El simulador de la sala de control de una central nuclear

La sala de control de una central nuclear es un espacio que reúne todos los controles e información necesarios para poder gestionar la operación de la instalación de manera segura. Se encuentra ubicada en la zona controlada de la planta.

En la sala de control se reciben señales de todos los equipos, componentes y sistemas que conforman la central, lo que permite controlarlos desde una única ubicación. En este espacio trabajan los responsables de la operación de la central realizando todas las actividades necesarias, desde operaciones rutinarias de vigilancia o mantenimiento hasta gestión de emergencias.

Para garantizar la seguridad y buen funcionamiento de la central y, a su vez, capacitar a los empleados que trabajan o trabajarán en la sala de control de este tipo de instalaciones, el simulador es una herramienta indispensable. Equivale a los simuladores de vuelo que utilizan los pilotos para su formación y entrenamiento.

Un simulador en cada central

Todas las centrales nucleares españolas disponen de una sala de control y su correspondiente simulador, también conocido como simulador de alcance total. El simulador es una réplica exacta de la sala de control de la central donde todo es idéntico, no solo los numerosos dispositivos y mesas de control, sino también las sillas, lámparas, mesas, ambiente, etc. También refleja la situación de todos los sistemas de la central. En resumen, dispone de la misma información y condiciones que existen en la sala de control real.

El simulador dispone de un potente ordenador que reproduce el funcionamiento de todos los sistemas y situaciones operativas posibles de la central. La simulación se apoya también en paneles virtuales o interfaces de operación de software que replican los paneles de hardware desde donde se puede interactuar con los dispositivos de control. De esta manera, se garantizan la máxima fidelidad física y funcional.

En estos simuladores se reproducen todo tipo de situaciones: gestiones rutinarias de la central, eventos puntuales programados como paradas de recarga o revisiones, tareas de limpieza e incluso posibles accidentes e incidencias. La respuesta del simulador es exactamente igual a la que tendría el conjunto de sistemas de la central en cada una de esas situaciones. El sistema permite analizar y evaluar potenciales riesgos y accidentes y también realizar análisis predictivos de cambios y modificaciones de diseño en la central.

El doble propósito del simulador

• Da formación a los operadores nucleares, tanto los que ya están en plantilla en la central y deben reentrenar su capacitación, como los operadores nuevos antes de asumir su puesto en la sala de control real. El entrenamiento en un simulador es una de las áreas más importantes del programa de formación de los operadores. Es una de las pruebas iniciales necesarias para superar los exámenes oficiales del Consejo de Seguridad Nuclear que les permitirá obtener la licencia. Después, seguirán formándose en el simulador para realizar las prácticas preparatorias. Con las prácticas, los operadores consolidan sus conocimientos teóricos, desarrollan el sentido de la dinámica de la central y adquieren las habilidades necesarias para la operación de la planta, ejercitando maniobras de puesta en marcha, parada y operación normal, circunstancial y de transitorios.
• Forma parte del día a día de los controladores de la central y da apoyo a la ingeniería, ya que deben realizar actividades de reentrenamiento y formación continuada para estar al día con los avances más recientes. Por otra parte, se utiliza para simular los resultados y variables antes de realizar cualquier cambio que pueda afectar a los equipos electrónicos o mecánicos de la central o el software y comprobar que es seguro.

Componentes tecnológicos del simulador

Algunos de los componentes del simulador de alcance total incluyen:

• Un entorno de simulación para sincronizar, ejecutar y supervisar el funcionamiento en tiempo real de los modelos, gestionar las bases de datos y depurar posibles errores.
• Herramientas de generación de modelos especializadas según la tipología del sistema: redes eléctricas, hidráulicas o fluidos, sistemas de lógica y control, etc. Permiten el desarrollo automático de los modelos mediante una interfaz gráfica.
• Modelación del área termohidráulica y neutrónica.

Además del simulador de alcance total, las centrales utilizan un simulador gráfico interactivo (SGI) para la formación del personal de operación, así como de ingeniería y mantenimiento. En el SGI se simulan gráficamente distintas condiciones de operación y también se observan el estado y evolución de los componentes y parámetros más representativos (presión, caudal, temperatura, nivel, flujo neutrónico…).

Los simuladores españoles

En España, la empresa que ha construido los simuladores de las cinco centrales y siete reactores en funcionamiento es Tecnatom, que también ha construido y está construyendo instalaciones similares para otros países como Brasil o Emiratos Árabes Unidos. En sus instalaciones de San Sebastián de los Reyes (Madrid) se encuentra el simulador de la sala de control de la central de Trillo, en Guadalajara. Anteriormente, en las instalaciones de Tecnatom también estaba el simulador de la central de Almaraz, pero en marzo 2021 se trasladó a un edificio cerca de la central, localizada en la provincia de Cáceres. Los simuladores de las demás centrales –Ascó I y II, Cofrentes y Vandellós I y II – están en ubicaciones geográficas próximas a éstas (Tarragona y Valencia), igualmente en edificios construidos específicamente para ellos.

Los simuladores de Tecnatom cumplen con todos los requisitos y normativas internacionales, por lo que esta empresa también desarrolla simuladores de alcance total a nivel mundial y de múltiples tecnologías de reactores: agua a presión (PWR), agua en ebullición (BWR), agua pesada a presión (PHWR), etc. Actualmente, esta compañía está involucrada en el desarrollo de simuladores para algunos diseños de los nuevos Reactores Modulares Pequeños (SMRs).

Mantenimiento y actualización de los simuladores

Las centrales nucleares recargan combustible de forma periódica. Trillo recarga una vez al año, Almaraz, Ascó y Vandellós II cada dieciocho meses y Cofrentes cada dos años aproximadamente. Esto supone modificar el núcleo de la central.

Dentro del proceso del mantenimiento de los simuladores se cuenta con una metodología que determina el impacto en el entrenamiento del personal con licencia de operación tras la modificación del núcleo de la central correspondiente.

En el caso que se determine que los cambios de una configuración del núcleo al siguiente tienen impacto sobre la operación, se procede a la actualización del simulador y se realizan los cambios pertinentes en los modelos de simulación. Posteriormente, se ejecuta una batería de pruebas exhaustivas para garantizar que la respuesta del núcleo del simulador es igual que la del núcleo de la central.

Simuladores de salas de control en otros países

De forma análoga, todas las centrales nucleares operativas en la actualidad cuentan con su propio simulador de alcance total. Empresas de ingeniería como la estadounidense Westinghouse o la francesa Framatome, al igual que Tecnatom, están continuamente actualizando y renovando sus productos para garantizar que todas las centrales nucleares puedan ofrecer formación y simulación fidedigna de sus procesos para garantizar la seguridad.

Fuentes: Tecnatom, Foro Nuclear y Revista Nuclear España de la SNE.