Derribando el mito de los 40 años de vida de una central nuclear: vida útil frente a vida de diseño

Derribando el mito de los 40 años de vida de una central nuclear: vida util frente a vida de diseño

Con frecuencia se citan los conocidos 40 años de vida como razonamiento para tratar de justificar que una central nuclear es vieja y obsoleta, y que por tanto cree un alto riesgo para las individuos y el medioambiente. En este capítulo explicaremos el principio de esa suma y comprobaremos que se suele usar de forma equivocada y en situaciones malintencionada.

La vida de diseño de una central nuclear, habitualmente 40 años, es el tiempo mínimo desde su puesta en funcionamiento durante el cual se espera que la instalación funcione con plena protección y rentabilidad. Este tiempo coincide con el imprescindible para amortizar la inversión, por tanto un tiempo menor de vida no haría rentable el proyecto.

En cambio, la vida útil de una central nuclear es el tiempo durante el cual la instalación puede procesar de forma segura y económicamente viable, cumpliendo todos los requerimientos establecidos en la norma vigente. Por tanto, la vida util puede ser mayor que la vida de diseño, pese a que para ello es imprescindible cumplir una serie de estrictos requerimientos que desarrollaremos a continuación. En España no existe ninguna limitación previa de tiempo, salvo la que imponga el regulador, el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), por criterios técnicos.

La construcción de una central nuclear necesita estabilidad jurídica, de forma que no se pueda anular su permiso de explotación discrecionalmente por deducciones ideológicas, como ocurrio en España en 1984, cuando el Gobierno de Felipe González estableció la conocida moratoria nuclear. Las industrias que habían invertido gigantes cantidades de dinero en la construcción de algunas centrales nucleares, algunas ya terminadas como Lemóniz I y otras muy mejoradas como Lemóniz II y Valdecaballeros I, exigieron una indemnización por el cambio de normas del juego.

En España no existe ninguna limitación previa de tiempo, salvo la que imponga el regulador, el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), por criterios técnicos

El Gobierno decidió que lo pagáramos los ciudadanos a través de la factura eléctrica, cuota que terminamos de pagar en 2015. Un pago que no fue una subvención, ni una prima, sino una compensación por anular unos permisos ya concedidos por deducciones no técnicas.

La gestión del envejecimiento en las centrales nucleares

La instrucción IS-22 del CSN, además de definir los conceptos de vida util y vida de diseño, fija los requerimientos de protección para la gestión del envejecimiento y la intervención a largo plazo de las centrales nucleares.

La autorización de intervención mas allá de la vida de layout de una central nuclear solicita superar una evaluación de protección que asegure que se cumplan todos los requerimientos establecidos en los analisis de accidentes. El CSN efectua inspecciones periódicas sobre los aplicaciones de gestión de envejecimiento y intervención a largo plazo basándose en 3 pilares: sucesos iniciadores (posibles accidentes), sistemas de mitigación (cómo contestar a los accidentes) e integridad de las barreras (para eludir la liberación de productos de fisión).

En cada central nuclear un dispositivo de individuos lidera, con la participación de toda la organización, los analisis para resolver si la instalación esta preparada para operar mas allá de su vida de diseño, basándose en multitud de parámetros, como el analisis de la destreza propia y ajena, pruebas periódicas de los equipos y ensayos no destructivos en los materiales, entre otros. Solo un imprudente y lego en la materia osaría mostrar un único indicador como prueba elemental para afirmar que una central nuclear esta obsoleta, algo que vemos a diario en los medios.

En EEUU, el 90% de las centrales nucleares tienen permiso para operar durante 60 años, cuatro reactores ya han solicitado permiso para 80 años y otros cuatro han informado su finalidad de hacerlo

Todos los equipos, sistemas y componentes de una central nuclear (ESC), en especial los vinculados con la seguridad, se diseñaron para cumplir una serie de características en intervención normal y en caso de accidente. Los analisis para la intervención a largo plazo deben asegurar que todos los ESC deben seguir siendo capaces de cumplir sus características de seguridad. En caso opuesto deben ser reemplazados y se reemplazan. Ningún propietario, mas allá de su compromiso ético con la seguridad, quiere visualizar revocado su permiso de explotación por un incidente o accidente evitable.

La NRC, el regulador estadounidense, es el referente normativo de España, puesto que seis de nuestros siete reactores tienen tecnología de ese país. En EEUU, el 90% de las centrales nucleares tienen permiso para operar durante 60 años, cuatro reactores ya han solicitado permiso para 80 años y otros cuatro han informado su finalidad de hacerlo. La circuntancia vigente se puede verificar en la propia web(www) de la NRC. También otros paises como Francia, Bélgica, Holanda, Canadá, Rusia, Suiza, Suecia, Finlandia y Reino Unido disponen de centrales nucleares con permisos de intervención aprobados mas allá de los 40 años.

Edad Reactores Del Mundo

La protección de las centrales nucleares se revisa a diario, con pruebas periódicas de supervisión de todos los ESC vinculados con la seguridad. En cada parada de recarga (cada doce ó 18 meses) se incluyen nuevos equipos y sistemas basados en la destreza operativa internacional, de la que existe un intercambio permanente.

Las centrales españolas no han dejado de ampliar su fiabilidad reduciendo el numero de sucesos notificados al regulador y el numero de paradas no programadas. Las tendencias son mucho mas representativas que los hechos puntuales, algo que penosamente no se muestra en las novedades sobre centrales nucleares.

