Garantías de calidad de diseño (II)

Por lo común, se realizan una o má s revisiones en el curso de la construcción o modificació n para garantizar que se cumplen las especificaciones del diseño y los requisitos de la instalació n en los á mbitos siguientes:
• los materiales de construcció n se suministran y se utilizan de la forma especificada;
• las técnicas, inspecciones, verificaciones y certificaciones de montaje y soldadura son las correctas;
• se tienen en cuenta los riesgos químicos y de salud profesional durante la construcción;
• se tienen en cuenta los riesgos físicos, mecá nicos y de seguridad en el trabajo durante la construcció n; ademá s de la observancia de autorizaciones y prá cticas de seguridad en la instalación,
• se dispone de sistemas de protección provisionales y de respuesta a emergencias, y se hallan en funcionamiento.

Principios de seguridad y características de diseño relacionadas con la seguridad (VI)

La seguridad nuclear no sólo depende de factores técnicos y científicos; el factor humano desempeña un papel muy impor- tante. El control normativo aporta una comprobación indepen- diente de todos los aspectos de seguridad de las centrales nucleares. Ahora bien, la seguridad nuclear no se garantiza principalmente con leyes y reglamentos, sino con un diseño, un funcionamiento y una gestión responsables por parte de las compañías eléctricas, que deberán aplicar las revisiones y autorizaciones pertinentes de quienes tienen los conocimientos y la autoridad.

El único accidente nuclear que ha tenido consecuencias muy graves para la población se produjo durante una prueba de refrigeración en una configuración inusual de una central nuclear RBMK en Chernobil, Ucrania, en 1986. En este grave acci- dente, el reactor quedó destruido y gran cantidad de materiales radiactivos escaparon al medio ambiente. Después se descubrió que el reactor no disponía de un sistema de parada adecuado y que era inestable a baja potencia. Las deficiencias de diseño, el error humano y la falta de una gestión apropiada confluyeron para que se produjese el accidente. En los reactores RBMK todavía en servicio se han realizado modificaciones para eliminar graves deficiencias de diseño y se han mejorado las instrucciones de operación para evitar que se repita un incidente tan lamentable.

Se ha aprendido mucho del accidente del RBMK, de otros accidentes nucleares menos graves (como el acaecido en Three Mile Island en Estados Unidos en 1978) y de muchos accidentes e incidentes menores durante más de 30 años de funcionamiento de las centrales nucleares. El objetivo de la comunidad nuclear es garantizar que ningún accidente nuclear ponga en peligro a los trabajadores, la población o el medio ambiente. La estrecha cooperación entre programas, como los sistemas de notificación de incidentes de la OIEA y la WANO, las investigaciones de las agencias reguladoras y de grupos industriales y la vigilancia de los propietarios y operadores de las centrales nucleares, aumentan las posibilidades de que pueda cumplirse este objetivo.

Principios de seguridad y características de diseño relacionadas con la seguridad (V)

El objetivo básico del diseño de seguridad de una central nuclear es mantener la integridad de estas barreras aplicando un enfoque de defensa en profundidad, que puede caracterizarse por tres niveles de medidas de seguridad: preventivas, protec- toras y atenuantes.

Entre las medidas preventivas cabe citar: alcanzar el máximo nivel de garantía de calidad durante el diseño, la construcción y el funcionamiento; emplear operadores con un alto nivel de formación que se sometan a un readiestramiento periódico; utilizar características de seguridad inherentes; crear márgenes de diseño apropiados; llevar a cabo un cuidadoso mantenimiento preventivo, pruebas e inspecciones constantes y corrección de deficiencias; vigilancia constante; evaluaciones y reevaluaciones de seguridad minuciosas cuando sea necesario; y evaluación y análisis causal de incidentes y averías, introduciendo las modificaciones pertinentes.

Las medidas de protección incluyen: sistemas de parada de acción rápida; sistemas/válvulas de seguridad sensibles y automáticas; circuitos de bloqueo como protección contra un falso accionamiento; control automático de las funciones vitales de seguridad; y medición y control constante de los niveles de radiactividad y de la radiactividad efluente de modo que no se rebasen los límites admisibles.

Entre las medidas atenuantes cabe citar: los sistemas refrigerantes de emergencia; sistemas de agua de alimentación altamente fiables; sistemas de alimentación de emergencia diversos y redundantes; contención para evitar cualquier fuga de mate- riales radiactivos de la central, diseñada para soportar diversas tensiones naturales y artificiales, como terremotos, fuertes vientos, inundaciones o impactos de aeronaves; y, finalmente, la planificación de emergencias y el tratamiento de accidentes, que incluye la vigilancia de la radiación, la información a las autoridades competentes en materia de seguridad y los avisos públicos, el control de la contaminación y la distribución de materiales atenuantes.

