Asistencia técnica para desvíos de diseño

Evaluación de posibles desvíos de diseño de componentes estructurales durante la construcción de centrales nucleares para cumplir los estrictos estándares de seguridad del sector.


Período

2015-2023

Sector

Nuclear

Servicio

Asistencia técnica para desvíos de diseño
PDF

CONTEXTO

Mediante el empleo de la normativa del sector nuclear y con metodologías de cálculo estructural, SOLUTE da servicio en la asistencia técnica en obra durante la construcción de centrales nucleares para la evaluación de desvíos de diseño de componentes estructurales. Los estándares de seguridad que rigen en este sector implican la necesidad de aplicar con frecuencia metodologías de cálculo.

Un aspecto relevante del diseño de las centrales nucleares es el diseño civil y estructural, que debe garantizar la integridad y durabilidad siguiendo criterios de seguridad muy estrictos. Al ejecutarse la construcción pueden aparecer desvíos respecto al diseño previsto, bien porque este no sea totalmente válido en las condiciones de obra o porque durante la ejecución hayan surgido imprevistos, incompatibilidades o fallos.

Con el objetivo de reducir el coste que supondría tener que desechar todos los desvíos, el enfoque pasa porque éstos se analicen para encontrar una solución viable y que siga los mismos criterios del diseño que ya fueron aprobados por el regulador nuclear que certifica el modelo de central, como la NRC (Nuclear Regulatory Commission). El propósito será seguir manteniendo las mismas garantías de seguridad estructural para que la carga nuclear pertenezca a un espacio protegido ante condiciones de accidente o eventos externos, tales como terremotos o huracanes.


RESULTADOS

La información resultante se concreta en la documentación necesaria para ejecutar una reparación o cambio de diseño con la necesaria justificación técnica. Es decir: planos detallados, especificaciones de montaje y documentos técnicos que registren todos los análisis y que servirán para justificar la viabilidad de las desviaciones. El trabajo puede ser multidisciplinar por lo que debe implicarse a todos los equipos en la emisión de resultados o al menos dejar bien trazado cualquier impacto que el diseño pueda estar ocasionando a otra estructura o disciplina.

EXPERIENCIA

Desde 2015 SOLUTE participa en el proyecto de construcción de una central nuclear comercial dando asistencia técnica a la obra en el edificio escudo que rodea el recipiente de contención, es decir, el elemento estructural que contiene el reactor nuclear y otros componentes estructurales como los soportes eléctricos. Los ingenieros de SOLUTE aportan soluciones tras recibir incidencias técnicas desde la obra y justificar su viabilidad mediante cálculos específicos y posterior documentación técnica.

Esas guías generalmente están sustentadas por normativa o estándares nucleares que especifican la metodología para su análisis (ACI, ANSI - AISC N690, AISI, AWS…).

METODOLOGÍA

A la hora de ejecutar un diseño de central comercial, éste debe haber sido previamente certificado por el regulador nuclear nacional competente. Cualquier desvío del diseño durante la construcción no podrá pasar las inspecciones requeridas por lo que es común crear un sistema de comunicación desde la obra hacia los ingenieros responsables de las diferentes disciplinas o estructuras para que se evalúe caso por caso una solución de diseño y su posterior emisión de documentación técnica que la justifique. De esta manera se consigue un cambio de diseño válido o una aprobación oficial de la no conformidad específica del emplazamiento de central.

Los modelos de central cuentan con guías de diseño que han tenido que ser aprobadas, según sean estructuras de hormigón o estructuras de acero, y que van a ser la base para el diseño. Además, esas guías generalmente están sustentadas por normativa o estándares nucleares que especifican la metodología para su análisis (ACI, ANSI - AISC N690, AISI, AWS…). A la hora de evaluar un desvío inicialmente se revisan los inputs, planos, modelo 3D, así como la justificación técnica más reciente de lo que se está modificando. El ingeniero competente debe buscar una solución que cumpla los requerimientos técnicos de las guías y normativa a la vez que debe considerar los impactos a otras estructuras o disciplinas dentro de la central para mantener la comunicación si procede.

Lo mismo ocurrirá en dirección contraria. Puede darse el caso de que la modificación de algún componente estructural esté impactando nuestra estructura para lo que será necesario justificar que el diseño existente soporte dicha modificación.

El cálculo estructural se lleva a cabo mediante modelos de Elementos Finitos utilizando herramientas comerciales como GTSTRUDL y ANSYS a partir de análisis estáticos o dinámicos. Los casos de carga deben tener en cuenta la carga muerta y las condiciones de operación de la central (carga térmica, presiones hidrostáticas…), condiciones de montaje y, también, condiciones de accidente, así como eventos externos tales como terremotos. Las fuerzas sísmicas se obtienen a partir del análisis del espectro de respuesta de modelos tridimensionales de elementos finitos de toda la central nuclear. Los análisis de elementos finitos se complementan con cálculos analíticos locales más refinados siguiendo los códigos y estándares específicos.

Eólica

Gestión de campañas de medición

Diseño y gestión de campañas de medidas meteorológicas para plantas renovables, tanto de energía eólica como solar

Eólica

Revisión de pares y análisis causa raíz del diseño de torres y cimentaciones para aerogeneradores

Evaluación detallada de datos para comprobar que los componentes cumplen la normativa vigente y los estándares de calidad definidos en el momento actual.