Niveles de Actuación en Emergencia 1. INTRODUCCIÓN 2

39ª Reunión Anual de la SNE
Reus (Tarragona) España, 25-27 septiembre 2013
Niveles de Actuación en Emergencia
Javier Gutiérrez Varela (TECNATOM S.A)
Carlos Puras González (TECNATOM S.A)
Rafael Martínez Fanegas (TECNATOM S.A)
Beatriz Gómez-Argüello Gordillo (TECNATOM S.A)
Avda. Montes de Oca, 1 28709 San Sebastián de los Reyes (MADRID)
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1. INTRODUCCIÓN
Los niveles de actuación en emergencia juegan un papel fundamental dentro de los planes
de emergencia interior ya que aportan los indicadores que permiten decidir si es necesario
declarar o no una determinada categoría de emergencia. En el presente artículo se analiza
la novedosa metodología de niveles de actuación en emergencia propuesta por el Nuclear
Energy Institute (NEI) en su documento “99-01 Development of Emergency Action Levels
for Non-Passive Reactors, rev 6”.
Esta metodología no solo ha recibido la aprobación de la Nuclear Regulatory Commission
(NRC), sino que también ha tenido un impacto directo en los planes de emergencia de la
gran mayoría de plantas nucleares americanas. La revisión 6, recientemente publicada en
noviembre de 2012, aporta una serie de mejoras considerables respecto a la versión
anterior, sobre todo en lo que respecta a la descripción y justificación de los niveles de
actuación. Además, incluye una serie de niveles de actuación enfocados a sucesos en
piscina de combustible gastado, con objeto de abordar parte de las lecciones aprendidas
del accidente de Fukushima.
Dentro del ámbito internacional, TECNATOM ha participado en el desarrollo de Niveles de
Actuación en Emergencia basado en la metodología expuesta en NEI 99-01. Este
desarrollo ha requerido un profundo análisis de documentación técnica y experiencia
operativa, que ha permitido a TECNATOM adquirir una experiencia complementaria en
materia de emergencias.
2. NIVELES DE ACTUACIÓN EN EMERGENCIA (EALS)
Un nivel de actuación en emergencia, EAL (del inglés, Emergency Action Level), se define
como un observable predeterminado y específico de la planta que sitúa a la instalación en
una determinada categoría de emergencia. Dentro de esta definición se consideran
lecturas de instrumentos, eventos observables, resultado de cálculos y análisis, sucesos
naturales, o la entrada en determinados procedimientos relacionados con la operación
segura de la planta.
Los EALs se agrupan en base a una serie de condiciones iniciales, ICs (del inglés,
Initiating Conditions) que deben entenderse como una definición general de todos los
eventos que puedan ser objeto de emergencia y por lo tanto, clasificables. Aunque el
concepto de IC pueda parecer muy similar al de EAL, esta ambigüedad se resuelve al
entender que el IC responde a un intento de englobar varios EALs dentro de una definición
general. Sin embargo, la emergencia no debe clasificarse en base a los ICs, sino a los
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indicadores observables definidos en los EALs. Estos conceptos quedarán totalmente
aclarados a través de los ejemplos que se adjuntan más adelante.
NEI 99-01 propone un esquema de clasificación basado en 4 categorías de emergencias
en el que cada EAL tiene asignado los modos de operación donde deben aplicarse. Esta
manera de clasificar presenta la ventaja de que permite considerar cualquier incidente
durante todos los modos de operación, incluidos Recarga y Parada Fría. De hecho, se ha
definido un grupo de EALs exclusivo para estos dos modos de operación. Esto obliga a
considerar aspectos como el uso de instrumentación alternativa o la apertura de sistemas
para su correspondiente inspección.
