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#240abril 2021

Seguridad después de Fukushima

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Excursión histórica

El 11 de marzo de 2011 un fuerte terremoto golpeó a Japón que provocó un tsunami poderoso. La ola golpeó la costa este de Japón causando destrucción y pérdida de vidas humanas. El tsunami también provocó un grave accidente en la central nuclear de Fukushima Daiichi, perteneciente a la compañía Tokyo Electric Power Company (TEPCO).

El terremoto destruyó redes eléctricas que alimentaban la central y el agua inundó el sótano de la planta donde se ubicaban los generadores diésel del sistema de respaldo de suministro de energía y las baterías. El agua dañó los dispositivos de distribución de los generadores de respaldo y como consecuencia, la primera unidad de potencia de la central se desactivó por completo, los sistemas de enfriamiento del reactor dejaron de funcionar. El combustible se sobrecalentó y se derritió debido a la reacción vapor-circonio, y el hidrógeno explotó en la primera, tercera y luego en la cuarta unidad, que en ese momento se encontraba en la etapa del recambio del combustible. La explosión en la cuarta unidad fue provocada por el hidrógeno que llegó por la ventilación desde la tercera unidad de potencia.

Dos empleados de la planta se ahogaron cuando el tsunami azotó el edificio de las turbinas de la cuarta unidad, pero el accidente en sí no causó víctimas. “El análisis posterior al accidente confirmó que la radiación del mismo no tuvo un impacto directo en la salud de las personas. Sin embargo, la salud y el bienestar de más de 150.000 personas que viven en las áreas circundantes se vieron afectados en diversos grados (incluidas algunas muertes prematuras) como resultado de la evacuación de la zona debido al tsunami y el accidente nuclear, la falta de acceso a la atención médica y/o medicamentos, problemas relacionados con el estrés y otras razones«, – concluyeron los expertos de la Agencia de Energía Nuclear en el informe “Diez años después del accidente de la central nuclear de Fukushima: estado, lecciones y problemas”.

Las consecuencias del accidente resultaron ser dramáticas para la industria de la energía nuclear en todo el mundo. Los gobiernos de Alemania, Bélgica y Suiza se pronunciaron a favor de su abandono. La creciente desconfianza en la energía nucleoeléctrica se superpuso a las dificultades económicas provocadas por la crisis financiera mundial de 2008, lo que dificultó la búsqueda de financiación para nuevos proyectos.

Para aumentar la confiabilidad de las centrales nucleares y prepararlas para las situaciones de emergencia, así como aumentar la confianza en las plantas atómicas, el OIEA, los reguladores nacionales y los participantes del sector han preparado una documentación sobre la base del cual las plantas nucleares se construyen, operan y se desmantelan, teniendo en cuenta la experiencia del accidente de Fukushima.

Modificaciones en los documentos del OIEA

El OIEA denomina a sus documentos Normas de Seguridad del OIEA para la protección de las personas y el medio ambiente. De hecho, los mismos contienen requisitos de seguridad específicos. Según el Estatuto del OIEA las normas de seguridad son vinculantes para el propio OIEA y se aplican a su propia actividad.

Los requisitos contenidos en las “Normas” del OIEA se vuelven obligatorios si los reguladores de los estados miembros del Organismo deciden independientemente cumplir con las mismas o realizar los cambios correspondientes en sus reglamentos nacionales. Las organizaciones que participan en el diseño, construcción y operación de las instalaciones nucleares también pueden guiarse por las normas de seguridad del OIEA. Esto también se aplica a los «requisitos posteriores a Fukushima«, explicó Andrey Kuchumov, primer director general adjunto y director de política técnica de JSC Atomenergoproekt.

Después del accidente de la central nuclear de Fukushima, el OIEA elaboró ​​el Plan de acción del OIEA sobre la seguridad nuclear (IAEA Action Plan on Nuclear Safety), que fue aprobado por la Junta de las autoridades del OIEA y aprobado por la Conferencia General del OIEA en septiembre del 2011. Este plan definió un programa de acción para fortalecer el marco global de la seguridad nuclear, tomando en cuenta las lecciones aprendidas después del accidente en la central nuclear de Fukushima.

