"La Argentina siempre deseó tener una tecnología nuclear independiente, lo que entre las décadas del 70 y del 80 significaba producir energía eléctrica de origen nuclear con centrales instaladas en el país que no dependieran de insumos de otros países. Esto involucraba los combustibles nucleares y todo lo necesario para que funcionara el reactor", explican desde el área de Control de la Tecnología y la Infraestructura, una división de la gerencia de Producción de Materias Primas de la CNEA.

Había que elegir entre dos tecnologías disponibles para los reactores destinados a la generación eléctrica: la de uranio enriquecido y agua común o la de uranio natural y agua pesada. Nuestro país no tenía la tecnología para enriquecer uranio, pero se evaluó que sí era factible desarrollar la necesaria para fabricar agua pesada o comprar una planta. Por eso se optó por la segunda alternativa.

En 1974, se conectó al Sistema Eléctrico Nacional la Central Nuclear Atucha I, el primer reactor de potencia de América Latina. En aquel momento, el agua pesada fue comprada como parte integral del reactor.

En ese mismo año, un hecho internacional generó dificultades para conseguir insumos relacionados con la energía atómica. La India accedió a tecnología nuclear a través de Canadá y utilizó parte de ella para desarrollar una bomba que hizo explotar para mostrar su poderío a Pakistán y otros países vecinos. Esto le puso un freno al suministro de este tipo de tecnologías e insumos y complicó el plan argentino para adquirir una planta de agua pesada.

También en 1974, se empezó a construir la segunda central nuclear del país: la de Embalse, de tipo CANDU (Canadian Deuterium Uranium), que inició su operación comercial diez años después. Para su funcionamiento hubo que rentarle 600 toneladas de agua pesada a Canadá, que era el vendedor del reactor, las cuales fueron devueltas luego con producción nacional.

El plan nuclear argentino contemplaba originalmente la construcción de diez centrales antes de 2000, pero se hicieron solo dos y la tercera se completó recién en 2014. Todas iban a necesitar agua pesada y comprarla significaba depender de otros países. Pero después de lo ocurrido con India, tampoco era fácil que le vendieran a la Argentina una planta para fabricarla.

En este contexto, la CNEA armó su estrategia. Mientras buscaba comprar una planta llave en mano, a fines de los 70 planificó la construcción de una piloto de poca capacidad, con el fin de demostrar que la Argentina podía desarrollar esta tecnología. La Planta Experimental de Agua Pesada (PEAP) fue instalada en el predio de Atucha. Era un prototipo basado en el intercambio de agua con ácido sulfhídrico, con una capacidad de producción de 2 toneladas anuales. El objetivo era usar la experiencia para llevar adelante el proyecto de ingeniería de una planta de agua pesada de escala industrial llamada "Módulo 80", porque produciría 80 toneladas al año, escalables luego a mayor producción. La PEAP no llegó a operar, pero su desarrollo abrió las puertas para que le vendieran una planta de agua pesada a la Argentina, porque el país pudo demostrar que dominaba esa tecnología.

Así nació la Planta Industrial de Agua Pesada (PIAP), ubicada en Arroyito, Neuquén, con una capacidad de producción de 200 toneladas anuales. A principios de los 80, la CNEA firmó un contrato con la empresa suiza Sulzer Brothers, ganadora de una licitación internacional para el diseño, construcción y montaje de la planta.

En 1989 se creó la Empresa Neuquina de Servicios de Ingeniería Sociedad del Estado (ENSI), conformada por la CNEA y el Gobierno de la Provincia de Neuquén, con el objetivo de finalizar la planta, ponerla en marcha y producir y comercializar agua pesada. La PIAP fue inaugurada en 1993 y era la más grande del mundo. En 2017 quedó paralizada, y desde entonces se importa agua pesada de Rumania.

En mayo, la CNEA y ENSI firmaron un acuerdo específico para el mantenimiento, acondicionamiento y una nueva puesta en marcha de la PIAP, con una inversión inicial de 20.000 millones de pesos. En la actualidad, se está acondicionando una de sus dos líneas de trabajo para que vuelva a funcionar en 2025, con una producción de 80 toneladas anuales.
Parte de esa producción será para cubrir la demanda de las tres centrales nucleares argentinas hasta el fin de su vida útil. La sobrante será exportada porque en los últimos años el agua pesada se ha convertido en un insumo muy demandado a nivel mundial. Además, contar con ella facilita que la Argentina pueda sumar una cuarta central nuclear de uranio natural.

Por otra parte, en el marco de un acuerdo firmado por la CNEA, la Provincia de Neuquén, ENSI e YTEC (YPF Tecnología) en 2022, en la segunda línea de producción de la PIAP se podrían fabricar amoníaco y urea para ser utilizados como fertilizante.

Cómo se fabrica el agua pesada

Las plantas de producción deben ubicarse en lugares con mucha disponibilidad de agua. La de Arroyito está 54 kilómetros al sur de la ciudad de Neuquén y bombea la del río Limay. Después de filtrarla y desmineralizarla, la transforma en agua pesada con el método de intercambio isotópico monotérmico amoníaco-hidrógeno, que consiste en la extracción del deuterio, su enriquecimiento y su oxidación.

El agua natural contiene 145 partes por millón de deuterio. Para su extracción, se lo captura con moléculas de vapor de amoníaco. El agua sobrante recibe varios procesos de tratamiento para cumplir con todos los cuidados medioambientales y es devuelta al río.

En la etapa de enriquecimiento, se reemplazan todos los átomos de hidrógeno del amoníaco por deuterio. Este amoníaco pesado ingresa a un horno de craqueo o cracking, donde se obtiene un gas de síntesis (una mezcla gaseosa de nitrógeno y deuterio o ND3). Parte de esta corriente gaseosa se deriva a la etapa final del proceso y el resto vuelve a la columna de enriquecimiento para intercambiar deuterio con el amoníaco a enriquecer. Mientras tanto, del tope de esta columna sale gas empobrecido en deuterio, que en el reactor de síntesis es reconvertido en amoníaco para volver al comienzo y reiniciar el ciclo de extracción.

Al mismo tiempo, una pequeña corriente de gas rica en deuterio se deriva para su procesamiento en la etapa de oxidación. El deuterio de ese gas es oxidado con aire seco en presencia de un catalizador para generar óxido de deuterio, es decir agua pesada. Finalmente, esta se envasa en tambores o tanques especiales de acero inoxidable, bajo atmósfera de nitrógeno.