Lo que sabemos de la falla del reactor Atucha II

Lo que sabemos de la falla del reactor Atucha II

30Ene23 1 Por Cristian Basualdo

Una pieza que se desprendió en el fondo del reactor Atucha II evidencia el mal funcionamiento de la mayor central nuclear de Argentina.

El 9 de octubre de 2022, la Central Nuclear Atucha II salió de servicio “debido a la detección de vibraciones en la turbina”, según notificó la Autoridad Regulatoria Nuclear. El 25 del mismo mes, Nucleoeléctrica emitió un comunicado diciendo que detectó un componente interno del reactor que “se había desprendido y desplazado de su lugar de diseño”. Una semana después, emitió otro comunicado, esta vez en tono de arenga: “Sabemos qué hacer y cómo hacerlo”, dijo la empresa estatal, para agregar que ya había formulado el diagnóstico de la situación y, más allá de contar con los procedimientos y herramientas previstos por el diseño de la central para este tipo de reparaciones, estaba trabajando “en el uso de métodos de ingeniería de última generación para la implementación de herramientas robóticas y tecnológicas que permitan optimizar los tiempos de reparación”.

En respuesta a un pedido de Acceso a la Información Pública efectuado por el Movimiento Antinuclear de la República Argentina, Nucleoeléctrica precisó que en una inspección visual de internos del reactor con cámaras de video se detectó, el domingo 23 de octubre de 2022, “una pieza fuera de su posición original de montaje, denominada separador”. El mismo consiste en un disco de acero de 160 milímetros de diámetro y 90 milímetros de alto.

Atucha I y II fueron diseñadas exclusivamente para la Argentina por la empresa alemana Kraftwerk Union, subsidiaria de Siemens AG. Son los únicos reactores de potencia en el mundo con recipiente de presión, moderados y refrigerados con agua pesada. Kraftwerk Union ya no existe, Siemens se retiró del mercado de reactores nucleares, y Alemania tiene previsto abandonar la energía nuclear.

Haciendo un poco de historia, en 1979 la dictadura militar emprendió un ambicioso plan nuclear que contemplaba la construcción de cuatro reactores nucleares en los siguientes veinte años. pero solo uno se comenzó a construir: Atucha II. El acto por el inicio de las obras se realizó el 17 de julio de 1981, y la puesta en servicio se concretó en 2016, desde entonces su desempeño ha sido paupérrimo.[1]

Siguiendo la cantinela del autoabastecimiento de los combustibles nucleares, el tipo de reactor pedido fue de uranio natural y agua pesada. Kraftwerk Union diseñó todos los sistemas de la zona nuclear de forma similar al modelo Konvoi, de uranio enriquecido y agua liviana, excepto los sistemas específicos de agua pesada. En lo que hace a la seguridad, un aspecto desfavorable de la adaptación es el coeficiente de reactividad de vacío positivo, si el refrigerante primario se convierte en vapor o deja de circular, aumenta la potencia producida en el combustible.

Por tratarse de modelos únicos, no se destinaron suficientes recursos a la investigación sobre su seguridad, además, la experiencia de funcionamiento se acumula muy lentamente. Un informe elaborado por técnicos argentinos a raíz de un incidente ocurrido en Atucha I, en agosto de 1988, transmitía la plena convicción que fue debido a errores de diseño.[2]

Mecanizado del reactor Atucha II en Kraftwerk Union, una empresa alemana que era subsidiaria de Siemens AG. Crédito: Nucleoeléctrica Argentina.

El núcleo del reactor Atucha II es de forma aproximadamente cilíndrica, y está compuesto por 451 canales de refrigeración verticales, son tubos que contienen los elementos combustibles y dirigen el flujo ascendente de agua pesada. Los canales de refrigeración están rodeados por el moderador, también de agua pesada, contenida en el tanque moderador.

El recipiente de presión está formado por dos partes: la tapa y la parte inferior que consiste en una sección hemisférica, dos carcasas y una brida que contiene las toberas de ingreso y egreso de refrigerante, debajo de las cuales se aloja el núcleo del reactor. No existen inserciones de cañerías por debajo de dichas toberas.

En el interior del recipiente de presión se encuentra el tanque moderador, juntos forman el espacio anular para la circulación interna de refrigerante. Además, este tanque aloja a los componentes del núcleo: canales de refrigeración, barras de control de la reactividad, tubos guía, etc.

Central Nuclear Atucha II. Diagrama del recipiente de presión con los internos del reactor. Fuente: Autoridad Regulatoria Nuclear.

El lector puede imaginar al reactor como un “bosque de tubos”. Le propongo repasar la circulación del refrigerante: el agua pesada entra al reactor por las toberas de ingreso, desciende por el espacio anular entre el tanque moderador y el recipiente de presión, para ascender por los canales de refrigeración y salir por las toberas de egreso.

La clave para entender la falla de Atucha II es el tanque moderador, que se encuentra suspendido de las estructuras superiores del recipiente de presión. Si durante un evento el tanque se desprendiese, caería y cerraría el espacio para la circulación del refrigerante; para evitarlo, el diseñador dispuso 4 separadores, cuya función es permitir una separación de 90 milímetros entre los refuerzos del fondo del tanque moderador y los cuerpos de relleno del recipiente de presión. Se trata de un sistema de seguridad pasivo.

