PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS EN CENTRALES NUCLEARES En estos días, y debido a la trágica situación que se está viviendo en la central nuclear de Fukushima en Japón, se ha vuelto a abrir el debate sobre el empleo de la energía nuclear como una solución fiable y segura que suponga además una alternativa frente al problema existente del cambio climático. Debido a este debate creado, se hace patente de nuevo la estrecha vinculación que existe entre el empleo de la energía nuclear y las medidas de seguridad que son necesarias para garantizar su uso.
José Vázquez Carmona Dirección técnica de PCI Prosegur Las medidas de seguridad que garantizan el uso de las centrales nucleares tendrán como objetivo principal la reducción de la probabilidad de que ocurra un accidente y, en caso de que dicho accidente se produjera, mitigar las consecuencias mediante el mantenimiento de dos funciones vitales: • El control de la reacción nuclear. • La refrigeración del reactor. Para ello, junto con otras medidas pasivas e intrínsecas, los sistemas de seguridad deben dar respuesta ante la indisponibilidad y posibles fallos de los sistemas principales, así como frente a las situaciones de emergencia que puedan producirse en la operación y funcionamiento de la central nuclear. Con el objetivo de garantizar estos niveles de seguridad se ha venido desarrollando, tanto a nivel europeo como a nivel nacional, una normativa que define, acota y regula todo lo concerniente a la seguridad nuclear, materializando su importancia con la creación en nuestro país del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). Adicionalmente a dicha normativa, el
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CSN desarrolla en nuestro país una normativa de carácter obligatorio en forma de normas e instrucciones técnicas, así como una serie de guías de seguridad de carácter recomendatorio que deberán ser consideradas como documentos técnicos no obligatorios, pero que tienen el objetivo de orientar y facilitar a los usuarios la aplicación de dicha normativa. Siguiendo esta línea, se le atribuye al CSN la facultad de “elaborar y aprobar las instrucciones, circulares y guías de carácter técnico relativas a las instalaciones nucleares y radioactivas y las actividades relacionadas con la seguridad nuclear y la protección radiológica” con el objetivo de promover una regulación que permita
El objetivo final deberá ser implantar una serie de medidas para evitar un incendio antes de su inicio
su funcionamiento seguro, es decir, sin que puedan existir riesgos indebidos para las personas o el medio ambiente. REQUISITOS GENERALES DE SEGURIDAD Por ello, haciendo uso de la facultad que se le atribuye, el Consejo de Seguridad Nuclear dicta los requisitos generales de diseño, fabricación, construcción, pruebas y funcionamiento de las estructuras, sistemas y componentes importantes para la seguridad de una central nuclear. Estos requisitos generales forman el conjunto de requisitos mínimos con que debe ser diseñada una central nuclear para ser considerada segura. Enfocado a la protección contra incendios, dichos requisitos generales serán los siguientes: • Las estructuras, sistemas y componentes importantes para la seguridad de una central nuclear deberán estar diseñados y ubicados de manera que se minimice la probabilidad de incendios o explosiones y sus efectos, siempre de una manera que sea coherente con otros requisitos de seguridad. Número 50 – 2º Trimestre de 2011
• Siempre que sea factible, y especialmente en zonas vitales de la central tales como el recinto de contención y la sala de control, se deberán utilizar materiales no inflamables y resistentes al fuego. • Se deberán instalar sistemas de detección y extinción del fuego de eficacia y capacidad adecuadas, que deberán estar diseñados para minimizar los efectos adversos del fuego en las estructuras, sistemas y componentes importantes para la seguridad. Los sistemas de extinción de incendios deberán diseñarse de forma que en caso de rotura o de operación indebida del sistema, la capacidad para realizar las funciones de seguridad de las estructuras, sistemas y componentes no se vea afectada de forma significativa. • Se deberá