Los análisis del impacto de un avión comercial en una central nuclear

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Han transcurrido 14 años desde que este mundo contempló asombrado, en la televisión, como dos aeronaves comerciales, llenas de pasajeros, se estrellaban contra las inmensas Torres Gemelas de Nueva York.

A partir de aquel momento los expertos se plantearon qué es lo que podía ocurrir si el impacto de una gran aeronave comercial, en vez de alcanzar un rascacielos, se produjera contra el edificio principal de un reactor nuclear. De hecho, aparentemente, la inteligencia de Estados Unidos tuvo noticia de que los terroristas habían barajado la posibilidad de lanzar uno de los aviones que secuestraron contra una central nuclear.

En el año 2002 había 130 reactores nucleares produciendo electricidad en Estados Unidos. En el mes de diciembre de aquel año, el Electric Power Research Institute (EPRI) junto con el Nuclear Energy Institute (NEI) publicaron un estudio con el siguiente título: «Disuadiendo al terrorismo: Los análisis de impacto de aeronaves demuestran la solidez estructural de las plantas de potencia nucleares». El estudio lo hicieron las referidas entidades en colaboración con dos empresas consultoras: ABS Consulting y ANATECH. El documento analizaba el impacto de aviones comerciales en los edificios de contención, depósitos de combustible usado, almacenamiento de combustible y contenedores de transporte de combustible nuclear. En Estados Unidos los reactores nucleares eran, básicamente de dos tipos: de agua a presión (PWR) y de agua en ebullición (BWR). En ambos, los muros de protección de hormigón armado del reactor tienen un espesor entre 1 y 1,35 metros, aproximadamente. Como avión de referencia, para el análisis, se empleó el Boeing 767 400, que por entonces cubría el 88% de los vuelos, en Estados Unidos, realizados con aeronaves con un peso máximo de despegue similar al suyo. Se estimó que la velocidad del impacto rondaría las 350 millas por hora, como máximo, ya que de ser mayor la aeronave sería poco controlable durante la maniobra de aproximación final al objetivo. Y también se supuso que los impactos se producían en las zonas más sensibles de los edificios, que en el momento del choque la masa del avión se correspondía con su peso máximo de despegue y que los depósitos de combustible estaban llenos; hipótesis tan desfavorables como imposibles. Aun así, el informe finalizaba con una conclusión escueta y sencilla: «El estudio determinó que las estructuras que alojan el combustible del reactor son robustas y protegen al combustible del impacto de grandes aviones comerciales.»

Aquel análisis de diciembre de 2002 serviría para tranquilizar a la mayoría de la opinión pública estadounidense, pero la realidad se ajustaba, tan solo en parte, a la categórica aseveración final del estudio. Casi todas las centrales nucleares del país se habían diseñado durante la década de los años 1960. Entonces, el mundo era distinto. En el diseño de los edificios de contención no se consideró la posibilidad de que un avión comercial chocara contra sus muros de hormigón. La hipótesis era tan improbable que pertenecía al mundo de lo imposible. Por el contrario, sí se tuvo en cuenta la eventualidad de que un avión militar (tipo Phantom) o un avión pequeño de la Aviación General, pudiera colisionar contra las instalaciones de la central. El impacto de un avión militar de caza o de una pequeña aeronave era altamente improbable, pero posible. Al parecer, los resultados de los primeros análisis, que se hicieron en 2002, del comportamiento de los contenedores nucleares frente al impacto de una aeronave de mayor tamaño, pareció demostrar que los márgenes de seguridad que se habían dado a los diseños originales fueron capaces de absorber el incremento de las cargas previsibles. Pero, muchos empezaron a cuestionar la metodología empleada para determinar las cargas sobre las estructuras. El método más generalizado con el que se calculaba, a final de los años 1960, la carga generada por el impacto de una aeronave contra los muros de contención de las centrales, fue el que propuso el doctor Jorge Riera (1968). Según dicho método, el avión se considera con forma cilíndrica con una distribución de masa y resistencia determinadas (medidas a lo largo de su eje longitudinal, a partir del morro); el muro de hormigón se supone que es rígido. La fórmula de Riera proporciona una carga, en función del tiempo a lo largo del impacto, que es la que se aplica a la estructura de hormigón armado para determinar cuál será su comportamiento. El método tiene la ventaja de su sencillez y por tanto permite efectuar muchos cálculos en distintas partes de la estructura, con diferentes velocidades y ángulos de incidencia de la aeronave. Sin embargo, a partir de los años 2001 y 2002, muchos expertos cuestionaron la validez del método de Riera cuando se trataba de evaluar las cargas que podía inducir el impacto de un gran avión comercial sobre la estructura del contendor de una central nuclear. Los técnicos empezaron a sugerir otros modelos para determinar estas cargas y estos nuevos modelos arrojaban valores bastante más altos.

