En U-238 Marzo 2013
El Ingeniero Héctor Apesteguía, Gerente General de ENSI (Empresa Neuquina de Servicios de Ingeniería), conversó con U-238 acerca de las características de la PIAP (Planta Industrial de Agua Pesada) productora del agua pesada, componente esencial que funciona como moderador y refrigerante en los reactores que utilizan uranio natural. Apesteguía también hizo referencia a los proyectos de ENSI para 2013 y de la diversificación de las líneas de negocios de la empresa, una Sociedad del Estado entre la CNEA y el gobierno de la provincia del Neuquén.
¿Cuáles fueron las razones que llevaron a la creación de ENSI hace ya 23 años?
ENSI S.E. fue creada en diciembre de 1989 con el objetivo de operar y administrar la Planta Industrial de Agua Pesada (PIAP), propiedad de la CNEA, ubicada en la localidad de Arroyito, a 55 km. de la ciudad de Neuquén. Como tal, ENSI es una empresa estatal cuyas acciones pertenecen en un 49% a la Comisión Nacional de Energía Atómica y 51% al Gobierno de la provincia del Neuquén.
Como operadora de la planta PIAP, ¿cuáles son en la actualidad, las principales acciones que ENSI lleva adelante?
En la actualidad, la empresa lleva adelante dos unidades de negocio de forma paralela: por un lado la de Operación y Administración de la PIAP y, por otro la de Obras y Servicios.
¿Qué función cumple el agua pesada en un reactor?
El agua pesada se emplea como moderador de la fisión nuclear, refrigerante del núcleo y transportador de la energía en forma de calor, en los reactores que utilizan uranio natural como combustible. Para que se mantenga la reacción en cadena es necesario moderar la velocidad de los neutrones generados por la fisión nuclear del uranio, pero a la vez debe evitarse que sean absorbidos y lograr que sobrevivan para producir nuevos choques y nuevas fisiones. Dado que el agua pesada tiene la capacidad de absorber 30 veces menos neutrones que el agua común, se utiliza como moderador en los reactores alimentados con uranio natural, ya que el número de neutrones disponible en estos reactores es inferior al de los reactores que utilizan Uranio enriquecido.
¿Cómo lleva a cabo ENSI la producción de agua pesada?
En la PIAP, la fuente de provisión del isótopo deuterio del hidrógeno es el agua del Río Limay, captada desde la represa-compensador Arroyito. Su contenido en deuterio es de 144 partes por millón. La extracción del deuterio se realiza mediante el proceso de intercambio isotópico agua-amoníaco, a través del cual el agua tratada es puesta en contacto con amoníaco en fase vapor, previamente empobrecido en su concentración de deuterio. A continuación, el proceso se centra en la concentración en isótopo deuterio, del amoníaco proveniente de la etapa de extracción. El método se denomina “intercambio isotópico monotérmico amoníaco-hidrógeno”.
El fundamento es la mayor estabilidad del deuterio en la fase líquida que en la fase gas. Se realiza, en primera instancia, el cracking del amoníaco a concentrar, obteniéndose así los componentes elementales (hidrógeno y nitrógeno). La reacción se desarrolla a elevada temperatura en hornos calentados por combustión de gas natural, mediante un proceso de catálisis heterogénea en lecho fijo. El amoníaco impulsado por bombeo es precalentado hasta pasar a la fase gas y desciende por tubos verticales llenos con catalizador a base de hierro y cobalto sobre un soporte cerámico. La corriente de gas resultante, denominada gas de síntesis, es enviada a torres de intercambio donde asciende y se pone en contacto con el mismo amoníaco que se desea concentrar y que luego volverá a alimentar los hornos de cracking. Aquí, el deuterio contenido en el gas de síntesis pasa a la fase líquida por intercambio isotópico con el hidrógeno del amoníaco. Para lograr una eficiencia aceptable, se adiciona un catalizador denominado amiduro de potasio. Se desarrolla así un proceso de catálisis homogénea en lecho fluido, que necesita una etapa posterior de separación y recirculación del catalizador. El circuito que acabo de detallar constituye un ciclo cerrado de enriquecimiento en deuterio del amoníaco procesado. La PIAP cuenta con tres etapas consecutivas de enriquecimiento. De la primera, una corriente menor es derivada hacia la segunda; y de ésta un caudal aún más pequeño es enviado a la tercera etapa de enriquecimiento. De esta manera, se logra partir de una concentración de 144 partes por millón, hasta alcanzar una concentración superior a 99,99% en la tercera etapa.
Desde el horno de cracking de la tercera etapa de enriquecimiento, se envía un pequeño flujo de gas de síntesis (veinte kilogramos por hora) hacia la unidad final de oxidación catalítica. En este último proceso la corriente de gas de síntesis es puesta en contacto con aire completamente seco, en presencia de un catalizador sólido a base de Paladio, produciéndose el agua pesada en una reacción exotérmica autosostenida. Mediante un enfriamiento posterior, se condensa y separa el agua pesada de los inertes provenientes del aire y del nitrógeno del gas de síntesis y se procede a su almacenaje. El gas de síntesis excedente de esta tercera etapa de enriquecimiento es enviado hacia la segunda y el de ésta a la primera etapa, donde egresa de las torres de intercambio isotópico con un contenido de 35 partes por millón de deuterio. Este gas de síntesis pobre es destinado a convertirse nuevamente en amoníaco en unidades específicas con reactores catalíticos de síntesis. Posteriormente, este amoníaco pobre es el que reinicia el proceso en la unidad de extracción de deuterio mediante intercambio isotópico agua-amoníaco.
