Protección del emplazamiento

Las compañías eléctricas se ven obligadas a aceptar los costes de reparación de los emplazamientos en que se asientan las plantas de gas manufacturado (PGM). Dichos emplazamientos se crearon originariamente para la producción de gas de carbón, coque o petróleo, lo que dio lugar al vertido en obra de alquitrán de carbón y otros subproductos en grandes lagunas o estanques, o al vertido terrestre fuera de obra. Los vertidos de este tipo pueden contaminar las aguas freáticas y el suelo. Esta cuestión permanecerá sin resolver durante algún tiempo, hasta que se determine el nivel de contaminación de las aguas freáticas y el suelo de estos emplazamientos y los medios para reducirla de manera rentable.

Fin

Ozono

La reducción de los niveles de ozono atmosférico constituye una preocupación importante en muchos países. Los óxidos de nitrógeno (NO ) y los compuestos orgánicos volátiles (COV) producen ozono.

Como las centrales bles fósiles liberan gran parte de todas las emisiones de NOx
mundo, son de esperar medidas de control más rigur dela medida que los países adopten normas medioambientales más exigentes. Así se seguirá hasta que se definan con más precisión los datos de partida para la realización de los modelos de cuadrí- cula fotoquímica utilizados para modelar el transporte de ozono troposférico.

Contaminantes atmosféricos peligrosos

La US Environmental Protection Administration (EPA) ha enviado al Congreso de Estados Unidos un informe provisional sobre contaminantes atmosféricos peligrosos de las compañías eléctricas, tal como exigían las enmiendas de 1990 a la ley de aire limpio. La EPA debía analizar los riesgos de las instalaciones generadoras de electricidad a partir del vapor obtenido de los combustibles fósiles. La conclusión fue que dichas emisiones no constituyen ningún riesgo para la salud pública. Las conclusiones acerca del mercurio se han retrasado en espera de estudios adicionales. Un completo estudio realizado por el Electric Power Research Institute en centrales eléctricas alimentadas por combustibles fósiles indica que más del 99,5 % de las centrales de este tipo no presentan riesgos de cáncer superiores al umbral de 1 caso por millón (Lamarre 1995), en comparación con el riesgo inducido por todas las fuentes de emisión, que se estima en 2.700 casos anuales.

Cambio global del clima

Durante los últimos años ha aumentado el conocimiento público del impacto de los seres humanos sobre el clima global. Se consi- dera que aproximadamente la mitad de todas las emisiones derivadas de la actividad humana que repercuten en el efecto invernadero son de dióxido de carbono (CO2). Se han realizado ycontinúan realizándose muchas investigaciones sobre esta cuestión a escala nacional e internacional. Dado que el funcionamiento de las compañías eléctricas contribuye en gran medida a la liberación de CO2 a la atmósfera, toda legislación encaminada a controlar las emisiones de CO2 puede afectar a la industria de generación de energía de varios modos. El convenio marco de Naciones Unidas sobre el cambio climático, el plan de acción estadounidense sobre cambio climático y la ley de política energética de 1992 han hecho comprender a la industria energética cuál ha de ser su respuesta a la futura legislación.

En la actualidad, algunos ejemplos de los ámbitos que se están estudiando son: la creación de modelos matemáticos de emisiones, la determinación de los efectos del cambio climático, la determinación de los costes asociados a cualquier plan de trata- miento del cambio climático, beneficios para los seres humanos de la reducción de las emisiones gaseosas que repercuten en el efecto invernadero, y predicción del cambio climático.

Un importante motivo de preocupación sobre el cambio climático es el posible impacto negativo para los sistemas ecológicos. Se cree que los sistemas no ordenados son los más sensi- bles y tienen más probabilidades de verse afectados de un modo importante a escala global.

Campos electromagnéticos

Los esfuerzos de investigación sobre campos electromagnéticos (CEM) se han incrementado en todo el mundo desde que se publicó el estudio de Wertheimer y Leeper en 1979. Dicho estudio sugería la existencia de una relación entre el cáncer infantil y los cables eléctricos situados cerca de las viviendas. Los estudios publicados desde entonces no han sido concluyentes y no han confirmado la causalidad. De hecho, los estudios epidemioló gicos posteriores han apuntado posibilidades que requieren más conocimientos y datos para empezar a extraer conclusiones razo- nables. Algunas de las dificultades encontradas para realizar un buen estudio epidemiológico se deben a los problemas de evalua- ción (es decir, la medición de la exposición, la caracterización de la fuente y los niveles de los campos magnéticos en las residencias). Aunque el estudio más reciente publicado por el Consejo Nacional de Investigación de la Academia Nacional de Ciencias (1996) determinó que no había suficientes evidencias para considerar que los campos eléctricos y magnéticos puedan suponer una amenaza para la salud humana, es probable que este asunto siga siendo objeto de la atención pública hasta que la ansiedad propagada sea mitigada por futuros estudios e investigaciones que demuestren la ausencia de efecto alguno.