Historico Sucesos Notificados

Los límites de la vasija del reactor

Casi todos los ESC de una central nuclear pueden ser reemplazados. Algunos se sustituyen periódicamente siguiendo las recomendaciones del desarrollador (alternadores, generadores diésel, transformadores…) y otros solo cuando es imprescindible por percibir desgaste en las revisiones, como los generadores de vapor. El edificio de contención se considera no reemplazable, sin embargo es completamente reparable. No obstante, el dispositivo mas limitante es la vasija del reactor.

La irradiación fragiliza el acero. Los calculos iniciales indicaban que las vasijas de los reactores podrían degradarse por lo menos hasta los 40 años de operación. Éstos se basaron, entre otros parámetros, en la relación entre la temperatura y la presión admisibles en el reactor durante la parada y el arranque de la Central y durante las pruebas hidrostáticas. En los reactores PWR además se considera el caso de LTOP (Low Temperature Overpressure, sobrepresión a bajas temperaturas). Con los nuevos calculos se demuestra que la validez de los calculos iniciales puede ser extendida al menos hasta 60 años.

Las vasijas tienen insertadas en su interior, a la altura del núcleo (beltline), algunas probetas extraíbles, que son muestras de acero de la misma colada que el resto de la vasija. Cada cierto tiempo, aprovechando el cambio de combustible, se extrae un conjunto de probetas para aplicarle ensayos destructivos y examinar su fragilización. De esta forma se puede percibir la evolución del deterioro de la vasija y predecir su fallo. Los resultados conseguidos en todas las centrales son concluyentes: existe una cierta fragilización, sin embargo la previsión inicial era demasiado conservadora: serán capaces de tolerar mucho mas de los 40 años previstos inicialmente.

No existe destreza de sustitución de la vasija de un reactor nuclear, pese a que sí se han realizado tratamientos térmicos (thermal annealing) para recuperar las propiedades originales de vasijas fragilizadas. Quizás parezca una idea descabellada, sin embargo existe una amplia destreza en la sustitución de generadores de vapor (Almaraz y Ascó en España), que además tienen una parte de circuito primario conectada mediante tuberías a la propia vasija. Varios informes demuestran que tecnológicamente es factible sustituir ese componente, pese a que el costo economico razones ser el apropiado para justificar el reemplazo.

No existe destreza de sustitución de la vasija de un reactor nuclear, pese a que sí se han realizado tratamientos térmicos (thermal annealing) para recuperar las propiedades originales de vasijas fragilizadas

Los equipos mas pequeños, como válvulas y bombas de proceso y ventiladores, se sustituyen durante el mantenimiento correctivo por averías o fallos, o durante el mantenimiento preventivo, empleando técnicas predictivas en función de multiples parámetros y de la destreza operativa. Los equipos obsoletos por ausencia de repuestos o por avances en las prestaciones se sustituyen por equipos nuevos, como los nuevos sistemas de dominio distribuido instalados actualmente en todas las centrales nucleares españolas.

También se estudia la resistencia de los materiales estructurales, tanto en las centrales objeto de estudio, como en las que se localizan en etapa de desmantelamiento. Dentro de las actuaciones llevadas a cabo por ENRESA en Zorita, la científica Carmen Andrade del CSIC y una eminencia internacional en durabilidad del hormigón, afirmó que “el aspecto del hormigón es magnífico”.

La protección después de Fukushima

FUKUSHIMA

Tras el accidente nuclear de Fukushima en 2011, las centrales nucleares de todo el planeta reforzaron su protección ante sucesos mas allá de la base de diseño. En un hilo en Twiter explico con qué medidas concretas se reforzó la protección de las centrales españolas. Las modificaciones realizadas tras Fukushima han representado un encarecimiento de las avances necesarias para la intervención a largo plazo, estimadas en un 10-17% adicional, según la OCDE-NEA.

Cabe mostrar esta inversión ya ha sido realizada y que no ha supuesto un encarecimiento del valor de la electricidad, como tampoco lo es la gestión de los residuos y el desmantelamiento, como obliga el PGRR, ya que las centrales nucleares no deciden el valor que cobran por la electricidad que producen. Este valor es subastado y las nucleares parten de valor cero.

La intervención a largo plazo de las centrales nucleares, siempre que se realice con seguridad, tiene multiples ventajas, no solo la claro rentabilidad económica, sin encarecimiento del valor de la electricidad, sino además la generación eléctrica baja en emisiones de CO2 (tan baja como las renovables incorporando todo el ciclo) garantizando el suministro ante cualquier condición meteorológica.

El primordial inconveniente es el crecimiento proporcional de residuos, que por otro lado no suponen un incremento sustancial en los costos pagados por los propietarios, ya que las infraestructuras necesarias para su archivamiento (ATI, ATC y AGP) son ampliables y suponen la mayor parte del gasto.

En definitiva, la operación a largo plazo de las centrales nucleares, es decir, alargar su vida util mas allá de la vida de diseño, es perfectamente viable siempre que se cumplan 3 condiciones: (i) se garantice la protección de su intervención contando con la aceptación del ente regulador, (ii) se consiga la autorización administrativa del poder ejecutivo y (iii) lógicamente sean rentables para sus propietarios.

Foto | IAEA

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