PONENCIA TÍTULO "Centro Alternativo de Gestión de Emergencias (CAGE)".

Autores / Empresa:

Joan Massuet Vilamajó (IDOM) Juan Sabater Alloza (ANAV)

TEXTO

1.

ANTECEDENTES

En el contexto de los daños producidos en los grupos 1 a 4 de la central japonesa de Fukushima Dai-ichi tras el terremoto y posterior tsunami del día 11 de marzo de 2011, el Consejo de la Unión Europea manifestó la necesidad de llevar a cabo una evaluación completa y transparente de la seguridad de todas las centrales nucleares de la Unión Europea. Dicha evaluación consiste en someter las centrales nucleares europeas a "pruebas de resistencia" o “stress tests” más allá de las bases de diseño de las plantas. A resultas de esa petición, el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) ha emitido instrucciones técnicas complementarias (ITC) para todas las centrales nucleares españolas, solicitando la realización de las mencionadas pruebas de resistencia. En los análisis realizados en las ITC 2 y 3, el sector nuclear español ha propuesto, y el CSN posteriormente ha requerido, la creación de un área desde donde se pueda gestionar una emergencia, en el caso de que, a juicio del director de la misma, se deba abandonar alguno de los centros habilitados en las centrales para realizar estas funciones (Sala de Control, CAT y CAO's). Este área, conocida como Área Segura, debe implantarse en cada uno de los emplazamientos de las centrales operadas por ANAV (Associació Nuclear Ascó - Vandellós II).

2.

ÁREA SEGURA: ALMACEN SEGURO DE EQUIPOS PORTÁTILES, PLATAFORMA DE EVACUACIÓN AÉREA Y CENTRO ALTERNATIVO DE GESTIÓN DE LA EMERGENCIA

Las actuaciones de emergencia para situaciones más allá de las bases de diseño de las plantas han implicado la adquisición para las mismas de nuevos Equipos Portátiles. El análisis en conjunto de estos elementos, y de sus estructuras auxiliares, así como del hipotético escenario en el que desarrollarían sus funciones, ha llevado a ANAV a la creación de un Área Segura por emplazamiento (CNA-CNVII), en el que estén agrupadas las distintas estructuras y equipos necesarios, que disponga

de buenos accesos a las plantas y que cuente con zonas adecuadas para la recepción de apoyos externos (campas o aparcamientos). Con esta agrupación, se pretende tener la capacidad de dar unarespuesta más efectiva a estos escenarios que la que se daría en caso de estar dispersos por el emplazamiento. 2.1. ALMACEN SEGURO PARA EQUIPOS DE EMERGENCIA Con el fin de almacenar, conservar y proteger los Equipos Portátiles adquiridos para la gestión de una emergencia más allá de las bases de diseño se ha diseñado y construido en el Área Segura un Almacén Seguro para Equipos de Emergencia. Este almacén dispone de margen estructural suficiente para resistir un sismo con aceleraciones de hasta 0,4g, protección frente a incendios exteriores y vientos de hasta 204km/h. En el interior del mismo se prevé disponer de (a) material de contraincendios, (b) acopio del material portátil de iluminación, (c) camión de bomberos, (d) remolque de bomba principal, (e) remolque de bomba auxiliar, (f) remolque de mangueras, (g) vehículo de comunicaciones, (h) remolque equipo de pruebas grupo generador, (i) unidad de remolque del grupo generador, (j) tractora, (k) cisterna de combustible con bomba y (l) bulldozer o pala autopropulsada. 2.2. PLATAFORMA DE EVACUACIÓN AÉREA Se trata de una plataforma de hormigón que debe permitir la llegada rápida de refuerzos (tanto de efectivos materiales como de personal) así como la evacuación en caso que se requiera por vía aérea. Esta plataforma de evacuación se integra en la urbanización del Área Segura con acceso directo tanto al Almacén Seguro como al edificio CAGE. Ambas construcciones se han dispuesto a la distancia requerida para asegurar que la altura de las mismas no interfiera al espacio aéreo necesario para el aterrizaje de los helicópteros. 2.3. CENTRO ALTERNATIVO DE GESTIÓN DE EMERGENCIAS (CAGE) Se trata de un edificio concebido para poder gestionar de forma externa al bloque de potencia las emergencias que pudieran ocasionarse en la Central Nuclear. Como tal, se prevé que esté preparado para entrar en operación cuando así se estime por parte del personal responsable de coordinar las posibles emergencias, pero no estará en funcionamiento, y por lo tanto tampoco ocupado, en condiciones de NO emergencia. En un escenario de emergencia el CAGE se ha diseñado para una dotación que permita asegurar la presencia en planta de forma permanente y segura de un equipo de trabajo de 30 personas más el personal que les dará soporte desde el propio edificio. En total se prevé una dotación de 70 personas para el CAGE de CNVII y 120 personas para el CAGE de CNA. Las prestaciones esenciales de este edificio han sido definidas en el Acta del Pleno del CSN 1.297 (13 de diciembre de 2013) y se describen en detalle en el apartado 3 del presente artículo.

