Implantación de balsas de retención de vertidos líquidos en las CC.NN. de Almaraz y Trillo. Actuaciones derivadas de la ITC-2.

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1 Implantación de balsas de retención de vertidos líquidos en las CC.NN. de Almaraz y Trillo. Actuaciones derivadas de la ITC-2. Ignacio Font Hädinger (Empresarios Agrupados) ifh@empre.es Evaristo Javier Fernández Morales (CNAT) efm@cnat.es Arturo López Hernández (Empresarios Agrupados) alh@empre.es RESUMEN En cumplimiento de la ITC-2 del Consejo de Seguridad Nuclear, se han construido balsas para la contención de vertidos potencialmente contaminados radiológicamente, producidos dentro del emplazamiento de las CC.NN. de Almaraz y Trillo. Estos vertidos estarían originados por determinadas actividades de mitigación a desplegar como respuesta a sucesos más allá de la base de diseño relacionados con la pérdida potencial de grandes áreas (mitigación de grandes incendios y rociado de emisiones gaseosas) y adicionalmente en el caso de CNA, por una potencial fuga de la SFP (Spent Fuel Pool- Piscina de Combustible Gastado). La idea básica consiste en que cualquier vertido líquido generado por los motivos anteriores dentro de la Isla Nuclear pueda ser contenido antes de su llegada al exterior de la planta a través de su red de evacuación de pluviales. Por tanto, estas balsas constituyen la barrera última de contención frente a un vertido incontrolado de dichas aguas al medioambiente. El diseño de las mismas asegura el cumplimiento de todos los requerimientos normativos y prácticos, garantizándose la capacidad de contención de los potenciales vertidos anteriormente descritos.

2 1. INTRODUCCIÓN En la segunda fase de las pruebas de resistencia para las CC.NN.EE. derivadas del suceso del 11 de marzo de 2011 en la Central Nuclear de Fukushima, se establecen los requisitos para mitigar las consecuencias derivadas de sucesos más allá de las bases de diseño relacionados con la pérdida potencial de grandes áreas en las centrales nucleares españolas. Estos requisitos se detallan en la Instrucción Técnica Complementaria del Consejo de Seguridad Nuclear, ITC-2 [1] la cual establece la necesidad de adoptar medidas para la extinción de grandes incendios de origen externo y la minimización de vertidos contaminados radiológicamente al exterior. Con objeto de contener los vertidos líquidos producidos por las labores de extinción, se considera la instalación de balsas de contención, comunicadas con los puntos de descarga de las redes de pluviales. De esta manera cualquier efluente producido dentro de la central acabaría llegando, a través de la red de pluviales, hasta las balsas. El volumen requerido de contención se establece a partir de estimaciones de caudales potencialmente contaminantes, producidos durante las labores de extinción de incendios, rociado de emisiones gaseosas, vertidos radiactivos, etc. Para este propósito se aprovecha el diseño de las redes de drenaje de pluviales que tienen en cuenta la trayectoria de las aguas superficiales. Por el propio diseño de las redes de pluviales, todas las aguas vertidas en el emplazamiento alcanzan por escorrentía superficial las cunetas situadas en los márgenes de los viales y desde aquí llegan hasta las arquetas y conducciones subterráneas de la red de pluviales. Es en los puntos finales de las redes de pluviales donde se conducen los vertidos hasta las balsas. Para situar estas balsas se requiere la disposición de un espacio libre suficientemente amplio en las proximidades de las instalaciones de la Isla Nuclear, con la dificultad intrínseca relacionada con el grado de ocupación de las instalaciones y servicios. En esta ponencia se describen las características del diseño, el proceso constructivo de las obras y pruebas llevadas a cabo para verificar su idoneidad. 2. BALSA EN LA C.N. ALMARAZ La solución adoptada en la Central Nuclear de Almaraz consiste en un vaso impermeable situado en el parque de intemperie, que se localiza al norte de la central. El agua llega a la balsa mediante bombeo desde las arquetas finales de la red de drenaje, en las cuales se instalan medios de seccionamiento adecuados que pueden ser accionados en caso de ser requerido, con objeto de evitar su vertido al exterior. El volumen de la balsa es tal que pueda recibir los siguientes caudales: Volumen de agua proveniente de la lucha contra un incendio de 2 horas de duración