PROBLEMAS PARA LA SALUD • PUBLICA Y EL MEDIO AMBIENTE

Toda actividad humana repercute en el medio ambiente. La magnitud y las consecuencias de tal repercusión son variables y se han creado leyes medioambientales para regularlas y minimizarlas.
La generación de energía eléctrica ocasiona varios riesgos importantes, posibles y reales, para el medio ambiente, incluidas emisiones a la atmósfera y contaminación del agua y del suelo (véase la Tabla 76.4). Las centrales que se alimentan de combus- tibles fósiles presentan un problema específico por las emisiones atmosféricas de óxidos de nitrógeno (véase “Ozono” más adelante), óxidos de azufre y la cuestión de la “lluvia ácida”, dióxido de carbono (véase “Cambio global del clima”, más adelante) y partículas, de las que se ha afirmado recientemente que contribuyen a provocar problemas respiratorios.
Las centrales nucleares han despertado preocupación por el almacenamiento a largo plazo de sus residuos y la posibilidad de que se produzcan accidentes catastróficos que acarreen la libera- ción de contaminantes radiactivos a la atmósfera. El accidente ocurrido en 1986 en Chernobil, Ucrania, es un ejemplo clásico de lo que puede ocurrir si no se toman las precauciones adecuadas en las centrales nucleares.
Con respecto a las centrales hidroeléctricas, las principales inquietudes han sido la lixiviación de metales y la perturbación de los hábitats de la fauna acuática y terrestre, aspectos que se tratan en el artículo “Generación de energía hidroeléctrica” de este mismo capítulo.

RIESGOS (III)

Se precisan excelentes capacidades de control de la radiación para proteger adecuadamente a los trabajadores que acceden a las áreas de radiación durante estos períodos. Como muchos trabajadores contratados pueden entrar en una central nuclear durante una parada y desplazarse después a otra central, es necesario mantener una estrecha coordinación entre las autori- dades reguladoras e industriales para controlar la exposición total anual de un trabajador determinado.
Los sistemas de transmisión y distribución comparten algunos de los peligros de la central nuclear, pero se caracterizan además por exposiciones laborales exclusivas. Las enormes tensiones e intensidades intrínsecas del sistema crean una predisposición a choques eléctricos y quemaduras mortales cuando los trabaja- dores ignoran los procedimientos de seguridad o están inadecua- damente protegidos. Si los transformadores se sobrecalientan, pueden incendiarse y explotar, liberando aceite y posiblemente PCB y sus productos de descomposición.
Las subestaciones eléctricas comparten con las centrales nucleares la posibilidad de una exposición a materiales aislantes,
a los CEM y a los riesgos de los espacios cerrados. En el sistema de distribución, las operaciones de corte, quema y empalme de cables eléctricos exponen a los trabajadores al plomo y a otros metales tanto en forma de polvo como de humos. Las estruc- turas subterráneas que soportan el sistema también deben consi- derarse espacios cerrados con posibles riesgos. El pentaclofenol, un pesticida utilizado para la conservación de los postes de madera de las líneas eléctricas, representa un riesgo exclusivo del sistema de distribución.
Finalmente, los lectores de contadores y los trabajadores al aire libre pueden verse expuestos a la violencia callejera; este conjunto de trabajadores se han visto afectados por muertes producidas en intentos de robo.

RIESGOS (II)

Los trabajadores de la industria eléctrica pueden trabajar en muy diversos ambientes: trepan hasta lo más alto de las torres rurales de transmisión y empalman cables en registros situados bajo las ajetreadas calles de las ciudades; sudan a mares en los pisos superiores de las centrales eléctricas en verano y tiritan de frío cuando reparan líneas de distribución elevadas derribadas por un temporal. Las fuerzas físicas a las que se enfrentan son enormes. Una central eléctrica, por ejemplo, impulsa vapor a tal presión que la rotura de una tubería puede escaldarles y sofo- carles. Entre los peligros físicos existentes en las centrales, además del calor, cabe citar el ruido, los campos electromagnéticos (CEM), la radiación ionizante de las instalaciones nucleares

y la asfixia en espacios cerrados. La exposición al amianto ha sido un motivo importante de morbilidad y polémica, y está surgiendo la preocupación por otros materiales aislantes. Se utilizan mucho productos químicos cáusticos, corrosivos y disol- ventes. Las centrales también emplean trabajadores para desempeñar tareas especializadas como la extinción de incendios o el buceo (para inspeccionar sistemas de admisión y descarga de agua), que se ven expuestos a riesgos específicos e intrínsecos de dichas tareas.