Existen riesgos evidentes para la salud de las personas si una emergencia no se clasifica
apropiadamente, sobre todo si se subestima un accidente. Sin embargo, tampoco es
aconsejable sobreestimar un suceso y declarar una emergencia general cuando el
incidente no lo requiere. Por lo tanto es necesario alinear de la mejor manera posible los
eventos clasificables (identificados mediante los EALs) dentro de cada una de las cuatro
categorías de emergencia. Para ello, NEI ha desarrollado un esquema de clasificación
centrado en el riesgo, consecuencias y potencial evolución de los accidentes base de
diseño. De hecho, se han tenido en cuenta las conclusiones extraídas de los análisis
probabilísticos de seguridad junto con la experiencia compartida de los responsables en
emergencia de un gran número de plantas nucleares americanas.
Finalmente, la colección de EALs propuestos en la metodología se ha organizado en 5
grupos que pueden aplicarse a una amplia variedad de reactores comerciales en
operación. Estos son:
A: Niveles de Efluentes o Radiológicos Anormales.
C: Malfunción de Sistemas en Parada Fría y Recarga.
S: Malfunción de Sistemas.
H: Amenazas y otras Condiciones que Afecten a la Seguridad de la Planta.
F: Barreras de los Productos de Fisión.
Cada EAL responde a una nomenclatura compuesta de dos letras y una numeración. La
primera letra indica a cuál de estos 5 grupos pertenece, mientras que la segunda hace
referencia a la categoría de emergencia que debe declararse si éste se satisface. La
numeración solo tiene por objeto ordenar los niveles de actuación y facilitar su
identificación. De este modo, si se analiza el EAL denominado HG 6.1, se concluye que
pertenece al grupo H (Amenazas y otras Condiciones que Afecten a la Seguridad de la
Planta), que si se satisface es preciso declarar la emergencia general (es preciso asignar
una letra a cada categoría de emergencia) y que corresponde al grado de ordenación 6.1.
Esta nomenclatura se aplica a todos los grupos de EALs definidos arriba, salvo a la
categoría F. Esta categoría tiene una configuración algo distinta a las demás y su
nomenclatura está íntimamente ligada a las tres barreras que evitan la liberación de
productos radiactivos.
Después de haber analizado brevemente las características y propiedades de los EALs, es
necesario describir cada uno de los 5 grupos mencionados anteriormente.
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2.1. Grupo A: Niveles de Efluentes o Radiológicos Anormales
Este primer grupo atiende a cualquier anomalía que implique una indicación de altos
niveles de radiación. Dentro de esta categoría se definen EALs enfocados a las
condiciones radiológicas exteriores, y para ello se asocian distintos niveles radiológicos
medidos en monitores de efluentes con las cuatro categorías de emergencia. Para eliminar
cualquier ambigüedad, la metodología obliga a listar aquellos monitores de radiación de
efluentes donde sea preciso evaluar el estado de la planta. Además, es necesario
acompañar estos monitores con su lectura correspondiente, que debe ser calculada en
base a la dosis actual o proyectada que se identifique con cada categoría de emergencia.
El siguiente ejemplo muestra el aspecto que tienen los EALs AG 1.1, AG 1.2 y AG 1.3.
Figura 1. Ejemplo de Condición Inicial y EALs de la categoría A.
Del ejemplo expuesto en la figura 1 se deduce que es preciso declarar la Emergencia
General si se satisface cualquiera de los tres EALs. En el caso del AG 1.1, la instalación
debe identificar los monitores que indicarían una liberación de efluentes descontrolada y
adjuntar un cálculo de la lectura consistente con 10 mSv a cuerpo entero o 50 mSv al
tiroides en los exteriores de la planta. Por otro lado, el AG 1.2 requiere una evaluación de
dosis que generalmente se realiza con algún software que permita introducir la
meteorología actual. Por último, el AG 1.3 se refiere a tasas de dosis obtenidas en
medidas de campo.
En este grupo también se incluyen EALs que permiten evaluar el estado radiológico del
interior de la planta. En concreto, se presta especial atención a los sucesos que puedan
afectar a elementos combustibles irradiados, ya sea en la piscina, en el reactor o en
cualquier canal que los una durante el proceso de recarga. Estos emplean los monitores
de radiación de área correspondientes junto con los indicadores de nivel que detectarían
un descenso de inventario no planificado.