disponer de las medidas de protección necesarias para limitar la propagación de incendios, garantizando que se mantienen confinados en zonas resistentes al fuego. Todos los criterios anteriormente establecidos son de aplicación a los titulares de las centrales nucleares españolas en relación con sus autorizaciones de explotación, lo que marca la responsabilidad de estos para su cumplimiento e introduce, como base reguladora para la instalación, la mejora continua de la seguridad de la instalación y la facultad del CSN para requerir las mejores prácticas y técnicas con dicho fin. PROGRAMA DE PCI Recientemente, y con el objeto de requerir a los titulares de las centrales nucleares un programa de protección contra incendios –de forma que, ante cualquier incendio en cualquier área de fuego en la central se pueda alcanzar la parada segura y se minimice la posibilidad de liberaciones radioactivas al exterior– el Consejo de Seguridad Nuclear ha publicado la Instrucción IS-30, de 19 de enero de 2011, sobre requisitos del programa de protección contra incendios en centrales nucleares. Dicho programa incluye el conjunto de componentes, análisis, procedimientos, actividades, personal y recursos necesarios para definir y desarrollar todas las actividades de protección contra incendios. Tal y como aparece descrito en la mencionada instrucción, así como en las guías de seguridad de aplicación por parte del CSN, el objetivo final deberá ser implantar una serie de medidas para evitar un incendio antes de su inicio; detectarlo, controlarlo y extinguirlo lo antes posible en caso de que este se produzca; y evitar Número 50 – 2º Trimestre de 2011
2
11 Torre de refrigeración
Generador de vapor
9
Dispositivo de contención Turbina de vapor 3
Red eléctrica 6
4 Alternador
Bomba 8 10 Combustible Reactor nuclear
7 1
Condensador
la propagación del mismo a otras áreas que puedan afectar a la seguridad. En caso de que se dé la situación de que un incendio no se pueda extinguir, se deberá garantizar, mediante una serie de compartimentaciones en las denominadas “áreas de fuego”, que el incendio dejará libre de daños al menos a uno de los sistemas que son capaces de que la central pueda alcanzar y mantener de modo independiente la parada segura durante y después del incendio, así como minimizar la posibilidad de que se produzcan liberaciones radioactivas al exterior. Debido al nivel de seguridad que debe alcanzarse y a la complejidad del tipo de riesgo que se está tratando, el método correcto para alcanzar los objetivos mencionados anteriormente y definir cuál debe ser la filosofía para la prevención y protección contra incendios en una central nuclear será realizar un análisis de riesgo de incendios, el cual debe demostrar que se satisfacen los objetivos de la seguridad y protección contra incendios, que se cumplen las bases y criterios de diseño, que los sistemas activos y pasivos de protección contra incendios están apropiadamente diseñados y que los controles administrativos están debidamente implantados.
Accidente
Incidencia
Transformador 5
Dicho análisis de riesgo de incendios deberá ser realizado por ingenieros cualificados en protección contra incendios para mediante su aplicación y estudio: • Considerar riesgos potenciales de incendio debido a materiales combustibles contenidos en el área y a combustibles transitorios. • Determinar las consecuencias de un incendio en cualquier punto de la planta desde el punto de vista de la parada del reactor y de minimizar y controlar las fugas de material radioactivo al ambiente. • Tomar las medidas específicas para prevención, detección, extinción y contención de los incendios y tener capacidad de parada segura para cada área de incendios que pueda contener estructuras, sistemas y componentes importantes para la seguridad. Como alternativa al mencionado análisis de riesgos, el CSN considera la posibilidad de realizar el estudio desde el punto de vista del “diseño prestacional”, considerando como referencia para aplicarlo la metodología descrita en la NFPA 805 “Performance-Based Standard for Fire Protection for Light Water Reactor Electric Generating Plants”, y aceptando igualmente el empleo de otras metodologías previamente aprobadas por el CSN.