Aunque las modernas centrales nucleares han reducido la exposición de los trabajadores a la radiación durante los períodos normales de servicio, puede producirse una exposición importante durante las paradas de mantenimiento y recarga.

RIESGOS (I)

La OSHA, en su preámbulo a la norma de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica (29 CFR parte 1910.269), establece que “el índice de siniestralidad total de la industria de servicios eléctricos (es decir, de la industria suministradora de electricidad, SIC-491) es ligeramente menor que el correspondiente al sector privado en su conjunto” y que “excepto por los riesgos de tipo eléctrico y de caídas, los empleados de las compañías eléctricas afrontan riesgos de naturaleza y grado similar a los que se encuentran en muchas otras industrias” (OSHA 1994). El preámbulo continúa citando los archivos del Departamento de Estadística Laboral de Estados Unidos (BLS), en los que se identifican las principales causas de lesión en las compañías eléctricas:

• caídas;

• sobreesfuerzo;

• golpes, que provocan esguinces y torceduras, cortes, lacera- ciones y contusiones/magulladuras.

En el preámbulo se indica expresamente que el choque eléctrico no constituye una categoría de lesiones importante (o que se describa con frecuencia). Sin embargo, los archivos laborales, industriales y de la OSHA revelan que los accidentes eléctricos son el tipo más frecuente de lesiones mortales o graves en la industria eléctrica, seguidos de los accidentes de automóvil, las caídas y los “golpes/aplastamientos”.

Los trabajadores de las compañías eléctricas afrontan muchos otros peligros para realizar las diversas tareas les corresponden. Los autores de los artículos del presente capítulo abordan muchas de ellas con detalle; yo me limitaré a mencionar algunas de las exposiciones peligrosas.

Las lesiones musculosqueléticas son las lesiones más habituales de los trabajadores físicamente activos, y comprenden:

• dedos blancos por vibración, debido al uso de martillos neumáticos;

• lesiones de latigazo en el cuello provocadas por accidentes de automóvil;

• distensiones lumbares;

• lesiones en la cabeza;

• traumas en pies y tobillos,

• desgarro del menisco medial.

Disposiciones importantes

Algunas de las disposiciones más importantes de la norma incluyen: requisitos para que los empleados reciban formación en materia de primeros auxilios, sesiones informativas sobre tareas y formación en prácticas laborales relacionadas con la seguridad, procedimientos de seguridad y procedimientos de emergencia, incluidos rescates en registros y en lo alto de postes. También se establecen requisitos específicos sobre la ropa que debe llevarse para trabajar en equipos con tensión eléctrica y los requisitos para entrar en estructuras subterráneas, así como para el control de fuentes de energía peligrosas. Otro elemento importante de la norma exige a los empleadores que certifiquen que los empleados han recibido una formación adecuada y tienen pericia en las prácticas laborales especificadas en la norma. Algunos de estos elementos se comentan a continuación con más detalle.

La OSHA exige que los empleados que realizan trabajos en líneas y equipos expuestos y activos a 50 o más voltios deben recibir formación en primeros auxilios y reanimación cardiopul- monar (RCP). Para trabajos de campo que requieran dos o más empleados en un determinado lugar, se impartirá formación al menos a dos de ellos. En lugares de trabajo fijos, como una central eléctrica, deberá impartirse formación a un número sufi- ciente de trabajadores para asegurar que un trabajador expuesto

a un choque eléctrico pueda recibir auxilio en 4 minutos.

El empleado jefe de un grupo de trabajo debe celebrar una sesión informativa con los participantes en un trabajo antes de iniciar cada tarea. En dicha sesión se explicarán los riesgos asociados a la tarea, los procedimientos de trabajo necesarios, las precauciones especiales, el control de las fuentes de energía y los equipos de protección personal. Para tareas repetitivas

y parecidas se celebrará una sesión informativa antes de iniciar la primera de cada jornada o turno. Si se producen cambios importantes, se celebrará otra sesión. El estudio de la tarea que va a realizarse requiere planificación, lo que contribuye a reducir los accidentes.

