domingo, 22 de octubre de 2017

El riesgo sísmico de la Central Nuclear Embalse

La Central Nuclear Embalse está emplazada en la península Almafuerte, a la vera del lago Embalse; a escasa distancia de las Sierras Chicas de Córdoba, una cadena montañosa generada por basculamiento de un bloque a lo largo de una falla regional. Foto: Nucleoeléctrica Argentina SA

El conocimiento sobre la geología de la zona de emplazamiento de la Central Nuclear Embalse indicó que la sismicidad es más alta que la asumida durante su diseño y construcción.

por Cristian Basualdo

Después del terremoto que estremeció a la ciudad de México el 19 de septiembre de 2017, provocando al menos 228 muertos y el derrumbe de 38 edificios, los medios de comunicación se dedicaron a analizar la sismicidad de los lugares donde habita su propio público. En Córdoba, Radio Mitre preguntó si es posible que ocurra un terremoto similar al jefe de investigaciones sismológicas del Instituto Nacional de Prevención Sísmica (INPRES), Mario Araujo, el cual confirmó que “en Argentina podemos tener catástrofes similares a la de México”. Por otra parte, el biólogo Federico Kopta aseguró que “tenemos varias fallas geológicas en Córdoba”, y advirtió que la más preocupante es la falla de Sierras Chicas, que pasa a 1 km de la Central Nuclear Embalse (CNE), donde un terremoto podría generar una catástrofe. Esta falla también es conocida como falla de Santa Rosa.

Una revisión de la documentación oficial muestra que la tierra no está firme y estable debajo de dicha central nuclear, ubicada a unos 120 km de la capital provincial, a la vera del lago Embalse; “a escasa distancia de las Sierras Chicas de Córdoba, que constituye el extremo oriental de las Sierras Pampeanas. Esta cadena montañosa ha sido generada por basculamiento de un bloque a lo largo de una falla regional, denominada falla de la Sierra Chica”, según describe un estudio del lugar (1). Hay un párrafo inquietante que se repite tanto en la documentación de Nucleoeléctrica Argentina SA -empresa operadora de la central- como de la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN): “El conocimiento sobre la geología del sitio de Embalse, indicó que la sismicidad de la región era más alta que la asumida durante el diseño y la construcción de la planta” (2).

Hablar del riesgo sísmico de una instalación nuclear es abordar la complejidad. Entre los numerosos parámetros utilizados en sismología y evaluación de obras civiles, se destaca la aceleración máxima del suelo (PGA, Peak Ground Acceleration), cuya unidad de medida es la aceleración de la gravedad (g). El daño en edificios e infraestructuras está íntimamente relacionado con el valor de la PGA.

La central embalseña fue diseñada en la década de 1970 por Atomic Energy of Canada Ltd. y un consorcio de empresas de ingeniería locales liderado por Techint; utilizando una PGA de 0,15 g para el sismo base de diseño (3).

Así las cosas, en 1980 el INPRES realizó una evaluación del riesgo de movimiento del suelo e incrementó la PGA a 0,35 g. Pero para ese entonces ya estaba levantado el edificio del reactor, consistente en una cáscara cilíndrica y domo superior de hormigón prentensado, sumado a un edificio interno conformado por losas y tabiques de hormigón armado, conectados a una platea de fundación (4). El periodista Gustavo Tobi describió al edificio como “este enorme cilindro de cemento” en una nota para Canal 12 de 1979.

Vista de las obras de la Central Nuclear Embalse hacia 1977. Fue diseñada y construida utilizando una aceleración horizontal del suelo de 0,15 g. Las reevaluaciones realizadas a partir de 2006 determinaron un rango de valores de 0,25 g y 0,37 g del evento sísmico correspondiente a una magnitud de 6,6

Ante este marco fáctico, fue reevaluado el comportamiento sísmico del diseño; además el consultor externo D’Appolonia reevaluó el ambiente sísmico, lo que resultó en una reducción de las demandas de PGA de 0,35 a 0,26 g. El diseño original fue considerado adecuado y no se incorporaron refuerzos estructurales.

