Agua pesada

El agua pesada, óxido de deuterio o D₂O, es químicamente igual al agua común pero con un núcleo de hidrógeno que tiene un neutrón de más. Esa diferencia mínima cambia todo: el deuterio absorbe muchísimos menos neutrones que el hidrógeno liviano, así que un reactor moderado con agua pesada puede sostener la reacción en cadena con uranio tal cual sale de la mina, sin concentrar su 0,7 % de uranio-235. Es la base de los CANDU canadienses, donde el agua pesada además refrigera el núcleo, y de los PHWR alemanes de Atucha I y Atucha II, que la usan como moderador y refrigerante primario. El agua liviana de un PWR o un BWR, en cambio, absorbe demasiados neutrones para sostener la reacción con uranio natural, y por eso esos reactores necesitan enriquecerlo.

Producir agua pesada de calidad reactor, con una pureza de alrededor del 99,75 % de D₂O, exige concentrar un isótopo que en la naturaleza aparece en apenas una de cada 6.500 moléculas de agua. El método industrial casi universal es el proceso Girdler-Sulfide (GS): agua y ácido sulfhídrico (H₂S) circulan en contracorriente entre una torre fría y una torre caliente, y el deuterio migra preferentemente del gas al agua en la etapa fría por el simple equilibrio químico de ese intercambio isotópico. Es un proceso que consume mucha energía y maneja un gas tóxico e inflamable a gran escala, lo que explica por qué solo un puñado de países construyó plantas de este tipo.

Argentina es uno de ellos. La Planta Industrial de Agua Pesada (PIAP), en Arroyito, provincia de Neuquén, es propiedad de la CNEA y la opera ENSI, la empresa que la Comisión formó junto con la provincia. Se inauguró en 1993 con una capacidad nominal de 200 toneladas anuales, repartidas en dos líneas de 100 toneladas cada una, que en su momento la convirtieron en la más grande del mundo. Con esa producción, Argentina abasteció de agua pesada a Atucha I, Atucha II y Embalse, y llegó a exportar el excedente. La planta pasó años sin producir, y desde 2022 la CNEA y la provincia de Neuquén avanzan en un plan de reactivación que apunta a poner en marcha una de las dos líneas, con una capacidad de unas 80 toneladas anuales, mientras evalúan destinar la segunda línea a otro producto industrial, urea.