Un misilazo, tal vez

En la idea original del diseñador, los componentes más importantes alojados en el recipiente de presión deben funcionar durante toda la vida útil del reactor sin falla alguna. Por el contrario, el reactor Atucha II ha necesitado intervenciones desde su puesta en marcha, tal es el caso de los tubos guía de las sondas de flujo neutrónico N2 y N3, que presentaron deformación por pandeo debido a un defecto de diseño; otro ejemplo son las barras de control hidráulico, que se montaron a pesar de que no eran necesarias, y se montaron mal; después, con el reactor en marcha se observaron roturas y daños en los tubos guía SX1, SX3, y SH2. Así las cosas, el reactor Atucha II se convirtió en una especie de “lego radiactivo” donde los funcionarios del átomo sacan y ponen piezas, formalmente, a este procedimiento Nucleoeléctrica lo denominó: “Programa de realización de mejoras y/o cambios de diseño a través del programa de intervención del reactor 2017-2023”.[3]

No sabemos la secuencia real de acontecimientos que condujeron a la falla del reactor Atucha II en octubre de 2022. La vibración de un reactor en plena operación es muy intensa y todos los internos se encuentran sometidos a la misma. Particularmente el modelo Konvoi tiene un sistema hidráulico en el fondo de la vasija que no está muy logrado y que da lugar a una distribución desigual de la energía en los conjuntos.

Econo Journal, un medio especializado en energía, señaló que un error humano provocó el desperfecto. También informó que José Luis Antúnez y Jorge Sidelnik, presidente y vice de Nucleoeléctrica, cuando asumieron en 2021 modificaron el cronograma de reparaciones de Atucha II que había configurado el directorio anterior, y “fuentes del sector nuclear” argumentan que ese cambio terminó afectado las gestiones de operación y mantenimiento de la planta nuclear. Según Econo Journal, técnicos de Nucleoeléctrica admitieron en reserva que Atucha II “es como un Taunus del 80, pero armado en 2014. Por eso siempre tiene problemas”.

Por su parte, Agendar, una especie de “house organ” del lobby nuclear criollo, sostiene que el problema de la turbina es “enteramente distinto” al desplazamiento del separador. Como Nucleoeléctrica está planificando extraer el separador fallado mediante un brazo robótico y seguir operando la central con 3 de los 4 separadores previstos en el diseño, Agendar pone en duda la utilidad de los mismos: “son bastante innecesarios, esas redundancias de redundancias en la que abunda la ingeniería nuclear, y máxime si es alemana”. A su vez, Sidelnik comenzó a “militar” la fortaleza de la sujeción del tanque moderador al recipiente de presión, diciendo a Agendar que “no hay terremoto que pueda romper esa sujeción (…) un misilazo, tal vez, pero muy veloz y con mucha carga explosiva”.

Con el paso de los años, cuando los funcionarios del átomo eleven sus informes a los organismos internacionales que controlan la industria nuclear, sabremos qué le pasó al reactor Atucha II en octubre de 2022, por ahora, la máxima de Nucleoeléctrica es echar tierra al asunto.

Cristian Basualdo

Referencias:

  1. Para evaluar el desempeño de una instalación generadora de electricidad se utiliza el Factor de capacidad, que es el cociente entre la energía realmente generada en un período determinado, dividida por la energía que hubiese generado operado al máximo de su capacidad. La energía nuclear presenta valores superiores a 80%. El lector puede verificar en el Sistema de Información de Reactores de Potencia del Organismo Internacional de Energía Atómica, que Atucha II tiene un factor de capacidad (Load factor) acumulado al 2021 de 53,6%, un valor muy bajo para una central nuclear, que continuará descendiendo porque la central estuvo parada gran parte del 2022.
  2. Juan C. Almagro, Roberto P.J. Perazzo, Jorge I. Sidelnik, Crónica de una reparación (im)posible. El incidente de 1988 de la C.N. Atucha I, Asociación Argetina para el Progreso de las Ciencias, 2017, pg. 73.
  3. Nucleoeléctrica informó el grado de avance del programa. Año 2017: Barras de control hidráulicas: Se retiraron dos tubos guía SX y un tubo guía SH, en su lugar se colocaron tapones bayoneta. Sondas de flujo neutrónico: Se retiró un tubo guía. Año 2020: Barras de control hidráulicas: Se retiró un tubo guía SX y un tubo guía SH, en su lugar se colocaron tapones bayoneta. Sondas de flujo neutrónico: Se retiraron tres tubos guía. En su reemplazo se colocaron tubos guía de nuevo diseño (se instaló también el retirado en 2017). Año 2022: Barras de control hidráulicas: Se retiraron tres tubos guía SH, en su lugar se colocaron tapones bayoneta. Sondas de flujo neutrónico: Se retiraron nueve tubos guía. Se reemplazaron por tubos guía de nuevo diseño. Año 2023: Resta intervenir 1 tubo guía SH de Barra de Control Hidráulica, 2 tubos guía de Sonda de Flujo Neutrónico y 4 tubos guía de Mediciones de Nivel.

Imagen destacada: José Luis Antúnez, presidente de Nucleoeléctrica Argentina, dirigió la finalización de las obras de la Central Nuclear Atucha II entre 2006 y 2015.