En particular, el plan contenía la siguiente cláusula: “Revisar y fortalecer las normas de seguridad del OIEA y mejorar su aplicación”. En virtud de esta cláusula, la Comisión de Normas de Seguridad y la Secretaría del OIEA deben revisar y, de ser necesario, realizar una revisión adicional de las normas de seguridad del OIEA en orden de prioridad. Se pidió a los estados miembros de la Agencia que utilizaran las normas de seguridad del OIEA de la manera más amplia y eficiente posible.

El OIEA comenzó a revisar las normas contenidas en las publicaciones de la categoría “Requerimientos de seguridad” de la serie “Normas de seguridad” (IAEA Safety Standards) en 2011. “Se revisaron las disposiciones relacionadas con la estructura regulatoria, preparación y respuesta ante situaciones de emergencia y seguridad nuclear. Además, la atención se centró en las cuestiones de ingeniería: selección y evaluación del sitio, evaluación de peligros naturales extremos, incluidos sus impactos combinados, gestión de accidentes graves, desconexión de la planta de la energía eléctrica, el corte del sistema de eliminación del calor, acumulación de gases explosivos, comportamiento del combustible nuclear y almacenamiento seguro del combustible nuclear gastado«, – comentó Andrey Kuchumov.

En octubre de 2012 se tomó la decisión de revisar y enmendar cinco publicaciones (para más detalles, ver “Cambios en los documentos del OIEA”). Durante la preparación de los textos se tuvo en cuenta material adicional, incluidas las conclusiones de las reuniones de los expertos internacionales del OIEA y el material presentado en la segunda reunión extraordinaria de las partes contratantes de la Convención sobre la Seguridad Nuclear, celebrada en agosto del 2012. Además, se tuvieron en cuenta varios informes nacionales y regionales.

En el primer semestre del 2013 las estructuras clave de la agencia revisaron los borradores de los cambios. La secretaría y cuatro comités de normas de seguridad nuclear, radiación, transporte y desechos, respectivamente. Después de la revisión y aceptación de los comentarios de los estados miembros del OIEA en noviembre de 2014 los cambios fueron aprobados.

Enseñanzas de Fukushima en Europa

Paralelamente al OIEA los reguladores nacionales y regionales cambiaron sus requerimientos. Por ejemplo, el informe de las Autoridades Reguladoras Nucleares de Europa Occidental (WENRA) “Seguridad de nuevos proyectos de centrales nucleares”, publicado en 2013, fueron formulados los requisitos para garantizar la independencia de los niveles de defensa en profundidad entre sí como un elemento clave para lograr los objetivos de la seguridad. Existen tres de ellos.

Los diferentes niveles de defensa en profundidad deben ser lo más independientes posible entre sí para que una falla en un nivel no pueda afectar otros niveles de protección contra un accidente, ni traer consecuencias.

La suficiencia de la independencia lograda debe ser confirmada por los resultados de los análisis de seguridad deterministas y probabilísticos, así como por cálculos de ingeniería. Para cada evento postulado inicial, a partir del segundo nivel de protección, se requiere determinar las estructuras, sistemas y componentes necesarios (SSC), y además, el análisis de seguridad debe demostrar que el SSC asignado a un nivel de protección es suficientemente independiente del SSC de otros niveles de protección.

Se debe prestar mayor atención a la automatización, los sistemas auxiliares de la planta del reactor (por ejemplo, los sistemas de suministro de energía y el de enfriamiento), así como otros sistemas continuos. Estos sistemas deben diseñarse de tal manera que no afecten la independencia del SSC el que ellos inician, mantienen o interactúan”, dice el informe.

Una de las disposiciones adoptadas después de la fusión del combustible en el núcleo del reactor de la central nuclear de Fukushima implica reducir las consecuencias de la fusión y la radiación del núcleo. En este aspecto, el objetivo para la seguridad de los nuevos reactores es “reducir el volumen de posibles emisiones al medio ambiente en caso del accidente por fusión del núcleo, así como a largo plazo, siguiendo los siguientes criterios de calidad:

  • Deben evitarse en la práctica los accidentes con derretimiento del núcleo que provoquen liberaciones tempranas o de gran volumen;
  • Para los accidentes con derretimiento del núcleo que no podrían evitarse en la práctica, es necesario prever características de diseño de los reactores que requerirán la adopción de ciertas medidas (limitadas en tiempo y lugar) para proteger a la población (sin evacuar a las personas de manera urgente, excepto de las áreas en las inmediaciones de la planta de energía nuclear, construcción de refugios o restricciones a largo plazo sobre el uso de alimentos de localidad en cuestión) y proporcionar tiempo suficiente para la implementación de tales medidas».