La OSHA también exige que el empleador certifique que cada empleado ha recibido la formación necesaria para su cuali- ficación y competencia. La certificación se emitirá cuando el empleado demuestre pericia en las prácticas laborales y se mantendrá durante todo el tiempo que permanezca empleado. La formación por sí sola es inadecuada. Debe demostrarse la pericia, generalmente examinando al empleado de sus conoci- mientos sobre el tema de que se trate. De este modo se contri- buye a asegurar que los equipos eléctricamente activos sólo sean manipulados por trabajadores cualificados.

Hay requisitos en cuanto a la ropa que deben llevar los trabajadores expuestos a riesgos derivados de llamas o arcos eléctricos. En esta sección se exige al empleador que se asegure de que los trabajadores expuestos a estos riesgos no lleven ropa que, en contacto con llamas o arcos eléctricos, puedan aumentar el alcance de una posible lesión. Las ropas de acetato, nailon, poliéster o rayón, solos o mezclados, están prohibidas a menos que el empleador demuestre que han sido tratadas para soportar las condiciones que puedan darse. Los trabajadores pueden elegir entre algodón, lana o ropa ignífuga, pero el empleador deberá determinar, basándose en la exposición, si es aceptable utilizar fibras naturales como el algodón o la lana; estas fibras pueden arder en ciertas circunstancias. Aunque esta sección de la norma ha provocado una gran controversia en la industria, la prohibición del uso de materiales sintéticos es un paso importante para reducir las lesiones que sufren los trabajadores de la industria eléctrica.

Disposiciones generales

La norma de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica constituye un enfoque completo del control de los riesgos existentes en la industria eléctrica. Está basada en el funcionamiento, y da al empleador la oportunidad de implantar programas alternativos siempre que demuestre que el nivel de seguridad obtenido es equivalente al especificado por la norma. En sus disposiciones generales se contemplan: requisitos de formación, procedimientos de control (bloqueo/identificación) de energía peligrosa durante la generación, transmisión y distri- bución de electricidad; procedimientos de entrada en espacios cerrados y de trabajo seguro en instalaciones subterráneas; requisitos para trabajar con o cerca de piezas eléctricamente activas

y expuestas; requisitos para trabajar en líneas elevadas; requisitos de toma a tierra; desramaje de árboles para despejar el paso de las líneas; procedimientos para trabajar en subestaciones; y requisitos para herramientas de líneas con tensión, herra- mientas de mano y portátiles, escaleras y equipos de protección personal. La norma es completa y abarca todos los aspectos del funcionamiento y el mantenimiento de los equipos de generación, transmisión y distribución de electricidad.

Reducción de accidentes

La OSHA ha estimado que en Estados Unidos los trabajadores de las compañías de generación, transmisión y distribución de electricidad sufren anualmente una media de 12.976 lesiones con baja, ascendiendo el número de fallecidos a 86. Asimismo, ha calculado que podrían evitarse 1.633 lesiones con baja y 61 accidentes mortales anuales si se cumplieran las disposiciones de la norma y de otras normas mencionadas en la disposición final. La OSHA desglosa dicha reducción en dos categorías. Se espera que las más beneficiadas sean las compañías eléctricas, que representan aproximadamente el 80 % de los accidentes mortales. Los contratistas —incluidos contratistas eléctricos y operarios desramadores— y los establecimientos no relacio- nados con las compañías eléctricas absorben el 20 % restante. La OSHA también espera que sean las compañías eléctricas quienes experimenten una mayor reducción en la incidencia de las lesiones con baja. La segunda categoría de reducción se rela- ciona con las referencias que hace la norma 190.269 a otras normas existentes. Por ejemplo, la OSHA espera que los emplea- dores proporcionen servicios médicos y primeros auxilios con arreglo a la norma 1910.151.

Las operaciones de excavación deben ajustarse a la subsección P de la norma 1926; los equipos de protección personal, a los requisitos de la subsección I de la norma 1910; los equipos anti- caídas, a los requisitos de la subsección E de la norma 1926; y las escaleras, a la subsección D de la norma 1910. Son algunos ejemplos del gran número de referencias a otras normas OSHA que se incluyen en la norma de generación, transmisión y distri- bución de energía eléctrica. La OSHA cree que estas referencias fomentarán un mayor reconocimiento de las distintas normas de seguridad aplicables y, junto con la formación de los empleados y el reconocimiento de los riesgos por medio de sesiones informativas sobre tareas, se evitarán cada año otros 2 accidentes mortales y 1.310 lesiones con baja.

