la visión completa de nuestra oposición a la energía nuclear.