¿Cuál es el nivel de producción anual de agua pesada de la PIAP?
La PIAP fue diseñada para una producción de 200 toneladas anuales de agua pesada, cuenta con una unidad de extracción de deuterio por intercambio isotópico agua-amoníaco, una unidad de separación y recirculación de catalizador y dos líneas paralelas con tres unidades de enriquecimiento en deuterio y un loop de síntesis de amoníaco en cada una de ellas. Además de incluir cuatro diferentes procesos catalíticos, la producción de agua pesada requiere de condiciones operativas exigentes, elevadas presiones de hasta 200 bar (aproximadamente 200 atmósferas) y temperaturas extremas: desde los hornos de cracking (600º C) hasta –25 ºC para un óptimo intercambio isotópico. Los elevados caudales de proceso requieren de dos grandes turbocompresores para impulsar y elevar la presión del gas de síntesis, más un turbocompresor de amoníaco para los requisitos de enfriamiento. Las condiciones operativas, el manejo de grandes volúmenes de hidrógeno en dos de sus isótopos, la magnitud del equipamiento mecánico, la instrumentación y los sistemas control asociados, sumados a la exigencia de hermeticidad máxima en las unidades que procesan deuterio, reúnen en la PIAP instalaciones de elevado nivel de tecnología.
¿Cuáles son los procesos que realizan para lograr los más altos estándares de calidad? ¿Qué normas de calidad tiene acreditadas ENSI hasta el día de hoy?
Todas las actividades de ENSI se desarrollan bajo los lineamientos de su Sistema de Gestión Integrado, el cual está orientado a la satisfacción de sus clientes, los requisitos de sus partes interesadas y los legales y reglamentarios de aplicación, de acuerdo con lo establecido en las Normas ISO 9001 de Calidad, ISO 14001 de Medio Ambiente y OSAS 18001 de Seguridad y Salud Ocupacional. Por ello, su política de gestión integrada se propone continuar aumentando la satisfacción de sus clientes, respetando la protección del medio ambiente y preservando la salud de los trabajadores propios y contratados, desarrollando tareas con la máxima seguridad, tanto para las personas como para las instalaciones.
¿Cómo se llevó adelante el proceso de diversificación comercial de ENSI y en qué nuevas ramas viene desenvolviendo su actividad?
Ese proceso comenzó en 1995 cuando se firmó el primer contrato de operación y mantenimiento con una empresa productora de gas y petróleo. Esta iniciativa tuvo origen luego de la conclusión de las tareas de puesta en marcha de la PIAP y de la necesidad de generar recursos hasta lograr contratos por ventas de agua pesada que la hicieran sustentable. La prestación de servicios a terceros fue posible debido a las capacidades técnicas y equipamientos disponibles en la PIAP y a la demanda que poseía el mercado energético en la región.
¿En qué tipo de actividades se diversificaron?
Se incursionó en actividades tales como ejecución de ingeniería básica y de detalle en todas sus especialidades, mantenimiento en campo, construcción de cañerías en taller, montajes electromecánicos, construcciones civiles, planeamiento de mantenimiento, mantenimientos preventivos/predictivos, etc., todo ello en un principio con personal de PIAP. Con el crecimiento de la actividad de obras y servicios, y a partir del funcionamiento en forma continua de la PIAP, se procedió a separar las actividades, creándose dos unidades de negocios: PIAP y Obras y Servicios, respectivamente.
¿Qué balance realizan del desempeño de la planta durante 2012?
Para nosotros fue un año muy positivo. Logramos operar gran parte del año con las dos líneas de producción a máxima capacidad. Además, logramos concluir la producción de 637 toneladas destinadas a completar la carga inicial del reactor de la Central Nuclear Atucha II.
¿Cuáles son los principales desafíos de cara a 2013?
En lo referente a la PIAP, se continuará con la producción de 52 toneladas destinadas a cumplir con los requerimientos de NA S.A. Por otra parte, existe la necesidad de contar con un stock estratégico de agua pesada para las centrales en funcionamiento y con carga inicial de una cuarta central nuclear para lo cual se están realizando las gestiones correspondientes. En lo que respecta a la unidad de negocios “obras y servicios”, la intención es continuar consolidándonos como una de las empresas de ingeniería más importantes del sector hidrocarburífero.
Quién es Héctor Apesteguía
Héctor Apesteguía es Ingeniero Químico, egresado de la Universidad Nacional del Litoral. Desde 1983 trabaja en el proyecto de Agua Pesada Nacional. Previamente lo había hecho en empresas como Compañía Química y Monsanto. Con respecto al Agua Pesada, comenzó su trayectoria como Ingeniero de Procesos en PIAP (Planta Industrial de Agua Pesada, en la localidad de Arroyito, provincia del Neuquén), recibiendo capacitación en Winthertur, Suiza. Actualmente, el Ingeniero Apesteguía es Gerente General de ENSI (Empresa Neuquina de Servicios de Ingeniería), operadora y administradora de la PIAP y proveedora de servicios, principalmente, en el sector hidrocarburífero.