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2.2. Grupo C: Malfunción de Sistemas en Parada Fría y Recarga
Las malfunciones de los sistemas asociados a la seguridad de la planta han quedado
reflejadas en dos grupos distintos. El grupo C define todos aquellos EALs relacionados con
pérdidas no planificadas de funciones durante los modos de parada fría y recarga,
mientras que el grupo S trata estos eventos durante el resto de modos de operación. Esta
organización atiende a la necesidad de proporcionar un tratamiento distinto a los
incidentes cuando sucedan en condiciones calientes (grupo S) o frías (grupo C).
El grupo C abarca un amplio rango de sucesos. En concreto cabe mencionar los 4 EALs
que tratan incidentes con pérdida de inventario. Cada uno de ellos conecta un descenso
de nivel de agua en la vasija con la categoría de emergencia correspondiente. NEI 99-01
obliga no solo a establecer estos cuatro niveles de refrigerante, que deben ser
proporcionados por la planta, sino que también precisa identificar la instrumentación
alternativa que debe usarse si los indicadores usuales no están disponibles en condiciones
de parada fría o recarga.
El ejemplo de la figura 2 muestra los niveles de actuación en emergencia relacionados con
una pérdida de nivel que conllevan la declaración de Emergencia en el Emplazamiento. En
base al ejemplo, la declaración de emergencia estaría justificada si se cumpliera
cualquiera de los tres EALs. Sin embargo, cada uno de estos tres se compone de una
condición doble. CS 1.1 y 1.2 relacionan un determinado nivel en vasija o RCS con el
estado de la contención. Por el contrario, el CS 1.3 obliga a que se declare la emergencia
si la indicación de nivel en vasija o RCS se ha perdido y existe alguno de los indicios de
descubrimiento del núcleo.
Figura 2. Ejemplo de Condición Inicial y EALs de la categoría C.
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Por otra parte, el grupo C también atiende a una serie de sucesos con una importancia
significativa. Los más importantes son: pérdida de suministro eléctrico, pérdida de los
sistemas de comunicación y aumentos inesperados de temperatura. Como sucede con el
resto de niveles de actuación en emergencia, NEI 99-01 requiere que todos estos sean
particularizados para la planta.
2.3. Grupo S: Malfunción de Sistemas
Como se ha descrito en la sección anterior, el grupo S tiene en cuenta los incidentes que
ponen en compromiso aquellos sistemas de la planta que son vitales para asegurar su
parada segura. En este caso se tienen en cuenta todos los modos de operación salvo
parada fría y recarga.
Todos los sucesos que quedan reflejados en el grupo C tienen su correspondiente EAL en
el grupo S, sin embargo, en esta ocasión los incidentes relacionados con el fallo de
suministro eléctrico cuentan con un alcance mayor. De hecho, cada una de las cuatro
categorías de emergencia tiene asociado un EAL que refleja distintos grados de pérdida
de suministro eléctrico. De esta manera, se establece una respuesta gradual y anticipada
a un SBO prolongado.
Además de estos, se definen EALs relacionados con elevados niveles de radiación en el
RCS, fuga no controlada de inventario, pérdida prolongada del sistema de alarmas en sala
de control y eventos relacionados con la imposibilidad de disparar el reactor mediante
acciones automáticas o manuales.
Debido a la gran similitud entre los grupos C y S, no se muestra ningún ejemplo dentro de
esta categoría.
2.4. Grupo H: Amenazas y Otras Condiciones que Afecten a la Seguridad
de la Planta
El grupo H tiene en cuenta las amenazas que no tienen relación alguna con el fallo de
sistemas pero que pueden significar una degradación de la seguridad de la planta. El
rango de posibles accidentes que se identifican dentro de esta categoría es muy amplio,
por lo que NEI propone una gran variedad de EALs.