Mejoras en Rusia

En Rusia las lecciones del accidente de Fukushima se tuvieron en cuenta en el documento de Rostekhnadzor, Servicio Federal de Supervisión Ambiental, Tecnológica y Nuclear de Rusia, «Disposiciones generales para garantizar la seguridad de las centrales nucleares».

En particular, apareció una norma en el documento: «En el diseño de la central nuclear se deben prever los medios técnicos especiales para garantizar la gestión de los accidentes que exceden las cuestiones de diseño«. Deben realizar funciones de seguridad en caso de falla de los sistemas de operación normal y los sistemas de seguridad que eliminan el calor del reactor y las instalaciones de almacenamiento de combustible nuclear hasta el absorbente final, así como en caso de falla de los sistemas de suministro de energía para el funcionamiento normal, acompañados por las fallas de los sistemas de suministro de energía de respaldo de emergencia. Esto es exactamente lo que sucedió en Fukushima.

El documento estipula específicamente que el diseño de una central nuclear debe prever medidas orientadas a proteger el equipo técnico de los impactos del exterior, así como de los efectos derivados de los accidentes (incluidos los accidentes más allá del diseño). Por ejemplo, los dispositivos móviles almacenados en lugares seguros.

Además, para los accidentes fuera de las características de diseño, se deberían desarrollar medidas organizativas para gestionar dichos accidentes, incluidas las medidas para reducir la exposición del personal de la planta, la población local y el medio ambiente a la radiación.

Otra norma dice es que el diseño debe prever medios técnicos para monitorear el estado de la instalación del reactor y de la central nuclear en caso de accidentes, incluidos los accidentes graves, así como medios para el monitoreo posterior al accidente. Los medios de control deberían ser los suficientes para poder gestionar los accidentes.

El documento de Rostekhnadzor también postula que la combinación de funciones de seguridad y funcionamiento normal no debería empeorar la seguridad de la central nuclear y reducir la fiabilidad. Los sistemas de seguridad de una unidad de la central nuclear que tiene varias unidades de potencia deben ser independientes y no relacionarse con ninguna otra unidad de la misma central nuclear.

En Rusia tras el accidente de la central nuclear de Fukushima, todas las centrales nucleares en que se encuentran en funcionamiento, y también las que se encuentran en diseño y construcción se sometieron a «pruebas de estrés» para identificar las posibles vulnerabilidades de las centrales en caso de influencias externas extremas con parámetros superiores a los establecidos en su diseño.

Con el fin de aumentar la resistencia a las fallas del tipo Fukushima (pérdida del último absorbedor y corte total de energía de la planta), después de las pruebas de estrés en centrales nucleares equipadas con reactores VVER-440 y reactores VVER-1000 en los proyectos se incluyeron los medios técnicos adicionales para gestionar accidentes que no están relacionados con las características de diseño. Se trata de los generadores diésel con refrigeración por aire que suministran electricidad a los equipos de seguimiento y control del accidente, las motobombas para el suministro de agua a la planta del reactor y las piletas de refrigeración.

La sexta unidad de la central nuclear de Novovoronezh se convirtió en la primera unidad de generación 3+ en el mundo que se puso en funcionamiento en 2016. Estas unidades de potencia con reactores VVER-1200 operan con los sistemas de seguridad activa y pasiva más modernos. De esta manera la carcasa de contención del reactor soporta cargas extremas, como terremotos de hasta ocho grados, inundaciones, huracanes y tornados de hasta 56 m/s, e incluso accidentes de aviones.

Para proteger de la acumulación del hidrógeno explosivo, hay un sistema para su eliminación con recombinantes autocatalíticos pasivos. El sistema de rociadores reducirá la presión dentro de la contención y el sistema pasivo de eliminación de calor reducirá la temperatura en el reactor cuando el circuito primario esté despresurizado. Finalmente, la trampa de fusión podrá atrapar combustible fundido y los derrumbes estructurales.

