Ante la existencia de un proyecto de diseño de la versión comercial del CAREM, U-238 conversó al respecto con Luciano Turina, responsable de comunicación de la Gerencia Área CAREM, para conocer en detalle las características de esta propuesta
Se informó que la CNEA está trabajando en el diseño de una central de cuatro módulos de 120 Mwe ¿cuáles serían sus principales características?
Efectivamente, la CNEA (a través de la Gerencia de Área CAREM) comenzó hace algunos meses a dar los primeros pasos en el diseño conceptual de la futura versión comercial del CAREM. La misma se basa principalmente en el prototipo CAREM25, pero su ingeniería presenta algunas particularidades que ya comienzan a vislumbrarse.
La idea es que el CAREM comercial sea desarrollado en base a una serie de premisas fundamentales:
– Que el primario circule por convección natural, es decir por la diferencia de temperaturas que se dan dentro del recipiente de presión (RPR), sin necesidad de bombas.
– Que sea un reactor integrado, es decir que los generadores de vapor (GV) y los mecanismos de control se sitúen dentro del RPR.
– Que cuente con sistemas pasivos de seguridad, apuntando no sólo a mantener, sino a mejorar el alcance de los diseñados para el prototipo.
– Que resulte competitivo en relación al valor del MW generado para los parámetros del mercado mundial, apuntando no solamente a la franja de los SMR (Small Modular Reactors), sino también en relación a los PWR en general.
Está calculado que, manteniendo las principales características de diseño del prototipo, cada módulo del futuro CAREM será capaz de generar unos 120 MWe. El proyecto, por lo tanto, prevé la construcción de una central conformada por cuatro módulos, consolidando una instalación de 480 MWe de potencia (de allí que en la CNEA comenzó a denominarse «CAREM480» a esta futura versión comercial).
El lay-out inicial prevé la construcción de dos edificios nucleares paralelos, cada uno de los cuales alojará dos reactores con sus respectivas contenciones, y un turbogrupo dispuesto para cada pareja de reactores.
El carácter modular permite prever una construcción y puesta en marcha escalonada de los reactores, lo cual permitirá que la planta comience a operar al terminar los primeros dos módulos, de manera de estar ya generando energía (y en consecuencia, ingresos) mientras se construyen los módulos restantes. Además, la planta compartirá varias instalaciones, equipos y servicios (una pileta de combustibles gastados cada dos reactores, una única sala de control, talleres y laboratorios comunes, una única toma y descarga de agua, y muchos otros servicios), y la mayoría de los componentes se fabricarán de manera estandarizada, lo cual redunda en una importante reducción de costos.
Otra ventaja de la ‘modularidad’ se da en relación a las operaciones de mantenimiento o de recambio de combustibles (vale aclarar: el recambio de combustibles del CAREM requiere que el reactor esté en parada), instancias que en una central con un único reactor implicarían para el sistema interconectado la caída temporal de muchos megavatios, que en general deben suplirse con la conexión provisoria de otro tipo de centrales cuyo combustible es de origen fósil (como las de carbón, de gas o de ciclo combinado). En el caso del CAREM, tanto las operaciones de mantenimiento como las de recambio del combustible se van realizando reactor por reactor, lo que implica que 3/4 partes de la potencia de la central continúan disponibles en todo momento, siendo mucho menor el impacto de estas «paradas» sobre la red eléctrica general.
En la etapa actual, el grupo a cargo de este desarrollo se encuentra trabajando en varios frentes vinculados a la futura central CAREM480, siendo los principales ejes el diseño neutrónico y termohidráulico, la revisión del diseño básico de los GV (teniendo en cuenta que operará con mayor potencia) y el escalado de los sistemas de seguridad de acuerdo a la mayor potencia generada.
¿Qué relación habría entre el diseño de esta nueva central y el Carem25?
Como es sabido, los principales componentes del prototipo CAREM25 ya se encuentran en proceso de construcción y fabricación (el recipiente de presión, los generadores de vapor, los elementos combustibles, los mecanismos de control y, por supuesto, el edificio civil que lo contendrá). Es por eso que, dado el grado de avance del prototipo, se consideró que era necesario dar el paso siguiente e iniciar el desarrollo de la versión comercial de esta clase de reactores nacionales, que en última instancia justifica la existencia del prototipo y se constituirá como el retorno de su inversión.