Dentro de esta categoría se tienen en cuenta incidentes naturales como terremotos,
tornados e inundaciones, así como accidentes que dan lugar a fuegos o liberaciones de
materiales no radiactivos, que impiden el funcionamiento normal de la planta.
Cabe mencionar que los sucesos hostiles, incluidos en este grupo, tienen una
consideración especial. Estos quedan definidos a través de una serie de EALs asignados a
las 4 categorías de emergencia, en función de su nivel de gravedad. El ejemplo de la
figura 3 muestra el nivel de actuación en emergencia relacionado con una acción hostil
sobre la planta que implica la declaración de Emergencia General. Al igual que se ha visto
en ejemplos anteriores, los EALs pueden estar formados por condiciones dobles que
permiten definir unívocamente el suceso a clasificar. En este caso, la declaración de
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emergencia solo estaría justificada si existe un acto hostil, confirmado por el responsable
de seguridad física, junto con la pérdida de alguna de las funciones de seguridad listadas o
un daño en la piscina de combustible gastado.
Figura 3. Ejemplo de Condición Inicial y EALs de la categoría C.
2.5. Grupo F: Barreras de los Productos de Fisión
La categoría F merece una mención especial ya que la clasificación de sucesos no atiende
a las mismas reglas que han quedado descritas en el resto de categorías. Según lo
explicado hasta ahora, la declaración de emergencia tiene una relación directa con el
cumplimiento de un EAL. Sin embargo, los niveles de actuación definidos en el grupo F
deben analizarse todos en conjunto antes de decidir la clase de emergencia que debe
declararse.
NEI 99-01 organiza los EALs del grupo F en base a su relación con las tres barreras que
evitan la liberación de material radiactivo. Estas son: vaina, circuito primario y contención.
Por tanto, los niveles de actuación de esta categoría se clasifican en tres familias en base
a su conexión con estas tres barreras, de manera que los EALs definidos en el grupo F
indican la pérdida o potencial pérdida de la barrera a la que están asociados. Por lo tanto,
la emergencia debe declararse en base al tipo y número de barreras perdidas o
potencialmente perdidas.
Los criterios a seguir para declarar una determinada categoría de emergencia, en base a
esta categoría, son los siguientes:
La categoría de Prealerta no puede ser declarada en base a la categoría F.
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La categoría de Alerta debe declararse cuando se satisfacen aquellos EALs que
indican cualquier pérdida o potencial pérdida de la barrera del primario o vaina.
La categoría de Emergencia en el Emplazamiento debe declararse cuando se
satisfacen aquellos EALs que indican la pérdida o potencial pérdida de dos barreras
cualesquiera.
La categoría de Emergencia General debe declarase cuando se satisfacen aquellos
EALs que indican la pérdida de dos barreras cualesquiera y la pérdida o potencial
pérdida de la tercera.
En el ejemplo de la figura 4 se muestran los EALs que indican la pérdida y potencial
pérdida de las tres barreras ante eventos que impliquen una refrigeración inadecuada. NEI
propone asociar la pérdida de la vaina con una lectura en termopares que debe ser
proporcionada por la instalación. Por otra parte, la potencial pérdida de la vaina se
confirma cuando se alcanza una determinada lectura en termopares (diferente a la
asociada para la pérdida) o cuando existe una evacuación inadecuada del calor generado
en el primario. Como se aprecia en el ejemplo, no se definen EALs para las condiciones
de pérdida del circuito primario y contención. La potencial pérdida para el circuito primario
se relaciona con las indicaciones específicas de planta sobre refrigeración inapropiada del
primario. Estas indicaciones suelen asociarse a los árboles típicos de las funciones críticas
de seguridad. Por último, el ejemplo muestra que la potencial pérdida de la contención
atiende a una condición doble. NEI 99-01 establece que, para asegurar la potencial
pérdida de la contención, se debe confirmar el criterio de entrada en procedimientos de
recuperación de refrigeración núcleo y comprobar que las acciones que se están llevando
a cabo no resultan efectivas.