Riesgos para la seguridad en los procesos de generación, transmisión y distribución

La norma de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, también conocida como norma de mantenimiento eléc- trico, codificada como 29 CFR 1910.269, fue promulgada por la Administración para la Salud y la Seguridad en el Trabajo de Estados Unidos (OSHA, US Occupational Safety and Health Administration) el 31 de Enero de 1994. La norma es aplicable a todos los trabajadores de compañías eléctricas que se ocupan del funcionamiento y el mantenimiento de equipos de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica y equipos afines. Además, las disposiciones de la norma 1910.269 también se aplican a los operarios de líneas contratadas, los trabajadores encargados del desramaje de árboles para despejar el paso a las líneas contratadas y los productores de energía independientes. Otros países y regiones tienen normas similares.

Los riesgos que contempla directamente la norma de la OSHA son los de naturaleza eléctrica que pueden provocar electrocución y lesiones por choque eléctrico. Entrar inadvertida- mente en contacto con electricidad de alta tensión suele tener como consecuencia la muerte o lesiones graves, como quema- duras de segundo y tercer grado, amputación de miembros, daños en órganos internos y daños neurológicos.

La norma también contempla los fallecimientos y lesiones debidos a otros cuatro tipos de accidentes: golpes; caídas desde escaleras, andamios, postes u otras alturas; aplastamiento por activación accidental de maquinaria durante las tareas rutinarias de mantenimiento; y contacto con temperaturas extremas debido a la liberación inadvertida de vapor a alta presión durante el mantenimiento de las calderas. El Eastern Research Group (ERG), que preparó el estudio de impacto econó- mico para la propuesta de norma de la OSHA, informó que se producen más accidentes asociados a las líneas de transmi- sión y distribución que a las subestaciones o instalaciones de generación de electricidad”. El ERG comunicó que en la cate- goría de líneas de transmisión y distribución, los operarios, aprendices y supervisores son quienes sufren la mayoría de los accidentes mortales o graves con baja laboral. En la categoría de subestaciones y generación de potencia, los electricistas de las subestaciones y los mecánicos de las compañías eléctricas son quienes sufren la mayoría de los accidentes.

SEGURIDAD EN LA GENERACION, TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA: UN EJEMPLO DE ESTADOS UNIDOS

El suministro de energía eléctrica consta de tres fases: generación, transmisión y distribución. Cada una de ellas conlleva distintos procesos productivos, actividades laborales y riesgos.
La mayor parte de la electricidad se genera a niveles de 13.200 a 24.000 voltios. Entre los riesgos presentes en el proceso de generación de energía eléctrica se incluyen las explosiones y quemaduras derivadas de averías inesperadas de los equipos. También pueden producirse accidentes por no seguir unos procedimientos apropiados de bloqueo e identificación, que se implantan con el fin de controlar las fuentes de energía. Antes de realizar tareas de mantenimiento en equipos que puedan recibir excitación eléctrica, ponerse en funcionamiento o liberar energía almacenada de forma inesperada y provocar lesiones, deberá procederse a su aislamiento de la fuente de energía y dejarse inoperativos. Si no se aíslan correctamente las fuentes de energía (bloqueo/identificación) pueden producirse graves lesiones o fallecimientos.
Una vez generada, la energía eléctrica se envía a distancia a través de líneas de transmisión tendidas entre subestaciones de transmisión ubicadas en centrales generadoras. La instalación de las líneas puede ir elevada, por medio de torres de sustentación,