3 Volumen de agua por reposición de fugas de las dos SFP durante 12 horas (Unidad 1 y Unidad 2) Volumen de agua debido al aporte durante 24 horas del rociado de emisiones en ambas unidades. Con estas hipótesis se obtiene un volumen final envolvente de balsa de m 3, que es la capacidad dotada a la balsa. La balsa, de forma cuadrada de 55 m de lado (43 m de lado en el fondo), está compuesta por un fondo ligeramente inclinado situado a la cota 256 y taludes laterales 2(H):1(V), hasta el encuentro con el terreno natural aproximadamente a la cota 259. Para el diseño de la balsa se ha tenido en cuenta el oleaje producido por el viento. El nivel máximo alcanzado en la balsa teniendo en cuenta el nivel para su capacidad máxima, la altura de la ola y su rotura sobre los taludes de la balsa es de y, dado que la coronación de la balsa se sitúa a la cota , el resguardo existente en la balsa es de 0.40 m, es decir 400 mm, muy por encima de la lluvia diaria para un periodo de retorno de años estimada en 170 mm. Figura 1. Situación y geometría de la balsa en CNA La primera actividad de la obra consiste en liberar la parcela, que previamente estaba ocupada por un almacén de intemperie. Esta tarea supone un notable esfuerzo dado que debe retirarse todo el inventario del almacén y situarlo en nuevas posiciones de forma que pueda seguir siendo funcional como almacén. Una vez preparado el terreno, se procede a la excavación del mismo. Dadas las características del terreno de implantación de la balsa, la excavación se pudo llevar a cabo mediante medios mecánicos convencionales. Toda ella pudo realizarse en seco dado que la cota de fondo de la excavación se encuentra por encima del nivel freático (cota del embalse ). Tras inspección del fondo de excavación se constata la presencia de una capa margo-arcillosa de características muy impermeables.

4 A pesar de las características impermeables del sustrato, con valores de conductividad hidráulica menores de 10-7 cm/s, la impermeabilización del vaso se asegura con la instalación de una capa de hormigón de 15 cm de espesor situada sobre toda la superficie del vaso. Antes de realizarse el hormigonado se coloca un geotextil de 150 gr/m 2, que evita posibles contaminaciones del hormigón. El geotextil queda sujeto en los zunchos perimetrales y con ganchos al tresbolillo en los taludes sobre los que se proyecta las losas de hormigón de un espesor de 15 cm protegido con un mallazo Φ10@150 para evitar la creación de fisuras superficiales. Figura 2. Vista del área de las obras de la balsa de retención en CNA En el talud, el hormigón es proyectado, mientras que en el encuentro entre la losa del fondo y las losas de los taludes se dispone un zuncho perimetral para soportar los empujes de las losas. El vaso dispone además de juntas de PVC de 150 mm cada 20 m de longitud, mientras que el hormigón proyectado sus juntas se tratan con una masilla elástica. Para la impermeabilización final de la balsa se trata la superficie del vaso con una capa que asegure su impermeabilidad consistente en un sistema de doble capa de mortero impermeabilizante con un espesor aproximado de 2+2 mm. El aporte de agua se produce desde dos de las arquetas finales de la red de drenajes de la planta que vierte al embalse de Arrocampo en dos puntos situados al sur y al oeste de la isla. Se han construido sendas arquetas, con compuertas estancas y equipadas con bombas, aguas arriba a los puntos de vertido, de manera que es posible cerrar la red y bombear desde estas arquetas hasta la conducción de llegada. La misión de la conducción de llegada es elevar el agua recogida en estas arquetas y transportarla a la balsa de recogida. Dicha conducción se instala dentro del doble vallado de la central, al lado de la puerta existente en el vallado norte, cuya conexión se realizará mediante dos bridas, una para cada conducción de la red de drenajes correspondientes a las arquetas sur y oeste.