3.

PRESTACIONES ESENCIALES DEL CENTRO ALTERNATIVO DE GESTIÓN DE EMERGENCIAS (CAGE)

Las prestaciones exigidas al edificio CAGE por el CSN y de las cuales los CAGE’s de CNA y CNVII han sido dotados son esencialmente las que se listan a continuación: 

Blindaje radiológico, que permita minimizar las dosis a que se vea expuesto el personal de emergencia. Un posible escenario de emergencia es el correspondiente a la fuga de radioactividad en contención. Para ello el CAGE se concibe como un espacio seguro a nivel radiológico donde los equipos de emergencia puedan organizarse para intervenir y recuperarse tras cada intervención. Está dotado por lo tanto, de muros perimetrales de hormigón armado con el espesor suficiente (50cm) que permita minimizar las dosis a que el personal se vea expuesto.

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Filtrado de aire exterior y presurización interior, que asegure un ambiente interior seguro libre de elementos contaminantes y de los posibles radioisótopos que pudieran infiltrarse en el edificio en todos los escenarios de accidente contemplados. Para ello, el sistema de ventilación y filtrado es capaz de asegurar una sobrepresión del edificio respecto al exterior y se dota de unidades de filtrado de carbón activo de eficiencia no inferior al 99,9%. Por otro lado, la arquitectura de los accesos se concibe para realizar una entrada y salida del edificio de manera que se minimice la entrada de contaminación al interior del edificio. Se prevén exclusas de paso y se establecen dos niveles de sobrepresión interna (3mm.c.a y 6mm.c.a.) que permiten asegurar una zona interior completamente libre de partículas contaminantes y otra con un grado de seguridad razonable.

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Disposición arquitectónica funcional respetando los criterios ALARA (As Low As Reasonably Achievable). El edificio del CAGE se concibe para que sea un espacio práctico que permita la coordinación de los equipos de emergencia de forma eficiente. La organización de los espacios así como las instalaciones y servicios de que se dota el edificio se realiza con este cometido y de forma consensuada con el departamento del Plan de Emergencia Interior (PEI) de ANAV. Así mismo, todas las estancias se ubican respetando un sentido de circulación único, que evite la dispersión de partículas contaminantes, a lo largo del cual se disponen de forma secuencial las siguientes medidas de control radiológico que permiten asegurar una zona interior limpia: (1) despojo de vestuario potencialmente contaminado (buzos y calzado), (2) chequeo radiológico manual, (3) disposición de vestuario limpio (buzo, cubre-

calzado), (4) control radiológico de contaminación interna/externa mediante pórtico, (5) acceso seguro a zona limpia. Se dota también a la instalación de todos los medios y recintos necesarios para poder gestionar la contaminación tanto de personas como de material y equipos (laboratorio, servicios médicos, recintos de descontaminación de equipos, etc.). 