Es importante considerar que las reevaluaciones sísmicas realizadas a partir de 2006, en el marco de la extensión de vida de la central, determinaron un rango de valores entre 0,25 g y 0,37 g del evento sísmico condicionante para un afloramiento de roca en terreno natural, correspondiente a un sismo de magnitud 6,6. Conviene recordar este número, volverá a aparecer en el párrafo siguiente.

El pasado es la llave del futuro
Guillermo Sagripanti es doctor en ciencias geológicas, docente e investigador de la Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC), donde encabeza un grupo de estudio de la sismología de Córdoba, estima que futuros terremotos podrían alcanzar la magnitud de 6,6. Consultado por La Voz del Interior sobre la falla cercana a la CNE, dijo que “la falla denominada Santa Rosa se puede considerar como una sección de la falla del frente occidental de la Sierra Chica. De acuerdo a las evidencias que han recolectado otros investigadores y nosotros, ha tenido actividad en el cuaternario”.

En las investigaciones paleosismológicas y neotectónicas se considera que el pasado es la llave del futuro, donde hubo fuertes terremotos, estos volverán a repetirse. Sagripanti manifestó al Puntal de Río Cuarto que su equipo completó el registro de sismicidad prehistórica de la zona a partir del relevamiento e interpretación de evidencias de terrenos prehistóricos. Hasta el presente se han interpretado al menos 4 fuertes terremotos que habrían alcanzado la magnitud de 6,6 ocurridos en los últimos 4 mil años.

El equipo de la UNRC propone la recategorización de algunas zonas de peligrosidad sísmica de Córdoba -de acuerdo al mapa de zonificación sísmica de Argentina- de Zona 1 (Peligrosidad Reducida), a Zona 2 (Peligrosidad Moderada). Además confeccionó un manual para los colegios secundarios denominado: Terremotos, nuestro planeta vibra bajo el poder de su energía.

Por otra parte, el Foro Ambiental Córdoba sostiene que jamás debió construirse la central próxima a una falla geológica, porque el riesgo resulta inaceptable. En sus fundamentos del rechazo a la extensión de vida indicó que “la posición exacta del tramo de la falla de las Sierras Chicas adyacente a la CNE no ha sido determinada en forma concluyente, y no se cuenta con información que permita asignar el período de recurrencia a las estimaciones de máxima aceleración en el sitio que podría llegar a generar en el emplazamiento de la CNE un sismo que se genere en este sector de la falla”.

Un ejemplo de la Falla de las Sierras Chicas. En la localidad de Santa Rosa de Calamuchita como resultado de esfuerzos compresivos, las litologías de edad más antigua (542 millones de años) que forman el techo de la falla, se encuentran sobre la litología más joven (alrededor de 2 millones de años). Podemos imaginar la magnitud de los esfuerzos compresivos que han actuado en toda la sierra. Foto y texto: Sagripanti, Bettiol, Seitz

Una constatación se impone: durante la audiencia pública por la extensión de vida, Adriana Politi, funcionaria de la ARN, comentó que hay una gran inquietud respecto a la falla de Sierras Chicas, y que las otras fallas son las de Comechingones y la de Despeñaderos. Informó que la primera de ellas fue tenida en cuenta como una falla activa geológicamente y que exhibe movimientos tan lentos que la posibilidad de que afecte a cualquier estructura es muy baja (5).

La fantasía de la solución tecnológica
Cada tecnología trae aparejado su propio accidente (por ejemplo con los automóviles se incrementaron las colisiones de tránsito); en las centrales nucleares un accidente severo consistiría en la pérdida de la capacidad de refrigeración del reactor. En esta situación, denominada LOCA (Loss Of Coolant Accident), si bien la fisión nuclear se habría detenido, el combustible nuclear seguiría liberando calor por la energía asociada a la desintegración de los núcleos productos de la fisión. Si además resulta dañado el edificio del reactor (fallo de la contención) se producirían descargas no planificadas de material radiactivo al ambiente.

