Estructuración y Análisis Sísmico de un Reactor Nuclear de Potencia para Chile, Utilizando el Método de Elementos Finitos

Abstract

La generación eléctrica basada en la fisión de átomos es un logro científico-tecnológico utilizado de manera masiva desde la década del 50. Si bien Chile tiene experiencia en el uso de energía nuclear, la utilización para generación eléctrica es desconocida, por lo tanto, el objetivo principal del presente trabajo de titulo, el cual contó con la ayuda de la Comisión Chilena de Energía Nuclear, es sumar experiencia, mediante el conocimiento de las estructuras y de los procesos de diseño involucrados en centrales nucleares de potencia. El estudio se centró en la obtención de la respuesta de las estructuras para los sismos de diseño definidos. Además de cumplir con los requerimientos de esfuerzos y deformaciones de los materiales utilizados según las normas de diseño escogidas. El análisis se realiza mediante el método de elementos finitos ocupando programas computacionales utilizados en las oficinas de cálculo en el país. El proceso consistió en la elección del tipo de reactor y lugar de emplazamiento, estructuración, confección de planos para finalmente realizar la modelación y análisis de resultados. Cada proceso se realizó de acuerdo a las recomendaciones de los códigos de seguridad del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), ACI capítulos 349 y 359, Nch 2369 Of 2003 y ASME section III, Division 2, además de las recomendaciones de los fabricantes de los programas computacionales utilizados e hipótesis asumidas. Las solicitaciones sísmicas se determinaron a partir de la Norma Chilena Oficial NCh 2369 Of.2003, además se utilizaron registros sintéticos en el tiempo que representan las características del sitio escogido para el emplazamiento. Como conclusiones del trabajo podemos destacar, que los requerimientos del diseño sísmico para las centrales nucleares son más exigentes comparados con las estructuras convencionales. El diseño de estructuras, sistemas y componentes de las plantas nucleares necesita ser calificado para los requerimientos de operación contra los efectos de numerosos eventos naturales los cuales son catalogados de manera conservativa, entre los cuales los sismos son de gran importancia. Las estructuras del reactor y el edificio de contención resisten las solicitaciones de diseño de las normas chilenas sometiendo a tensiones dentro de los límites establecidos a los elementos estructurales, los valores para las frecuencias y desplazamientos están dentro de los resultados de análisis internacionales para este tipo de estructuras. Estos resultados nos permiten afirmar, de manera preliminar, que pese a que Chile califica como uno de los países de mayor sismicidad en el mundo, este hecho no es impedimento para la realización de proyectos de centrales nucleares de potencia en el territorio nacional, debido a que se garantiza una resistencia mínima ante tales eventos.