Menu

Energia nuclear

Enginyeria civil a la construcció de centrals i plantes nuclears

Enginyeria civil a la construcció de centrals i plantes nuclears

La construcció duna central nuclear és un procés altament especialitzat que involucra una combinació de coneixements denginyeria nuclear, mecànica, elèctrica i, per descomptat, civil.

L'enginyeria civil té un paper fonamental en aquest procés, ja que proporciona les bases sòlides i la infraestructura necessària perquè les centrals nuclears funcionin de manera segura i eficient.

Disseny i planificació

El procés de construcció d'una central nuclear comença molt abans que es col·loqui la primera pedra. Implica un extens treball de disseny i planificació en què els enginyers civils juguen un paper essencial.

Cal identificar ubicacions adequades, avaluar riscos sísmics i geològics, i garantir que la infraestructura de suport sigui sòlida i segura.

Fonamentació i estructures de suport

Atès que les centrals nuclears tenen reactors i maquinària pesada, la fonamentació ha de ser extremadament robusta per suportar càrregues significatives i resistir terratrèmols. 

A més, cal construir estructures de suport, com els edificis de contenció i les torres de refrigeració, que protegeixin la central i els seus components de factors externs com el clima i possibles impactes.

Disseny geotècnic i sísmic

Abans que s'iniciï la construcció, els enginyers civils treballen en estreta col·laboració amb geòlegs i experts en sismologia per avaluar les condicions del sòl i les amenaces sísmiques a la ubicació seleccionada. Això és vital, ja que la fonamentació d'una central nuclear ha de ser dissenyada per resistir terratrèmols i altres esdeveniments sísmics.

Els enginyers utilitzen dades geotècniques detallades per dissenyar sistemes de fonamentació que puguin absorbir i dissipar les forces generades per un tremolor. El disseny ha de garantir que la planta romangui intacta i operativa fins i tot en les pitjors circumstàncies.

Fonamentacions Específiques per a Reactors i Maquinària Pesada

Les centrals nuclears tenen reactors i maquinària extremadament pesada. Per tant, la fonamentació ha de ser dissenyada específicament per suportar aquestes càrregues extraordinàries.

Per això, els enginyers utilitzen fonamentacions profundes, com ara pilons i lloses de fonamentació, per distribuir les càrregues de manera uniforme i garantir que l'estructura sigui estable al llarg del temps.

Edificis de Contenció i Torres de Refrigeració

La seguretat és una prioritat absoluta a les centrals nuclears, i els edificis de contenció són un component crucial en aquest aspecte.

Els edificis de contenció estan dissenyats per contenir qualsevol possible fuita de material radioactiu en cas d'un accident al reactor. Aquests edificis han d'estar construïts amb materials resistents i sistemes de reforç, cosa que els permet resistir danys externs i mantenir la integritat de l'estructura fins i tot en situacions extremes.

Les torres de refrigeració estan dissenyades per eliminar la calor generada en el procés de generació denergia nuclear. El disseny de les torres de refrigeració han de ser prou robustes per suportar les condicions ambientals i les càrregues tèrmiques significatives.

Sostenibilitat i manteniment a llarg termini

A més de la construcció inicial, els enginyers civils també tenen en compte la sostenibilitat i el manteniment a llarg termini de les estructures de suport. Això implica considerar factors com ara la corrosió, l'envelliment dels materials i la possible necessitat de reparacions i actualitzacions en el futur.

Sistemes d'aigua i refrigeració

La refrigeració és crítica en una central nuclear per evitar el sobreescalfament dels reactors. La gestió adequada de la temperatura és fonamental per evitar el sobreescalfament dels reactors nuclears i garantir-ne un rendiment òptim. 

A continuació, aprofundirem en la importància i la complexitat d'aquests sistemes i el paper de l'enginyeria civil en el disseny i la construcció.

Tipus de sistemes de refrigeració

En una central nuclear s'utilitzen principalment dos tipus de sistemes de refrigeració: el sistema de refrigeració de circuit obert i el sistema de refrigeració de circuit tancat.

  1. Sistema de refrigeració de circuit obert: Aquest sistema pren aigua del medi ambient, com ara rius o llacs, i la utilitza per refredar el reactor i altres components. Després, l'aigua calenta es torna al medi ambient. Aquest enfocament és eficient, però pot tenir un impacte ambiental significatiu a causa de l'augment de la temperatura de l'aigua alliberada.

  2. Sistema de refrigeració de circuit tancat: En aquest sistema, l'aigua s'utilitza per refredar el reactor i altres components, però en lloc d'alliberar-la al medi ambient, es refreda a torres de refrigeració abans de tornar-se a utilitzar. Això redueix limpacte ambiental, ja que la temperatura de laigua alliberada és molt menor.

Requisits de disseny i construcció

Els sistemes d'aigua i refrigeració en una central nuclear han de complir requisits extremadament rigorosos. La temperatura de laigua ha de mantenir-se dins de rangs molt estrets per garantir lestabilitat de la reacció nuclear i prevenir qualsevol dany als components.

Les estructures que allotgen aquests sistemes estan dissenyades per suportar les condicions extremes, com ara les altes temperatures i les càrregues dinàmiques generades pel flux d'aigua.

A més, cal tenir en compte consideracions de seguretat. En cas d'un esdeveniment inusual, com una apagada o una fallada al sistema de refrigeració, els sistemes de respatller, com a sistemes d'injecció d'aigua d'emergència, han d'estar dissenyats per garantir la integritat del reactor i prevenir la fusió del nucli del reactor .

Mitigació d'impacte ambiental

Els sistemes de refrigeració han de minimitzar l'alliberament de calor al medi ambient, cosa que pot afectar negativament la vida aquàtica local i l'ecosistema circumdant.

La construcció de torres de refrigeració de circuit tancat és una estratègia clau per reduir aquest impacte.

Gestió de residus nuclears

La gestió de residus nuclears és una part integral de la construcció duna central nuclear. Els enginyers civils dissenyen i implementen sistemes d'emmagatzematge segur per als residus nuclears, cosa que implica la construcció d'instal·lacions d'emmagatzematge a llarg termini i el desenvolupament de barreres de contenció per prevenir la filtració de material radioactiu al medi ambient.

Autor:

Data de publicació: 24 de agost de 2023
Última revisió: 24 de agost de 2023