El CAREM25 es, por supuesto, la base conceptual de las futuras centrales comerciales, ya que permitirá calificar los principales componentes y sistemas de seguridad, siendo esta experiencia fundamental para el licenciamiento de los futuros reactores. Pero a su vez, el prototipo permitirá comprobar de manera conjunta todos los sistemas probados en circuitos individuales, brindando un panorama global del comportamiento de la planta que también será esencial para definir las características de las futuras versiones. Es por eso que luego de la puesta en marcha se prevé la realización de múltiples pruebas sobre el prototipo, las cuales permitirán ajustar todos los parámetros de cara hacia el futuro.
Igualmente, en la etapa actual los importantes desarrollos alcanzados en el diseño del prototipo permiten prever algunas adaptaciones que se será necesario aplicar al diseño del CAREM480.
Como principales diferencias, se puede adelantar que si bien los elementos combustibles tendrán la sección hexagonal que es una característica del prototipo, su disposición en el núcleo ya no formará un hexágono, sino que cambiará hasta obtener una sección casi circular de unos 2 metros y medio de diámetro (contra los 131 cm que tiene el CAREM25) por 2,26 m de altura (los EECC del prototipo miden 1,40 m). A su vez, el núcleo de cada módulo de 120 MWe tendrá 229 elementos combustibles (el prototipo tiene 61), y su recambio no será en mitades sino en tercios, extendiéndose el ciclo de recambio hasta los casi 2 años.
Otra de las diferencias más importantes que se prevén es la instalación de un sumidero de calor adicional provisto por una pileta anular exterior a la contención, lo que permitirá extender casi al infinito el período de gracia (en comparación con las alrededor de 36o hasta 72 horas que tiene por diseño el CAREM25).
¿Qué función cumpliría en relación a las centrales ya existentes?
La relación que se podría establecer entre el CAREM480 y las centrales existentes (contando también a las ya anunciadas 4ta y 5ta centrales) es que podría ser considerado como una alternativa confiable y económicamente adecuada para la matriz energética nacional.
Sin embargo, los tiempos que demanda el desarrollo de este proyecto no se condicen con las necesidades de generación inmediatas que tiene el país; de allí que la decisión estratégica pasa por adquirir estas próximas centrales bajo la modalidad llave en mano (más allá del grado de participación nacional que tengan), como una forma de sumar energía en un corto/mediano plazo, y apostar a un desarrollo de mayor plazo para el CAREM480.
Una vez consolidado su diseño, el mismo tendrá un fuerte potencial exportable, pero también se perfila como una opción muy viable para incrementar la participación nuclear en la matriz energética nacional de las próximas décadas.
El Carem es un modelo de central que se caracteriza por ser la primera central 100% argentina. ¿Cuáles son las expectativas de exportación de este nuevo modelo?
Como se menciona en el punto anterior, y tal como vienen informando las autoridades del sector, se estima un importante mercado internacional de miles de millones de dólares para los SMR en las próximas décadas.
En relación a las grandes centrales (con potencias de 1000 MWe o más), la experiencia en el mundo ha demostrado que su construcción requiere grandes inversiones y altos costos de financiamiento.
Los reactores pequeños y modulares, por su parte, ofrecen varias características que permiten encarar los proyectos con otras perspectivas, ya que se trata de inversiones menores y más fáciles de financiar. Además, su construcción escalonada y la estandarización de las líneas de fabricación de varios de sus componentes permiten reducir los costos de manera sensible. Y cuentan también con otras ventajas, por ejemplo su capacidad de ubicarse en puntos diversos y descentralizados, por lo que también se reduce la inversión en construcción y mantenimiento de los tendidos de alta tensión requeridos cuando la generación está concentrada en pocos puntos.
El CAREM, por ser el primer SMR que está oficialmente en construcción en el mundo, se perfila entonces como un referente internacional de esta clase de reactores, esperando captar por eso una importante porción de ese incipiente mercado internacional. Es por eso que se trabaja para profundizar las ventajas económicas y financieras que se desprenden del diseño modular y estandarizado, para consolidar un tipo de central nuclear no sólo segura y eficiente, sino también competitiva en el ámbito mundial.