Autonomía de 72h, disponiendo de víveres, agua potable y suministro energético autónomo mediante un generador diésel para asegurar el autoabastecimiento durante un periodo mínimo de 72h. Pasado este tiempo se considera que el Área Segura podrá ser abastecida por refuerzos externos a la Central Nuclear.

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Una estación de llenado de botellas para equipos de respiración autónoma, que asegure la disponibilidad de aire embotellado para 30 personas de forma indefinida.

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Servicios e instalaciones para la gestión de emergencias, incluyendo todo lo necesario para el control y gestión de personal y material contaminado, la gestión de comunicaciones, atención primaria de servicios médicos, salas de coordinación y trabajo, zonas de descanso, etc.

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Capacidad Sísmica, que permita dotar a la instalación de un margen símico de 0,5g en cuanto a integridad estructural y de un margen sísmico de 0,3g en cuanto a funcionamiento de los equipos esenciales.

3.1. FILTRADO DE AIRE EXTERIOR Y PRESURIZACIÓN INTERIOR El sistema HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) del edificio se ha dividido en dos subsistemas con dos grados de sobrepresión respecto el ambiente exterior distintos (6mm.c.a y 3mm.c.a). El aumento de presión interior se realiza de forma creciente acotando la posibilidad de dispersión de contaminación en el interior del edificio y garantizando una zona completamente limpia dispuesta tras superar un pórtico de control de radiación interna/externa. El paso del exterior al interior del edificio (a una sobrepresión de 3mm.c.a en la zona de acceso), así como de la zona de 3mm.c.a a la de 6mm.c.a se realiza siempre mediante exclusas. Cada uno de estos subsistemas está dotado de una unidad de filtrado de carbón activo (2 en total) de eficiencia no inferior al 99,9%. Estas unidades, por su importancia y de conformidad con el acta del pleno del CSN nº1297 del 18 de diciembre de 2013, deben cumplir con el apartado 3.6 de la RG 1.52 y por lo tanto, se diseñan de categoría sísmica 1, capaces de resistir sismos correspondientes a los espectros de la planta en la que se ubican atendiendo a los criterios de diseño sísmico descritos el apartado 3.4. del presente artículo. Para asegurar un ambiente interior seguro se prevé que cada uno de estos dos subsistemas del sistema de HVAC pueda operar en los siguientes modos:

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Modo presurización sin filtrado: Este modo mantiene la sobrepresión en el edificio y la toma de aire exterior se realiza directamente desde el exterior. Para este modo no se utilizan las unidades de filtrado.

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Modo presurización con filtrado: Este modo mantiene la sobrepresión en el edificio. En caso de altos niveles de radiación en el exterior, la toma de aire se realizará a través de las unidades de filtrado. La unidad de filtrado tomará aire exterior y una pequeña fracción del aire de retorno, para favorecer la descontaminación del ambiente interior.

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Modo recirculación: Este modo permite filtrar el aire interior del edificio aislándolo del exterior. Para este modo no se utilizan las unidades de filtrado y no puede garantizarse la sobrepresión interior.

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Modo extracción de humos: Este modo permite extraer humos y agentes de extinción del edificio. Durante este modo el edificio pasa a estar en depresión respecto al exterior. Para este modo no funcionan las unidades de filtrado ni las unidades de climatización.