En una central como la embalseña -modelo CANDU 6- el reactor se denomina calandria, y un factor de riesgo es el gran inventario de zirconio (unos 200 kg) que reacciona exotérmicamente con vapor a las temperaturas que podrían alcanzarse durante un LOCA. Esta reacción produce hidrógeno gaseoso cuya explosión representa una amenaza para la estabilidad de la contención. La generación de hidrógeno también tiene lugar a través de otros procesos como la radiólisis del agua.

Para incrementar la robustez de la CNE ante eventos sísmicos, en el proyecto extensión de vida se implementaron cambios de diseño, tales como el remplazo de los generadores diesel de emergencia existentes por otros con mayor capacidad; o la incorporación de una línea de reposición de agua desde afuera del edificio del reactor hacia la bóveda de la calandria.

Para mitigar el hidrógeno en caso de un LOCA, está prevista la incorporación de recombinadores autocatalíticos pasivos en el edificio del reactor. Se trata de una tecnología desarrollada después de los accidentes nucleares de Three Mile Island en 1979 y de Chernóbil en 1986, que impulsaron la investigación sobre daños al núcleo y fallos de la contención por efecto de las explosiones de hidrógeno. En Canadá, las plantas CANDU han incorporado recombinadores autocatalíticos pasivos desde el año 2000 (6). Cabe entonces preguntar por qué en Embalse no se implementaron antes.

Sin ánimo de aguar la fiesta, aún con los citados cambios de diseño no se eliminará el riesgo de un accidente severo, si es que eso es posible. Creer que la tecnología prevalecerá sobre las leyes de la física y la geología es irracional, no obstante la cultura dominante -y la publicidad de Nucleoeléctrica- la sustentan.

El reactor en un modelo CANDU se denomina calandria, se trata de un tanque cilíndrico horizontal de acero inoxidable, atravesado por 380 tubos horizontales de 6 m de largo que alojan los elementos combustibles. El refrigerante de agua pesada a presión es bombeado a través de esos tubos.

La negación sísmica del lobby nuclear
La central nuclear japonesa de Fukushima funcionó durante 40 años sin grandes novedades. Hasta el 11 de marzo de 2011, cuando un terremoto en las costas -y el posterior tsunami-, ocasionaron uno de los peores accidentes nucleares de la historia, con 3 reactores fundidos, explosiones de hidrógeno y liberación de grandes cantidades de radionucleidos al exterior.

La opinión más calificada sobre Fukushima es la de Naoto Kan, físico y primer ministro de Japón cuando ocurrió el accidente: “Después de todo aquello tomé conciencia de que la mitad del país, alrededor de 50 millones de personas, podrían haber sido evacuadas de sus hogares. Es algo que solo sucede en situaciones de emergencia como las grandes guerras. Ahora pienso que todas las centrales nucleares deberían cerrarse y haré todo lo que sea útil para que eso suceda".

El historiador ambiental Antonio Elio Brailovsky señaló que “las causas del desastre son terriblemente sencillas: ahorraron dinero. En vez de construir una central atómica que resistiera la intensidad de un terremoto y la altura de un tsunami como los que efectivamente ocurrieron, lo hicieron para una altura e intensidad mucho menores” (7).

No se pueden soslayar las vergonzosas declaraciones de los funcionarios del átomo argentinos en relación a Fukushima. El gerente de control de reactores de la ARN, Rubén Navarro, afirmó que las centrales de Atucha y Embalse tienen “diferencias fundamentales” con las de Japón, tanto en su tecnología como en su localización: lejos del mar y de zona de unión de placas tectónicas. En concordancia con esta opinión, el gerente de relaciones institucionales de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Gabriel Barceló, señaló que Argentina no podría pasar por una situación similar “porque se usa diferente tecnología y además no estamos en zona sísmica”.

Ambos funcionarios mintieron en relación a la sismicidad del sitio Embalse; conocían la verdad pero decidieron ocultarla al público, porque la manera más cómoda de combatir el riesgo es negarlo. “Para la CNEA la sismicidad no cuenta, se preocupan siempre por difundir que es escasa o nula” señaló Javier Rodríguez Pardo, fundador del Movimiento Antinuclear del Chubut, durante el conflicto por el repositorio nuclear de Gastre (8).