El accidente de la central de Fukushima Daiichi, en marzo de 2011, volvió a conmocionar a la opinión pública y los políticos se vieron obligados a replantearse el asunto relativo a la seguridad de los más de 400 reactores nucleares que operaban en todo el mundo.

En Europa, el 25 de mayo de ese mismo año, la Unión Europea anunció que la Comisión y el Grupo Europeo de Reguladores de Seguridad Nuclear (ENSREG) habían llegado a un acuerdo sobre los criterios aplicables y el modo en que se efectuarían los stress test a que se someterían todos los reactores que operaban en su territorio. El acuerdo resultó mucho más complicado de lo que, en primer lugar podía suponerse, debido a los aspectos relacionados con el terrorismo. Para resolver estas disputas se convino en tratar por separado estos asuntos, con el objetivo de garantizar la confidencialidad. El objetivo principal de los test fue evaluar la seguridad y robustez de las plantas nucleares en caso de eventos naturales extremos (como en Fukushima). Según la Comisión el asunto de los efectos del impacto de grandes aeronaves comerciales también se trató, aunque de forma indirecta. La realidad es que, al constituir los actos de terrorismo un asunto de seguridad que concierne a la soberanía de los distintos estados, los stress test no se ocuparon de ellos y se creó un grupo especial para abordar todo lo relacionado con los mismos. Dicho grupo elaboró un conjunto de recomendaciones de carácter bastante general. En octubre de 2012, la Unión Europea evacuó una comunicación sobre los resultados de los stress test que se habían llevado a cabo en los 145 reactores de los 15 estados miembro. El documento incluía las recomendaciones a tener en cuenta en el diseño de nuevas centrales nucleares, sobre todo en lo relativo a su resistencia frente a terremotos e inundaciones, la necesidad de disponer de instrumentos para detección de seísmos en las centrales, equipo para combatir accidentes graves, procedimientos de emergencia, centro de control de emergencia adicional, medidas pasivas y líneas de actuación en caso de accidente grave.

El ejercicio europeo dejaba muchas lagunas, ante la opinión pública, de la capacidad de las centrales nucleares europeas para soportar ataques terroristas, que consistieran en estrellar grandes aviones comerciales contra los edificios de contención de los reactores. Todo lo relacionado con este asunto quedaba, por razones de seguridad, en la penumbra.

De otra parte, las investigaciones y los estudios de los expertos, cada vez apuntaban con mayor claridad a que la determinación de las cargas que el impacto de una gran aeronave produce sobre la estructura, debe efectuarse por métodos más sofisticados que los que se emplearon para el diseño de la mayoría de las centrales nucleares que operan en el mundo. Los dos métodos que se consideran más adecuados utilizan modelos mucho más complejos de las aeronaves, que se representan mediante un conjunto de superficies, o elementos finitos. Dichos elementos configuran el fuselaje, las alas, el tren, los motores, los depósitos de combustible y los planos de la cola. El choque contra un muro rígido se resuelve analizando la deformación y rotura del cuerpo de la aeronave, su descomposición en fragmentos, así como la existencia de masas discretas, como los motores que se convierten en proyectiles. Si en vez de considerar un muro rígido, se modela también la deformación de la estructura de hormigón armado y el efecto que dicha deformación tiene sobre el cuerpo del avión que se estrella, entonces tenemos un modelo de impacto conocido con el nombre de misil-blanco: el más preciso y elaborado que conocemos. Y, para aeronaves grandes, los resultados de las cargas que se estiman con este modelo misil-blanco difiere bastante de los que se obtendrían utilizando el antiguo método de Riera.