Principios de seguridad y características de diseño relacionadas con la seguridad (IV)

La seguridad de diseño de las centrales nucleares se basa en la elección de una combinación de sistemas inherentes, pasivos y activos para cumplir los requisitos legales de seguridad de la jurisdicción en que esté ubicada la central. Se necesita un alto grado de automatización de los sistemas de seguridad para evitar en la medida de lo posible que el personal de operaciones tenga que tomar decisiones y medidas rápidas bajo tensión. Los sistemas de los reactores nucleares están diseñados para adaptarse automáticamente a los cambios en la demanda de potencia, que generalmente son graduales. Es especialmente importante que los sistemas relacionados con la seguridad estén en condiciones de responder en todo momento de forma inmediata, efectiva y fiable. Para alcanzar ese elevado nivel de rendi- miento, deben cumplir los más estrictos criterios de garantía de calidad y diseñarse siguiendo principios reconocidos de segu- ridad en el diseño, como son la redundancia, la diversidad y la separación física.

La redundancia es la instalación de más componentes o subsistemas de los estrictamente necesarios para que el sistema funcione: por ejemplo, instalar tres o cuatro componentes donde sólo se necesitan dos para que el sistema funcione correctamente. La diversidad es la instalación de dos o más sistemas basados en principios funcionales o de diseño diferentes para desempeñar una misma función de seguridad.

La separación física de componentes o sistemas diseñados para desempeñar la misma función de seguridad, protege de daños locales que de otro modo podrían afectar al funcionamiento de los sistemas de seguridad.

Un buen ejemplo de aplicación de estos principios de seguridad en el diseño es la alimentación eléctrica de las centrales nucleares, que consta de más de una conexión al sistema de alimentación principal, con el apoyo in situ de varios motores diesel de arranque automático y/o turbinas de combustión y de bancos de baterías y grupos electrógenos que garantizan la fiabilidad del suministro eléctrico a los sistemas vitales en materia de seguridad.

La medida preventiva básica contra la liberación de materiales radiactivos es muy sencilla en principio: instalar una serie de barreras estancas entre los materiales radiactivos y el medio ambiente para conseguir protección contra la radiación directa y contención de los materiales radiactivos. La primera barrera interna es el propio combustible cerámico o metálico, que aglomera la mayoría de los materiales radiactivos dentro de la matriz. La segunda barrera es la camisa estanca y resistente a la corrosión. La tercera es el contorno a presión del sistema refrigerante primario. Finalmente, la mayoría de los sistemas de energía nuclear están encerrados en una estructura de contención resistente a la presión y diseñada para resistir el fallo de las tuberías mayores del interior y contener la liberación de materiales radiactivos al medio ambiente.

Principios de seguridad y características de diseño relacionadas con la seguridad (III)

Para proteger una central nuclear, hay tres tipos de sistemas de seguridad: las características inherentes, los sistemas pasivos y los sistemas activos, que se utilizan en distintas combinaciones en las centrales nucleares operativas.

Las características de seguridad inherentes se basan en las leyes de la naturaleza para mantener la seguridad en la central eléctrica. Hay características de seguridad inherentes a ciertos combustibles nucleares, de modo que, a medida que se eleva su temperatura, disminuye la velocidad de la reacción de fisión en cadena. Hay características de seguridad inherentes a algunos diseños de sistemas refrigerantes, por las que el refrigerante circula sobre el combustible de forma natural para eliminar adecuadamente el calor de la desintegración sin necesidad de bombeo. Hay características de seguridad inherentes a la mayoría de las estructuras metálicas, de modo que bajo una carga fuerte reaccionan con elasticidad o estiramiento en lugar de con rotura o reventazón.

Las características de seguridad pasivas incluyen el levantamiento de válvulas de seguridad de contrapeso (gravedad) por la presión del líquido que descargan, o el uso de energía almacenada en sistemas de inyección de refrigerante de emergencia, o algunas vasijas de seguridad diseñadas para amortiguar la energía liberada por la avería de las tuberías y el consiguiente calor por desintegración.

Los sistemas de seguridad activos comprenden todos los sistemas que precisan señales de activación y una alimentación eléctrica de algún tipo. Los sistemas activos suelen controlar un mayor abanico de circunstancias que los sistemas inherentes y pasivos, y pueden comprobarse sin restricciones durante el funciona- miento del reactor.