El envejecimiento del hormigón
En Embalse la respuesta sísmica del edificio del reactor fue revaluada para la extensión de vida utilizando un nuevo modelo numérico, validado mediante la comparación entre la respuesta calculada y la medida durante un sismo de baja intensidad que en 2003 activó el sistema de monitoreo sísmico de la planta. Los nuevos espectros de respuesta de piso resultaron en general menos severos que los originales (9).

Central Nuclear Embalse. Modelo de elementos finitos de la estructura interna del edificio del reactor, mediante el programa SAP2000. Imagen: Pinto, Ceballos, Prato y Rocca

El hormigón del edificio del reactor está sometido a mecanismos de degradación que pueden afectar su integridad estructural y su hermeticidad. Un ejemplo de estos mecanismos lo encontramos en una central gemela a la embalseña: la canadiense Gentily-2, cuya estructura sufre un proceso químico denominado reacción de agregados alcalinos (AAR); que involucra la reacción de iones alcalinos en el cemento con agregados minerales de sílice, formando un gel que se expande en contacto con el agua. Los daños se manifiestan como pequeñas grietas superficiales en un patrón irregular que pueden evolucionar a daños extensos.

Si bien en Gentily-2 se implementó un programa de gestión del envejecimiento del edificio del reactor (10), esto no evitó su cierre en 2012; la operadora Hydro-Québec concluyó que la extensión de vida no estaba justificada desde el punto de vista económico. En el caso de Embalse, Nucleoeléctrica no presentó ningún programa de gestión del envejecimiento del edificio del reactor para su extensión de vida (11).

No es exagerado decir que la tecnología CANDU perdió la batalla por el futuro. En el documento gubernamental “Canada’s Energy Future 2016”, se encuentran las proyecciones del estado de la oferta y demanda de energía de ese país a 2040, y se indica que “no se prevé construir nuevas unidades nucleares en ninguna provincia durante el período de proyección” (12).

Sumidero de calor y estructuras masivas
En tanto máquina térmica, una central nuclear necesita de un sumidero de calor: un cuerpo de agua donde depositar la energía que se pierde en el ciclo termodinámico. En la CNE esta función la cumple el lago Embalse, del cual utiliza -en funcionamiento normal- un caudal de 45,5 m³/s (más del doble del caudal del río Ctalamochita). Por tratarse de un embalse artificial, la central fija condiciones restrictivas de operación, limitándose la excursión máxima del lago a 7,50 m.

Un terremoto podría dañar la presa y el nivel de agua podría descender hasta un punto en que la operación de las bombas de agua de la central se vería afectada. En 1982 se realizó un análisis de las consecuencias de los sismos sobre la presa, concluyéndose que resistiría un sismo máximo de 0,26 g. Para sismos mayores (0,34 g) la presa no colapsaría, aunque se produciría una deformación permanente significativa que podría provocar una bajada del nivel de agua del lago, que a su vez afectaría a la operación de las bombas de la central. Como parte de la extensión de vida se revaluó las consecuencias de un sismo en la presa; quien suscribe estas líneas no tuvo acceso a esta documentación.

Para tener todo esto bien claro: la seguridad nuclear de la región depende de una presa de más 80 años de antigüedad, cuyo mal estado lo confirma un relevamiento realizado en 2010 por el Organismo Regulador de Seguridad de Presas (ORSEP), que observó la deformación horizontal en el paramento aguas arriba; además de notorias fisuras y grietas en el contacto del paramento aguas abajo con el estribo derecho (13).

Presa Embalse, planta. Se trata de una escollera granítica con una longitud en el coronamiento de 360 m y una altura máxima de 50 m. Las obras fueron inauguradas el 9 de julio de 1934

Para empeorar las cosas el Gobierno Provincial encaró la refuncionalización del descargador de fondo de la presa, motivado por las recurrentes inundaciones en la cuenca media y baja del río Ctalamochita. El Diario del Centro del País informó -en relación al lago Embalse- que “la obra que se prevé derivará en el eventual vaciado del mismo en caso de una emergencia, de manera de aminorar los picos de caudales erogados durante las crecidas”. Esta modificación -no prevista en la extensión de vida- deja a la CNE vulnerable a una falla de dicho elemento de descarga; falla que puede ser mecánica, de operación o inducida por un sismo.

