Propagación por la atmósfera de la Tierra de los materiales radiactivos de Fukushima

Predecir día a día lo que sucede con los materiales radiactivos emitidos por los reactores nucleares dañados de la central de Fukushima Daiichi es más difícil incluso que hacer pronósticos del tiempo meteorológico, y depende de varios factores clave.

Entre dichos factores, destacan la altitud a la cual los materiales radiactivos son arrastrados (la altura de la columna de gas y partículas sólidas), la variabilidad diaria de la fuerza y dirección de los vientos, la cantidad y naturaleza de los materiales radiactivos emitidos, y el grado en que tales materiales se diluyen en masas de aire, disminuyendo así su concentración, o son capturados por el agua del mar al entrar en contacto con ella, o son retirados de la atmósfera por la acción de la lluvia.

Tim Canty, Jeff Stehr, Russell Dickerson y Ross Salawitch, especialistas en ciencias de la atmósfera de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, han examinado diversos patrones atmosféricos mediante una herramienta desarrollada por la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional estadounidense (NOAA).

Los escenarios simplificados para el transporte atmosférico basados en el modelo HYSPLIT proporcionan pronósticos razonablemente detallados del movimiento de largo alcance de los materiales peligrosos, y también sirven de guía sobre qué variables se necesita vigilar.

Los patrones proyectados de las masas de aire varían mucho de un día a otro. Esas variaciones son las que gobiernan cómo se propaga la radiactividad.

Uno de los factores más importantes en el movimiento atmosférico de los materiales radiactivos es la altura de la columna de gas y partículas sólidas. Esta altura viene determinada por la cota en la cual cesa el movimiento local rápido y hacia arriba de la materia radiactiva. Cuando ese movimiento cesa, los vientos horizontales entran en escena, arrastrando el material radiactivo. En general, cuanto más alta sea la columna radiactiva, más deprisa y lejos viajará el material que porta. Los vientos cercanos a la superficie tienden a mantener la radiación más localizada. A cotas más altas, los vientos tienden a moverse en una corriente rápida que puede transportar material a distancias largas.

Las características de las emisiones conforman otro parámetro crucial. Las partículas grandes de polvo o de humo tienden a depositarse en el terreno circundante. Los gases y las partículas más ligeras no sufren esta restricción. Los materiales de vida más larga (los que cuentan con más probabilidades de tener repercusiones a gran escala) son partículas de entre 0,1 y 1,0 micrómetros de diámetro medio. Las partículas de este tamaño, típicas de la polución atmosférica, suelen permanecer en circulación por el aire hasta que son retiradas de la atmósfera por la lluvia, que las arrastra a la superficie.

El ritmo de desintegración radiactiva que experimenta cada material es otro factor clave. Hay muchas diferencias en esa tasa de desintegración, dependiendo de cada material. En Chernóbil, los principales materiales radiactivos incluyeron yodo-131, el cual tiene un periodo de semidesintegración de 8 días, y el cesio-137, con un periodo de semidesintegración de 30 años. En lo que respecta a la central nuclear de Fukushima Daiichi, por ahora es limitada la información disponible sobre la naturaleza y magnitud de sus emisiones radiactivas.

Se espera que las lluvias en alta mar sean una vía importante por la cual los materiales radiactivos de larga vida dejen de circular por la atmósfera sin tener que acabar depositadas en tierra firme o en masas de agua dulce. El contacto con el mar o con tierra firme también puede inmovilizarlos. En el caso de Chernóbil, la lluvia retiró de la atmósfera una buena cantidad de material radiactivo.

La propia atmósfera también promueve que el material radiactivo se mezcle con el aire circundante y vaya así perdiendo concentración a medida que viaja más lejos.

El movimiento vertical rápido asociado con la convección, que por regla general se presenta en sistemas meteorológicos de baja presión, es otro proceso que conduce a una disminución en la concentración radiactiva.

En el caso de Norteamérica, el nivel de radiación que allí llega proveniente de Fukushima depende de muchos factores, incluyendo el tipo de material radiactivo emitido, si está en forma gaseosa o particulada, la altitud alcanzada por la columna radiactiva en Fukushima, las condiciones meteorológicas globales, el grado de dispersión experimentado por el material durante su trayecto por el Océano Pacífico, y la incidencia de la lluvia.

A juzgar por los vientos dominantes, los materiales más volátiles de la columna de Fukushima suelen tardar al menos entre 5 y 7 días en alcanzar Norteamérica. La mayor parte del material radiactivo que finalmente llega a Norteamérica tiende a permanecer a una altitud lo bastante grande como para mantenerlo alejado de la superficie, y lo bastante baja como para estar por debajo de la altitud de crucero a la que vuelan los aviones de pasajeros de las líneas aéreas.

Se espera que cantidades significativas de material radiactivo sean retiradas de la atmósfera por las precipitaciones o por el contacto con el mar. Los cálculos indican asimismo que, antes de llegar a Norteamérica, las concentraciones de radiactividad se reducirán en muchos órdenes de magnitud como consecuencia de la mezcla de los materiales con el aire circundante.

Por todo ello, muchos científicos aseveran que la radiactividad que irá llegando a Norteamérica lo hará en niveles de concentración inferiores al límite máximo por encima del cual aparecen riesgos significativos para la salud humana.

En cuanto a Japón, la meteorología de la zona atraviesa un periodo de alta actividad, con frecuentes sistemas tormentosos. Esto significa que es poco probable que Japón experimente periodos largos de estancamiento atmosférico que permitan la acumulación de material radiactivo en el aire y aumenten los niveles de radiactividad en el ambiente. Por regla general, los vientos dominantes dispersan la polución de Japón empujándola hacia fuera del país. En algunos días, sin embargo, las condiciones meteorológicas tienden a devolver grandes masas de aire al litoral japonés, después de un breve periplo por el océano. Obviamente, este problema del retorno de aire radiactivo está siendo vigilado con la máxima atención por las autoridades japonesas.