Ahora los reactores VVER-1200 son los proyectos insignia de Rosatom. Ya hay cuatro unidades de este tipo que se encuentran en funcionamiento en Rusia: dos en cada una de las centrales nucleares de Novovoronezh y Leningrado. En Bielorrusia ya una unidad de potencia se ha conectado a la red y se está trabajando para preparar el lanzamiento de la segunda. Se están construyendo tres unidades de la central nuclear Akkuyu de Turquía, dos unidades en Ruppur en Bangladesh y se está preparando la documentación para Paks, Hanhikivi, Tianwan y Suidapu.

“El análisis de los resultados de las pruebas de resistencia realizadas para proyectos de las centrales nucleares de la generación 3+ (Novovoronezh II, Kursk II) demostró que los sistemas de seguridad y los medios de gestión de accidentes fuera de las características de diseño que ya existen en los proyectos garantizan la seguridad de centrales nucleares en caso de que ocurran eventos parecidos al de Fukushima”, aseguró Andrey Kuchumov.

Sin embargo, para garantizar un mayor nivel de seguridad también se consideraron escenarios de accidentes más allá de la base de diseño con probabilidad extremadamente baja. “Además de las fallas en la central nuclear de Fukushima, postulan una gran fuga de la planta del reactor. Los controles especiales adicionales para tales accidentes incluyen generadores diésel con refrigeración por aire, equipo para un circuito industrial alternativo, una torre de enfriamiento de aire o una bomba de motor (dependiendo del sitio específico de la central nuclear)”, dijo Andrey Kuchumov.

Cambios en los documentos del OIEA

  1. “Marco estatal, legal y reglamentario para la garantía de la seguridad” (Normas de Seguridad del OIEA No. GSR Parte 1, 2010). Los cambios se refieren a las siguientes áreas:
  • independencia del organismo regulador;
  • principal responsabilidad por la garantía de la seguridad;
  • preparación y respuesta ante emergencias;
  • obligaciones internacionales y medidas de cooperación internacional;
  • interacción entre el organismo regulador y las partes que poseen la autorización oficial;
  • revisión y evaluación de información relevante para la seguridad;
  • comunicación y consulta con las partes interesadas.
  1. “Evaluación de la seguridad de las instalaciones y actividades (GSR Parte 4, 2009)”. Los cambios en GSR Parte 4 se refieren a las siguientes áreas principales:
  • margen de seguridad para resistir eventos externos;
  • margen de seguridad suficiente para evitar efectos de umbral;
  • evaluación de la seguridad de varias instalaciones o actividades en el mismo sitio;
  • evaluación de la seguridad en caso de compartir recursos en la instalación;
  • factor humano en condiciones de emergencia.
  1. “Seguridad de las centrales nucleares: diseño” (SSR-2/1, 2012). Los cambios en SSR-2/1 se relacionan con las siguientes áreas principales:
  • prevención de accidentes graves mediante el fortalecimiento de la base de diseño de la planta;
  • prevención de las consecuencias radiológicas inaceptables de accidentes graves para la población y el medio ambiente;
  • Mitigación de las consecuencias de un accidente severo para evitar o minimizar la contaminación radiactiva fuera del sitio.
  1. “Seguridad de las centrales nucleares: puesta en servicio y operación” (SSR-2/2, 2011). Los cambios en SSR-2/2 se relacionan con las siguientes áreas principales:
  • revisión periódica de seguridad y control de la experiencia operativa;
  • preparación para las emergencias;
  • gestión de accidentes;
  • seguridad contra incendios.
  1. “Evaluación del sitio para instalaciones nucleares (NS-R-3, 2003). Los cambios a NS-R-3 se refieren a las siguientes áreas principales:
  • posible combinación de eventos;
  • Establecimiento de nivel de riesgos previsto en el diseño para las incertidumbres asociadas;
  • varias instalaciones en un sitio;
  • Monitoreo de peligros y revisión periódica de loa peligros específicos del sitio.

REFERENCIA

JSC Atomenergoproekt

La actividad principal de la empresa son los estudios de ingeniería, diseño técnico y de ingeniería, dirección de proyectos para la construcción de las centrales termoeléctricas y nucleares, control y supervisión de las obras de construcción y el asesoramiento técnico en estas áreas.