Otro aspecto a considerar son las estructuras masivas que almacenan los residuos radiactivos, que sobrevivirán incluso al decomiso de la central. Se trata de los silos con el combustible gastado (canisters), y con los residuos provenientes del recambio de los componentes críticos de la instalación (retube canisters), estas últimas estructuras se encuentran fundadas superficialmente y su robustez sísmica también fue evaluada (14).

La sociedad del riesgo nuclear
Filósofos engañados que gritan: “todo está bien”/ Vengan y contemplen estas ruinas espantosas” escribió Voltaire luego del terremoto que destruyó Lisboa el día de todos los santos de 1755. Sucede que el conocimiento sobre los terremotos no ha progresado tanto -como en otras áreas- desde los tiempos de Voltaire; el estudio del planeta es muy reciente, hace tan solo medio siglo que la comunidad científica asumió la tectónica de placas. Los modelos no son precisos como para dar predicciones con la suficiente anticipación.

El sociólogo alemán Ulrich Beck acuñó el concepto “sociedad de riesgo” para describir las incertidumbres derivadas del conocimiento limitado que se tiene de los sistemas naturales, y de las implicaciones ambientales de la inserción y puesta en marcha de eventos tecnocientíficos, pudiendo materializarse efectos indeseados, poniendo en peligro la salud humana y la integridad de los ecosistemas.

Entre tanta incertidumbre de algo podemos estar seguros: Córdoba es tierra de sismos, el más recordado ocurrió el 10 y 11 de junio de 1934 en Sampacho (a unos 130 km de la CNE); no hubo muertos pero las sacudidas redujeron el casco urbano a escombros. Otros sismos de intensidad registrados fueron: en Deán Funes en 1908 de magnitud de 6,5; en Villa Giardino en 1947 de 5,6; en Cruz del Eje en 1955 de 6,7.

Más cercanos en el tiempo tenemos el fuerte terremoto del 1 de octubre de 1970 con epicentro en las proximidades del Cerro Áspero, que dio lugar a 26 réplicas en menos de 24 horas. Pero quizá el más recordado por los cordobeses ocurrió la noche del 11 de septiembre de 2013, con epicentro en Villa Berna (a unos 45 km de la CNE). El 13 de noviembre de 2015 ocurrió uno de 5,8 con epicentro en las Salinas Grandes y a 53 km de profundidad.

Edición de La Voz del Interior del 23 de junio de 1934

A continuación se enumeran los terremotos ocurridos en 2017: el 2 de enero con epicentro en las proximidades de Achiras de magnitud 2,9; el 5 de febrero en Las Cañitas de 2,9; el 22 de Abril y el 13 de mayo en Alpa Corral de magnitud 2,7 y 2,6 respectivamente; el 23 de mayo en el paraje Cuatro Vientos de 2,5; y el 12 de agosto en la localidad de Alcira Gigena de 3,0. Hace unos días, el 12 de octubre, ocurrió uno con epicentro en el límite con La Rioja de magnitud 5,5, en una zona llana, y a 189 km de profundidad.

Si consideramos que: Riesgo sísmico = Amenaza + Vulnerabilidad + Costo económico; vemos que el riesgo aumenta considerablemente con la presencia de una central nuclear; porque el costo económico tiende a infinito en el caso del máximo accidente nuclear posible; que en Embalse pondría en peligro más de 4 millones de personas en un radio de 300 km alrededor de la planta, según estimaciones de Greenpeace (15).

Rebobinando antes de terminar, en Córdoba hubo terremotos, los acaba de haber y los habrá. En la Central Nuclear Embalse, incluso después de las revaluaciones y cambios de diseño para incrementar su robustez, persisten incertidumbres sustanciales en los resultados. Recién cuando nos toque bailar la danza de la tierra, sabremos si la central nuclear resistirá un gran sismo, o por el contrario fallará a la primera sacudida.