5 El otro extremo vierte directamente sobre la superficie de la balsa a 0,50 m de la coronación, evitando de esta forma el posible efecto de recirculación. La conducción consiste en un tubo de polietileno enterrado y protegido mediante un dado de hormigón, en todos los pasos bajo viales. El desagüe de la balsa se confía a una tubería de polipropileno de 0.50 m de diámetro, que puede desaguar el volumen de la balsa desde su nivel máximo en menos de 6 horas en el embalse de Arrocampo. Se ha dispuesto en la conducción de desagüe de la balsa una arqueta de dimensiones donde Figura 3. Bridas de conexión aguas arriba del tubo de salida se instala una ataguía que permitirá el aislamiento de la balsa o su vaciado en función de las necesidades. La ataguía es de marco y tablero de acero inoxidable de apertura manual, accionada mediante manivela con reductor. El elemento de unión con el tablero, es un vástago en cremallera de enganche debidamente protegido en su recorrido por aletas antipandeo. El cierre se realiza con pequeñas guías que aprietan al tablero contra el marco, confiriendo la función de impermeabilidad a la nota musical de neopreno sujeta en todo el perímetro del tablero. El sistema de recogida del drenaje de la posible supresión del vaso se ha diseñado con el objeto de recoger todos los líquidos acumulados en la base y taludes internos del vaso para ser extraídos posteriormente. Dicho sistema se apoya sobre el terreno excavado, el cual cuenta con una serie de pendientes controladas con el fin de que los líquidos acumulados fluyan por gravedad hacia la zona más baja. Para la aceptación de la obra se realiza una prueba de estanqueidad, consistente en el llenado de la balsa, cierre y control de la evolución del nivel durante siete días. Tras la evaluación de la prueba se certifica la funcionalidad de la balsa para el objeto de la misma. Figura 4. Balsa llena

6 3. BALSAS EN LA C.N. DE TRILLO En la Central Nuclear de Trillo se ha optado por construir dos balsas, de 2000 m 3 cada una, situadas al este de la central en los puntos de descarga de las redes de drenaje. El agua es conducida desde estos puntos hasta las balsas por gravedad. El volumen de cada balsa se fija basándose en los mismos conceptos que para CNA, a excepción de la reposición de fugas de la SFP, y adaptados para el caso particular de Trillo, Como resultado se obtiene la necesidad de construir dos balsas del 100% de capacidad cada una, pudiendo contener cada una de ellas un volumen máximo de 2000 m 3 de agua procedente de la mitigación. La necesidad de construir 2 balsas del 100% cada una está motivada por la existencia de dos redes de drenaje que cubren las zonas de potencial captación de los vertidos y que tienen puntos de vertido al exterior muy alejados entre sí y de interconexión inviable. En una hipótesis muy conservadora, los caudales originados por la mitigación del incendio podrían ir a parar exclusivamente a una de las redes, debiéndose disponer por tanto de una contención del 100% de los vertidos esperados en el punto final de cada una de las redes. La Balsa Nº 1, se encuentra aguas abajo de los efluentes de las redes de pluviales 200, y 300, mientras que la Nº 2, está aguas abajo de la red 100 y la salida del drenaje profundo. La forma de las balsas se acomoda a la forma de las explanadas disponibles. La balsa 1 se sitúa sobre el arroyo de la Canaleja y tiene forma de escudo poligonal. La cota de fondo de la balsa 1 es la y la cota del nivel máximo la 808,50. La cota de coronación es la Con una superficie de 2212 m 2 en el fondo de la balsa, la capacidad hasta la cota de nivel máximo es de 2380 m 3. La Balsa Nº2 tiene forma rectangular alargada, junto al arroyo de la Ermita. La cota de fondo se encuentra a la y el nivel máximo un metro mas arriba. La cota de coronación es la La superficie del fondo es de 1965 m 2, que da una capacidad a la balsa en su nivel máximo de 2.78 m 3.

7 Figura 5. Situación y dimensiones de las Balsas en CNT El nivel máximo alcanzado en las balsas teniendo en cuenta el nivel máximo normal más la altura de la ola y su rotura sobre los taludes de las balsas es de en la Balsa Nº1 y en la balsa 2. Ambas tienen un resguardo de 0.32 m, es muy superior a la lluvia diaria para un periodo de retorno de años estimada en 115 mm. El tiempo de desagüe a su nivel máximo normal es de 3.16 h en la Balsa Nº 1 y de algo menos de 3 horas en la Nº 2. La primera tarea de la obra consiste en la preparación del terreno. Tras el desbroce y allanamiento de la parcela se procede a la excavación de la misma, observándose presencia de roca calcárea a pocos centímetros de la superficie, especialmente en la zona norte de la Balsa Nº2. La presencia de esta roca obliga a emplear técnicas de ripeado y uso de picotas para poder retirar la roca. Para la impermeabilización del vaso, se dispuso una capa de hormigón de 15 cm de espesor a la que se conferiría la impermeabilización principal de la balsa. Las balsas están compuestas por un fondo ligeramente inclinado y taludes laterales 2(H):1(V), hasta el encuentro con el terreno natural. Todo el vaso de las balsas queda impermeabilizado con una capa de 15 centímetros de hormigón. La construcción del talud el hormigón se realiza mediante proyección. La losa de fondo se realiza mediante hormigón armado sobre un geotextil de 150 gr/m 2 sujeto en los zunchos perimetrales y con ganchos al tresbolillo en los taludes. En el encuentro entre la losa del fondo y las losas de los taludes se dispone un zuncho perimetral para soportar los empujes de las losas. Las losas de hormigón tienen un espesor de 15 cm protegido con un mallazo Φ12@100 para evitar fisuraciones superficiales. El vaso dispone además de juntas de PVC