Industria del papel Cuestiones sobre la contaminación del agua (II)

Los derivados de la madera disueltos en los licores de la preparación de la pasta, como oligosacá ridos, azú cares simples, derivados de la lignina de bajo peso molecular, ácido acético y fibras de celulosa solubilizadas, son los principales contribuyentes tanto a la demanda bioló gica de oxígeno (DBO) como a la demanda de oxígeno químico (DQO). Los compuestos que son tó xicos para los organismos acuá ticos son los organoclorados (AOX; separación del blanqueo, especialmente de pasta kraft); á cidos de resina; á cidos grasos insaturados; alcoholes diterpé nicos (especialmente del descortezado y pasta mecá nica); productos de la degradació n de la lignina (especiales de la pasta de sulfito); orgá nicos sinté ticos, como los limicidas, aceites y grasas; y productos químicos de los procesos, aditivos de la fabricación del papel y metales oxidados. Los organoclorados tienen una especial incidencia, porque son muy tó xicos para los microorganismos marinos y pueden bioacumularse. Este grupo de compuestos, como las dibenzo-p-dioxinas policloradas, han sido los principales motivos para disminuir al máximo el uso del cloro en el blanqueo de la pasta.

La cantidad y las fuentes de sólidos en suspensión, la demanda de oxígeno y el vertido de tó xicos dependen del proceso (Tabla 72.7). Debido a la solubilizació n de los extractermomecano-química producen residuos altamente tó xicos con

alta DBO. Las fá bricas de pasta kraft usaban má s cloro para el blanqueo, y sus residuos eran má s tó xicos; sin embargo, los residuos de las fá bricas kraft que han eliminado el Cl2 en el blanqueo y utilizan el tratamiento secundario suelen presentar poca o ninguna toxicidad aguda, y la toxicidad sub-aguda ha sido enormemente reducida.

Los só lidos en suspensió n han dejado de ser un problema porque muchas fá bricas utilizan la clasificació n primaria (p. ej., sedimentació n por gravedad o flotació n por aire disuelto), que elimina del 80 al 95 % de los só lidos sedimentables. Se utilizan tecnologías del tratamiento secundario de las aguas residuales, tales como lagunas de aireació n, sistemas de lodos activados y filtració n bioló gica, para reducir la DBO, la DQO y la presencia de organoclorados en el vertido.

Las modificaciones de los procesos en planta para reducir los sólidos sedimentables, la DQO y la toxicidad incluyen el descortezado en seco y la conducció n de troncos, la mejora del cribado de astillas para permitir una cocció n uniforme, la deslignificación prolongada durante la producción de pasta, la introducción de cambios en las operaciones de recuperación química de la digestión, el empleo de tecnologías alternativas de blanqueo, el lavado de la pasta de alta eficacia, la recuperación de fibra del agua de vertido y la mejora de la contención de astillas. Sin embargo, fallos en el proceso (particularmente si de ellos resulta un vertido intencionado de licores) y cambios operativos (particularmente el empleo de madera sin esperar a su total desarrollo, con alto porcentaje de extraíbles) todavía pueden causar rupturas de toxicidad perió dicas.

Industria del papel Cuestiones sobre la contaminación del agua (I)

El agua residual contaminada de las fá bricas de pasta y de papel puede causar la muerte de organismos acuá ticos, permite la bioacumulación de compuestos toxicos en los peces y afecta al sabor del agua potable corriente abajo. Los vertidos de las aguas resi- duales de pasta y papel se caracterizan, segú n criterios físicos, químicos o bioló gicos, por ser los más importantes en contenido en só lidos, demanda de oxígeno y toxicidad.
El contenido en só lidos se clasifica típicamente sobre las bases de la fracción en suspensió n (no disuelta), la fracción de sólidos en suspensión que es sedimentable y las fracciones respectivas que son volá tiles. La fracción sedimentable es la má s nociva, porque puede formar una densa capa de cieno junto al punto de desagüe, que rá pidamente reduce el oxígeno del agua recibida y permite la proliferación de bacterias anaerobias que generan metano y gases de azufre reducido. Aunque los só lidos no sedimentables generalmente se diluyen en las aguas circulantes y son, por consiguiente, de menos relevancia, pueden transportar compuestos orgá nicos tóxicos para los organismos acuá ticos. Los só lidos en suspensió n vertidos por las fá bricas de pasta y de papel contienen partículas de corteza, fibras de madera, arena, granos de los molinos de pasta mecá nica, aditivos de la fabricación de papel, sedimentos del licor, subproductos de los procesos de tratamiento de aguas y cé lulas microbianas de las operaciones del tratamiento secundario.