Referencias
  1. Ricardo Rocca, Carlos Prato, “Escenarios sismogénicos para verificación del comportamiento sísmico del edificio del reactor de la Central Nuclear de Embalse”, mayo 2007, Centro de Vinculación de Ensayos No Destructivos y de Evaluación de Obras de Infraestructura Civil de la FCEFyN de la UNC. 
  2. La frase se encuentra en el Informe de Evaluación de Resistencia Realizada a las Centrales Nucleares Argentinas, 2012, Autoridad Regulatoria Nuclear, pg 65; y también en el Estudio de Impacto Ambiental del Proyecto de Extensión de Vida de la Central Nuclear Embalse, febrero 2016, Nucleoeléctrica Argentina SA, pg 221. 
  3. El sismo base de diseño fue definido como el sismo que tiene una posibilidad estimada de ocurrencia no mayor a 0,001 eventos por año. Se adoptó un espectro de respuesta del suelo tipo Housner, como lo fue la práctica del diseño sísmico de las centrales nucleares en Canadá para el tiempo en que se diseñó la CNE. 
  4. El espesor de la cáscara externa es de 1,1 m, mientras que el cilindro es de 43,7 m de diámetro exterior. La platea de fundación tiene 1,7 m de espesor. 
  5. Informe final de Audiencia Pública Ambiental del Estudio de Impacto Ambiental del Proyecto de Extensión de Vida de la Central Nuclear Embalse, pg 10. Salón Tío Tom, Embalse, 7 de Julio de 2016. 
  6. Miguel Ángel Jiménez García, Recombinación del Hidrógeno en Dispositivos Autocatalíticos Pasivos y sus Implicaciones en la Seguridad de las Centrales Nucleares, 2007, Tesis Doctoral, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid. 
  7. Antonio Elio Brailovsky, La Guerra Contra el Planeta, Capital Intelectual 2017; página 252. 
  8. Javier Rodríguez Pardo, El Repositorio Nuclear de Gastre, Edición de Proyecto Lemu, Grupo amigos del libro. Impreso en El Bolsón. 
  9. Federico Pinto, Marcelo A. Ceballos, Carlos A. Prato, y Ricardo J. Rocca, Validación del modelo numérico del edificio del reactor de la Central Nuclear Embalse mediante registros sísmicos, octubre 2007, Mecánica Computacional Vol XXVI, pp.2766-2775. 
  10. Jean-Olivier Chénier, Dragan Komljenovic, Vladimir Gocevski, Sylvain Picard, Guy Chrétien, An Approach Regarding Aging Management Program for Concrete Containment Structure at the Gentilly-2 Nuclear Power Plant, junio 2012, 33rd Annual Conference of the Canadian Nuclear Society. 
  11. Informe Técnico Preliminar N.º 021, Expediente N.º 0517-021445/2016 registro de la Secretaría de Ambiente y Cambio Climático de la Provincia de Córdoba, Estudio de Impacto Ambiental para la Extensión de Vida de la Central Nuclear de la localidad de Embalse.
  12. En Canadá operan 19 reactores CANDU que proveen el 15,6 % de la electricidad en 2016, mientras que en 1994 fue el 19,1 %. Para 2040 la generación nuclear disminuirá de 98 Twh en 2014 a 77 Twh en 2040. 
  13. Laura Cristina Fernández, Gabriel Andrés Gutiérrez, Gustavo Adriel Rodríguez, Relevamiento y diagnóstico de las condiciones de seguridad en presas de Córdoba, 2010, Organismo Regulador de Seguridad de Presas. 
  14. Adriano Trono, Federico Pinto, y Carlos A. Prato, Evaluación de respuesta sísmica de estructuras masivas fundadas superficialmente, Revista Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Vol. 2, N.º 1, marzo 2015. 
  15. Gordon R. Thompson, Riesgo de operar reactores CANDU, Institute for Resource and Security Studies, noviembre 2008, traducción junio 2013.

No hay comentarios:

Publicar un comentario