o subterránea. Las líneas de alta tensión transmiten grandes cantidades de energía eléctrica y se despliegan a lo largo de distancias considerables. Cuando la electricidad sale de una central generadora, la subestación de transmisión allí ubicada aumenta la tensión hasta niveles de 138.000 a 765.000 voltios. Dentro del área operativa, las subestaciones de transmi- sión reducen la tensión transmitida a niveles de 34.500 a
138.000 voltios. Esta energía se transporta después a través de líneas a los sistemas de distribución situados en el territorio de servicio local. Los principales riesgos presentes durante el proceso de transmisión son eléctricos. Si no se mantienen las distancias de seguridad apropiadas o no se utilizan equipos de protección adecuados (guantes y manguitos de goma) pueden producirse graves lesiones o fallecimientos. Las caídas también dan lugar a accidentes graves durante la realización de trabajos de mantenimiento en líneas elevadas y mientras se trabaja desde postes o camiones de cangilón.
El sistema de distribución conecta el sistema de transmisión al equipo del cliente. La subestación distribuidora reduce la tensión eléctrica transmitida a niveles de 2.400 a 19.920 voltios. Un transformador distribuidor reduce todavía más la tensión. Los riesgos relacionados con el trabajo de distribución también son de naturaleza eléctrica. Sin embargo, existe el riesgo adicional de trabajar en espacios cerrados (registros y bóvedas) cuando se trata de sistemas de distribución subterráneos.
En las subestaciones de transmisión y distribución se cambia la tensión, la fase u otras características de la energía eléctrica como parte del proceso de distribución final. La electrocución representa el principal riesgo para la seguridad. Este tipo de accidentes suelen producirse por no mantener las distancias de seguridad con los equipos eléctricos activos o no utilizar equipos de protección personal adecuados, incluidos guantes y manguitos aislantes de goma.

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.

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

Durante el procedimiento de concesión de licencias, cada instalación nuclear debe demostrar que la liberación de radiacti- vidad será inferior a los límites reglamentados, tanto en condiciones normales de servicio como en caso de avería o accidente. La prioridad es evitar los fallos y no limitarse a mitigar sus consecuencias, pero el diseño tiene que ser capaz de resolver los fallos si llegan a producirse a pesar de todas las precauciones. Ello exige la aplicación del más alto grado de control y de garantía de calidad a todos los equipos, funciones de construc- ción y operaciones. Las características de seguridad inherentes y las medidas técnicas de seguridad están diseñadas para evitar

y controlar los accidentes y contener y minimizar la liberación de materiales radiactivos.

En especial, la generación de calor y la capacidad de enfria- miento deben corresponderse en todo momento. En funcionamiento, el reactor se enfría bombeando refrigerante a través de unas tuberías conectadas al mismo, que lo hacen circular por la superficie de la camisa del combustible. Si se corta la corriente de las bombas o se produce una avería repentina en las tuberías de conexión, se interrumpirá el enfriamiento del combustible, lo que podría dar lugar a un rápido aumento de la temperatura del combustible, un posible fallo de la camisa del combustible y el escape de material radiactivo del combustible a la vasija del reactor. Una rápida parada de la reacción de fisión en cadena, junto con la posible activación de sistemas de refrigeración auxi- liares o de emergencia, evitará que se deteriore el combustible. Estas medidas de seguridad existen en todas las centrales nucleares.

Aun cuando se pare el reactor, la pérdida de la refrigeración y una avería en la instalación de refrigeración auxiliar o de emergencia podrían provocar el sobrecalentamiento del combustible debido a la producción constante de calor ocasionada por la desintegración de los productos de fisión en el combustible, como se indica en la Figura 76.2. Aunque el calor de desintegración es sólo del 1 % o el 2 % de la producción de calor a plena potencia, si no se elimina, la temperatura del combustible puede alcanzar niveles de fallo en cuestión de minutos desde el momento de la pérdida total de la refrigeración. El principio de seguridad en materia de diseño de centrales nucleares exige que se evalúen minuciosamente todas las circunstancias que puedan provocar sobrecalentamiento y deterioro del combustible y la liberación de materiales radiactivos del mismo y que se eviten por medio de sistemas técnicos de control y protección.

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

Hay cuatro aspectos de la reacción de fisión en cadena que pueden resultar peligrosos y que no es posible separar del aprovechamiento de la energía nuclear para la producción de electri- cidad, lo que hace necesario la adopción de medidas de seguridad:

1. la fisión produce radiación ionizante, que impone una protección frente a la exposición directa a la radiación;
2. se crean productos de fisión altamente radiactivos, que requieren recintos estancos para evitar la contaminación del medio ambiente exterior y una posible ingestión;
3. la reacción de fisión en cadena es un proceso dinámico que requiere un control constante;
4. la producción de calor no puede detenerse instantáneamente, ya que la desintegración radiactiva continúa produciendo

calor una vez terminada la reacción de fisión en cadena, por lo que se requiere una refrigeración de larga duración.

Los requisitos de seguridad derivados de estas características marcan las principales diferencias en cuanto a equipos de seguridad y estrategia de funcionamiento entre una central nuclear y las centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles. Su cumplimiento es diferente en los distintos tipos de centrales nucleares, pero los principios fundamentales de seguridad son los mismos en todas ellas.