8 de 150 mm cada 20 m de longitud, mientras que en el hormigón proyectado las juntas se tratan con masilla. La impermeabilización final se consigue con un sistema de mortero impermeabilizante de un espesor aproximado de mm, aplicado en toda la superficie del vaso. Para evitar la posible subpresión se ha diseñado un sistema de drenaje con el objeto de recoger todos los líquidos acumulados en la base y taludes internos del vaso, y ser extraídos posteriormente. Dicho sistema se apoya sobre el terreno excavado, el cual cuenta con una serie de pendientes controladas con el fin de que los líquidos acumulados fluyan por gravedad hacia la zona más baja. El sistema de drenaje esta compuesto por unas zanjas-drenes comunicadas, se ubica dentro del terreno base del sistema de impermeabilización del vaso mediante una distribución ramificada y radial de tuberías colectoras ranuradas, el sistema zanjas-drenes se sitúa en alineaciones. Las tuberías colectoras se conectan en su punto final en un tubo no ranurado, que conducirá el agua captada hasta la arqueta de salida, desde donde mediante una ataguía se controla su vertido al cauce exterior. El aporte de agua a las balsas se realiza por gravedad a partir de los puntos de desagüe de la red de drenajes de la planta; la Balsa Nº 1, se encuentra aguas abajo de los efluentes de las redes de pluviales 200, y 300, mientras que la Nº 2, está aguas abajo de la red 100 y la salida del drenaje profundo. Los desagües de cada una las redes se conducen hasta una arqueta única de la que sale una conducción hasta la cámara de recepción. La cámara de recepción consiste en un compartimiento subterráneo con dos ataguías que permiten conducir el agua, o bien a la balsa, o bien a un canal de desvío hasta el arroyo de la Canaleja en el caso de la balsa 1 o en el caso de la Balsa nº 2 al cauce del arroyo de la Ermita. El canal de desvío es una obra trapecial de hormigón. El desagüe de las balsas se confiere a una tubería, que puede desaguar el volumen de la balsa en un tiempo prudencial. Dicha tubería desagua en una arqueta intermedia de desde la cual se pueden efectuar dos funciones el cierre y control de la balsa mediante una compuerta plana. Figura 6. Cámara de recepción y canal de desvío balsa 1

9 Las ataguías instaladas en las distintas arquetas de control, de entrada y salida de la balsa, son de marco y tablero de acero inoxidable de apertura manual, accionada mediante manivela con reductor. El cierre se Figura 7. Balsa 1 llena consigue con pequeñas guías que aprietan al tablero contra el marco, confiriendo la función de impermeabilidad a la nota musical de neopreno sujeta en todo el perímetro del tablero. Para la aceptación de las obras se Figura 8. Balsa 2 llena ha realizado una prueba de estanqueidad, consistente en el llenado de las balsas, cierre y monitorización de la evolución de los niveles de las mismas durante siete días. Tras la evaluación de la prueba se certifica la funcionalidad de las balsas para el objeto de éstas. 4. RESUMEN Y CONCLUSIONES En los emplazamientos de las CC.NN. de Trillo y Almaraz se ha llevado a cabo la construcción de balsas de recogida de efluentes líquidos que permite asegurar que los vertidos descritos, producidos dentro del emplazamiento, pueden contenerse antes de su vertido al exterior. Las balsas se han dispuesto de manera que dichos efluentes producidos dentro de la central acabarían llegando, a través de la red de pluviales, hasta las balsas. Al finalizar las obras se han llevado a cabo pruebas de estanqueidad de las balsas construidas, pudiendo certificar la capacidad de las mismas para contener éstos efluentes líquidos, que potencialmente podrían afectar al medio ambiente. Las balsas disponen de capacidad suficiente para albergar los efluentes producidos por la extinción de grandes incendios, rociado de emisiones gaseosas e incluso, en el caso de la C.N. de Almaraz, las fugas de agua de la piscina de combustible gastado.

10 5. REFERENCIAS [1] Instrucción Técnica Complementaria del Consejo de Seguridad Nuclear ITC-2