3.2. SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN PARA ASEGURAR EL FUNCIONAMIENTO DE EQUIPOS ESENCIALES Además de poder filtrar el aire exterior y garantizar la presurización del edificio, el sistema HVAC es responsable de garantizar el funcionamiento de los equipos esenciales, asegurando que la temperatura en ciertas salas no supere los valores admisibles de los equipos en ellas instalados. Para ello se dispone de un conjunto de unidades enfriadoras con un margen sísmico estructural de 0,5g y uno de funcionamiento de 0,3g capaces de ser alimentadas tanto por el generador diésel del CAGE como por el generador diésel portátil almacenado en el Almacén Seguro. Estas unidades enfriadoras alimentan mediante un circuito de agua enfriada las baterías de frío dispuestas en la Sala Eléctrica, la Sala de Comunicaciones, y la Sala de Compresores para el llenado de botellas de respiración autónoma. 3.3. ESTACIÓN DE LLENADO DE BOTELLAS Para asegurar la disponibilidad continua de un equipo de 30 personas en planta en un escenario de emergencia en que el aire exterior no sea respirable (humo/radiación/otros tóxicos) se requiere un sistema de llenado de botellas de respiración en el interior del CAGE. Estimando una autonomía media por botella de 25min, se requiere para el abastecimiento continuo de botellas una capacidad de llenado de 30 botellas cada 25min. Así mismo, tomando en consideración el tiempo de trasiego de las mismas se ha previsto disponer de un acopio mínimo de 150 botellas, de forma que se garantice el suministro continuo de botellas listas para uso al equipo de planta. Esta estación de llenado de botellas está compuesta por tres compresores, un depósito pulmón que acumulará aire a 400bar (que permitirá el uso continuo de los compresores), y 6 rack’s de llenado.

En una situación de emergencia se contempla que las botellas puedan llegar al proceso de llenado contaminadas con partículas radioactivas. Para evitar la dispersión de contaminación en el interior del CAGE y que el aire de llenado de las botellas pueda estar contaminado, los compresores se ubican en la zona con sobrepresión de 6 mm.c.a., en la que no se contempla presencia de contaminación. Dado que el conducto de llenado hasta los rack’s de llenado (dispuestos en la zona con sobrepresión de 3 mm.c.a.) se encontrará a presiones de alrededor de 300bar, no se prevé la infiltración de contaminantes en el aire de llenado durante el proceso de llenado. Las botellas se dispondrán, acopiarán, y llenarán en unos carritos móviles diseñados a medida para poder conectar con los puntos de conexión de los rack’s de llenado. Se estima inicialmente un total de 25 carritos para poder acometer las tareas de forma simultánea de recogida de botellas vacías, descontaminación de botellas, llenado de botellas y acopio de botellas llenas listas para uso. 3.4. CAPACIDAD SÍSMICA. ANALISIS DE ESTABILIDAD GLOBAL Por su consideración, el edificio CAGE se ha diseñado para que mantenga su integridad estructural ante sismos severos de aceleración base de hasta 0,5g. Toda la estructura se ha concebido en hormigón armado, incluida la tabiquería interior constituida por muros de 30cm de espesor, empleando aceros con alto grado de ductilidad y las mejores prácticas constructivas para asegurar el comportamiento deseado en caso de sismo. Para el diseño sísmico se ha analizado la estructura frente al terremoto definido en campo libre por el espectro de respuesta mediano del NUREG/CR-0098 para un 5% de amortiguamiento escalado a un valor de 0.5g. Para tener en cuenta las características estratigráficas del terreno sobre el que apoya el edificio y como éstas pueden influir en el comportamiento de la estructura, se ha deconvolucionado dicho espectro hasta llegar a roca. La forma espectral allí obtenida se ha escalado a 0.5g y se ha propagado hasta la superficie a través de las capas del suelo. Los espectros superficiales propagados han constituido la base para el posterior cálculo estructural de la estructura mediante modelos de elementos finitos. En el diseño estructural se ha tomado en consideración no solo la estructura de los edificios, sino también las características del terreno en cada emplazamiento realizando la interacción sueloestructura. Estos modelos de elementos finitos a su vez, han permitido determinar los espectros de piso, base para el diseño de los sistemas de anclaje y bancadas de soporte de todos los equipos y sistemas (HVAC, megafonía, iluminación, etc.). Con ello, se garantiza un margen sísmico estructural tanto para el edificio como sus instalaciones de 0,5g, y un margen sísmico funcional post-sismo para las instalaciones esenciales (generador diésel, sistema eléctrico, suministro de agua y sistema HVAC) de 0,3g.