Figura 4. Ejemplo de Condición Inicial y EALs de la categoría F.
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3. DOCUMENTO SOPORTE
La metodología exige elaborar un documento soporte donde se analice de manera
individual cada uno de los EALs. En primer lugar, este análisis individual recoge los
atributos asociados a cada uno de los niveles de actuación, es decir, cada EAL se
presenta junto con la categoría de emergencia asociada, la condición inicial y el modo de
operación donde debe aplicarse. En segundo lugar, es preciso elaborar una sección donde
se describan los niveles de actuación. NEI 99-01 exige que se desarrolle una explicación y
justificación de cada uno de los EALs individualmente. Una parte de esta descripción está
contenida en el propio documento de NEI pero es necesario completar esta información
siempre que la planta deba particularizar la definición genérica de los EALs contenida en
NEI 99-01. Como se ha visto en los ejemplos, NEI propone una colección de EALs
genéricos que deben ser apropiadamente adaptados a las singularidades de cada
instalación. Estas singularidades deben explicarse y justificarse en el documento soporte.
Este documento tiene una relevancia crucial en el entendimiento de los niveles de
actuación pero no debe adjuntarse a los planes de emergencia interior puesto que suele
tener una extensión muy amplia. No obstante, es importante que los EALs, junto con sus
atributos, formen parte de dichos planes de emergencia.
4. VISUALIZACIÓN DE LOS NIVELES DE ACTUACIÓN
NEI 99-01 exige que se desarrollen ayudas para visualizar los niveles de actuación de una
manera global, ordenada y compacta. Para ello, propone agrupar los EALs en 5 tablas que
deben imprimirse a gran tamaño y situarse en los principales centros de respuesta a una
emergencia, tales como Sala de Control y el Centro de Apoyo Técnico. De esta manera los
responsables en emergencias pueden evaluar la situación de un accidente de una manera
inmediata y anticiparse a cualquier evolución desfavorable gracias a la interconexión que
existe entre los distintos EALs. Las explicaciones y justificaciones contenidas en el
documento soporte no deben incluirse en estas 5 tablas ya que tan sólo debe aparecer la
información imprescindible para declarar la emergencia.
5. CONCLUSIONES
Después de analizar las principales características de la novedosa metodología de niveles
de actuación en emergencia propuesta por NEI, se observan las siguientes conclusiones:
1. NEI ha complementado su amplia experiencia en el desarrollado de EALs con los
principales resultados de análisis probabilístico de seguridad y experiencia operativa
compartida para desarrollar los EALs recogidos en NEI 99-01.
2. Se definen 5 categorías en función del tipo de amenaza donde se establecen los EALs
de acuerdo a observables fácilmente identificables. La gran variedad de estos permite
abarcar todos los sucesos que precisen la declaración de emergencia.
3. El esquema propuesto permite definir niveles de actuación en función del modo de
operación. Esto resulta especialmente ventajoso para aquellos eventos que implican
malfunciones en sistemas relacionados con la seguridad de la planta.
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4. Es necesario desarrollar un documento soporte que contenga un análisis
individualizado de cada EAL, donde es preciso explicar el criterio empleado para
particularizar los EALs genéricos a la planta.
5. La metodología propone imprimir los EALs a gran tamaño para facilitar su visualización
durante una emergencia o simulacro, permitiendo un seguimiento adecuado de la
evolución de cualquier incidente.
La definición de los EALs en base a NEI 99-01, los criterios de mejora empleados, junto
con otros aspectos como el documento soporte y las herramientas de visualización,
sugieren que esta metodología supone una gran ayuda en la clasificación de sucesos
iniciadores que deben considerarse en situación de emergencia.
6. REFERENCIAS
NEI 99-01 Development of Emergency Action Levels for Non-Passive Reactors, rev 6.