Después de que la Unión Europea hiciera públicos sus stress test, en los que tan poco se decía sobre el asunto de los posibles impactos de grandes aviones comerciales en las centrales nucleares, la organización internacional Greenpeace encargó otros estudios para evaluar el efecto de dichos impactos.

Con 58 centrales nucleares, Francia es el campeón nuclear europeo, con diferencia, al que le sigue el Reino Unido, con 19 centrales. Bajo el título de Vulnerabilidad de las plantas de potencia nucleares francesas al impacto de una aeronave, el 27 de febrero de 2012, Greenpeace publicó un informe que había encargado a una empresa consultora londinense. Los autores del documento pusieron un gran énfasis en que los eventos reales de aeronaves que han impactado contra edificios (WTC y Pentágono el 11 de septiembre de 2001 y el B747 que se estrelló en Lockerbie, Escocia, en 1988) muestran un escenario mucho más complejo que el que se empleó para diseñar las centrales nucleares francesas. La carga del impacto genera ondas de choque en la estructura que induce daños en la propia estructura o en otras partes distantes; algunos restos del avión que se desintegra actúan como proyectiles; la masa de escombros, en que se convierte la aeronave, al proyectarse contra la estructura puede desequilibrarla y el combustible ardiendo tiene efectos devastadores al sobrecalentar la estructura. Al final, el extenso estudio aporta una conclusión relativamente ambigua: «los muros de contención primarios de las 58 plantas nucleares operativas en Francia están sometidos al riesgo de fallo en el supuesto de recibir el impacto de un avión del tamaño que operan las aerolíneas».

En diciembre de 2012, Greenpeace, en colaboración con Eda Becker, también hizo público otro informe: Consecuencias en las centrales nucleares españolas tras la colisión de un avión de pasajeros. Las conclusiones apuntaban a que las centrales más antiguas son las más vulnerables, mientras que la de Cofrentes, Vandellós 2 y Trillo probablemente soportarían el impacto de un avión de pasajeros.

El pasado mes de Agosto se celebró en Manchester la conferencia sobre Mecánica Estructural de la Tecnología de Reactores (SMIRT 23). De las intervenciones y comunicaciones que se presentaron cabe deducir que la metodología para determinar el posible impacto de una aeronave sobre una central nuclear sigue siendo un asunto que preocupa a los expertos. En un estudio de Alexander Siefert y Fritz-Otto Henkel se utilizaron modelos muy detallados de dos aeronaves: A320-200 y B747-400; para analizar las consecuencias del impacto se empleó una simulación integral desacoplada, del tipo misil-blanco, haciendo que los aviones se estrellaran contra el muro de contención del reactor, de hormigón armado, a una velocidad de 576 kilómetros por hora. Del estudio se deduce que para, que no se produzcan daños relevantes, el espesor del muro debería ser de 1,8 metros, con un 747, aunque para el A320 bastaría con 1,2 metros.

De todo este largo y penoso proceso está claro que la mayoría de las centrales nucleares, que hoy funcionan en el mundo, se diseñaron sin tener en consideración el posible impacto de un gran avión comercial. No podemos afirmar que sean capaces de soportar dicho impacto sin sufrir daños serios, pero tampoco está claro que cualquier accidente de esta naturaleza los vaya a generar. En cualquier caso, parece que únicamente para aviones realmente muy pesados, como el Boeing 747 o el Airbus 380, los impactos podrían comprometer la estructura del reactor en algunas instalaciones. Las nuevas centrales sí se han diseñado y se construyen teniendo en cuenta este tipo de eventos. La protección de las nucleares frente a ataques terroristas es una cuestión que afecta a la seguridad de cada nación y muchas de las medidas que se adoptan al respecto, son confidenciales.

No podemos asegurar que gozamos de una protección absoluta en caso de que se produzca un impacto de una aeronave contra cualquier central nuclear. Sin embargo, la probabilidad de que dicho evento origine daño grave a la población es extraordinariamente pequeña. Incluso, en el caso de un avión de gran tamaño, las condiciones del impacto deberían reunir un conjunto de características, tan peculiares, que difícilmente pueden concurrir en la práctica.

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