7. Accidente grave 6. Accidente importante 5. Accidente consecuencias de mayor alcance 4. Accidente consecuencias de alcance local 3. Incidente importante 2. Incidente 1. Anomalía
Niveles de alerta nuclear
Prevención de INCENDIOS
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Fotografía: Kenn W. Kiser
Una vez se realice el análisis de riesgo, se deberá llegar al planteamiento y elaboración de un proyecto de instalaciones de protección contra incendios particularizado para la central nuclear y que tenga como punto de partida las siguientes consideraciones: • Cada área de fuego y zona que contenga estructuras, sistemas y componentes o cables importantes para la seguridad deberá disponer de los medios de detección y alarma de incendios necesarios de modo que se permita la identificación y ubicación del posible incendio al personal de sala de control. Estos medios deberán alimentarse de un suministro de corriente eléctrica principal y de otro suministro alternativo de alimentación autónoma independiente mediante baterías de cuatro horas de autonomía y de modo que sea posible, en el plazo de cuatro horas desde el inicio del incendio, acoplar la alimentación a un suministro clase 1E de emergencia. Además, deberán utilizarse cables resistentes a la propagación de la llama. • Se deberán instalar sistemas de extinción manual o automática, fijos o portátiles, según se justifique en el análisis de riesgos de incendio. Estos sistemas deberán estar diseñados y localizados de forma que su fallo, rotura, operación inadecuada o inadvertida no impida la capacidad de las estructuras, sistemas o componentes de seguridad de llevar a cabo sus funciones. • La distribución de agua necesaria para la instalación de protección contra
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incendios deberá realizarse mediante un anillo principal exterior y exclusivo para este servicio. Dicho anillo deberá tener doble acometida a aquellos edificios que contengan estructuras, sistemas o componentes de seguridad, y deberá disponer de válvulas de aislamiento por tramos en posición abierta. La finalidad de estas será aislar parte del anillo principal para mantenimiento o reparación, de modo que no se elimine al mismo tiempo el suministro de agua a los sistemas de extinción principales en áreas que contengan equipos importantes para la seguridad. • El anillo de protección contra incendios deberá estar correctamente dimensionado para que dé servicio a los hidrantes en los exteriores de los edificios, a las bocas de incendio equipadas que protegen el interior de los edificios de la planta y a los sistemas fijos de extinción. • El sistema de ventilación y aire acondicionado deberá estar diseñado de modo que permita aislar a cualquier área de fuego de las demás en caso de incendio. • Los principales elementos del sistema de ventilación situados fuera de las áreas de fuego deberán tener la misma resistencia al fuego que dichas áreas, o tener la capacidad de aislarlas con compuertas cortafuegos de la misma resistencia al fuego. • En caso de “Sismo de Parada Segura” (terremoto de la máxima intensidad considerado en el diseño de la planta, y que si se produce se pudiera llevar la central a parada segura), debe existir un sistema de extinción de carácter antisísmico ca-
paz de suministrar agua a las bocas de incendio equipadas de aquellas áreas de fuego que contienen equipos requeridos para realizar la parada segura de la planta. En base a estas consideraciones, se deberá elaborar el proyecto de protección contra incendios mediante la aplicación de las particularidades de los distintos sistemas de protección necesarios y que se describen en las instrucciones y guías de seguridad correspondientes al CSN, así como la aplicación de directrices para áreas específicas de la central nuclear como salas de control, edificio de turbinas, área de generadores diésel, almacenamientos de combustible, transformadores, piscina de combustible gastado, áreas de desechos radiactivos y de descontaminación, etc. CONCLUSIÓN Como conclusión, recalcar que lo comentado debe considerarse como el planteamiento del diseño de la instalación de protección contra incendios de una central nuclear, siendo el papel del ingeniero de protección contra incendios el ahondar progresivamente en el detalle de dicho diseño, empleando las distintas instrucciones técnicas y guías de seguridad establecidas por el CSN, así como metodologías como el análisis de riesgo de incendio o el diseño prestacional, con el objetivo final de que se alcance en la central nuclear el nivel de seguridad necesario para su funcionamiento seguro. Número 50 – 2º Trimestre de 2011