En el periodo comprendido entre junio de 2022 y junio de 2024, habrán entrado en vigor para las centrales nucleares de Almaraz, Vandellós II y Ascó las llamadas Especificaciones Técnicas de Funcionamiento Mejoradas (ETFM), tras la información favorable del CSN. La migración a las ETFM supone la modernización de las Especificaciones Técnicas de Funcionamiento (ETF). Dicha migración responde a un proceso conforme a la Instrucción del CSN IS-32 [1], que define las ETF como el conjunto de requisitos mínimos que garantizan la operación segura de una central nuclear y establece los criterios generales con los que se deben definir y revisar las ETF de una central nuclear durante su explotación. Las ETF constituyen un Documento Oficial de Explotación (DOE) requerido por el Reglamento de Instalaciones Nucleares y Radiactivas y son uno de los documentos en base a los que se concede y renueva, mediante orden ministerial, la autorización de explotación de cada central nuclear. El presente artículo sintetiza los diferentes procesos de migración de las ETF en las centrales nucleares españolas, la relación con los estándares americanos que han servido de referencia y las características más relevantes de las ETF resultantes. 

Texto: Leyre Armañanzas Albaizar y Javier Heredero Ruiz n Subdirección de Ingeniería Dirección Técnica de Seguridad Nuclear 

Las Especificaciones Técnicas de Funcionamiento (ETF) contienen el conjunto de límites y condiciones operacionales, así como las acciones a adoptar en caso de su incumplimiento, además de requisitos de vigilancia y otros requisitos, tanto técnicos como de gestión, que garantizan la operación segura de la instalación en todos los modos de operación, de acuerdo con las bases de diseño y los análisis y evaluaciones contenidos en el estudio de seguridad [1]. De esta forma, las ETF garantizan la conformidad con las hipótesis y objetivos de diseño que evitan situaciones que pudieran conducir a accidentes y, en caso de que estos ocurran, que se mitigarían sus consecuencias [2]. 

La herramienta principal de las ETF para conseguir estos objetivos son las condiciones límites de operación (CLO), que establecen los requisitos mínimos que deben cumplir ciertos elementos (estructuras/sistemas/componentes, variables de proceso, características de diseño y parámetros de operación), para garantizar la operación segura. Por ejemplo, la disponibilidad mínima de los sistemas de mitigación a los que se da crédito en los análisis de los transitorios y accidentes considerados en el diseño o el mantenimiento de los parámetros que son condiciones iniciales de dichos análisis dentro de sus rangos aceptables, durante todas las condiciones de la planta en que estos sucesos estén postulados (aplicabilidad de la CLO). Además, para demostrar el cumplimiento de cada CLO se requiere la realización satisfactoria de pruebas, calibraciones e inspecciones periódicas asociadas, llamadas requisitos de vigilancia (RV).

Si una CLO no se cumple, las ETF requieren la adopción de acciones compensatorias y/o de recuperación, y establecen los tiempos disponibles para adoptarlas. Transcurridos estos tiempos sin haber realizado las acciones requeridas, o incluso antes, las ETF requieren llevar la planta a una condición segura (ver figura 1). 

Los fundamentos técnicos de las ETF están recogidos en las bases de las ETF, las cuales son fundamentales para interpretar y aplicar correctamente cada ETF; estas bases no tienen consideración de DOE. 

Dada la relevancia de las ETF, estas afectan de manera significativa a la actividad reguladora del CSN, que evalúa las solicitudes de cambios y en inspecciones verifica su adecuado cumplimiento. También son relevantes en la supervisión del funcionamiento de las instalaciones, incluyendo el envío al regulador de informes técnicos en determinadas situaciones. 

El organismo regulador nuclear de EE. UU., la Nuclear Regulatory Commission (NRC), publica desde 1975 estándares de ETF específicos de cada tecnología presente en los reactores de dicho país, que sirven de base para la elaboración y el licenciamiento de las ETF para cada central nuclear.  

En España la adaptación de las ETF ha requerido, además, el cumplimiento de la normativa nacional y otros requisitos reguladores. 

Estándares mejorados de ETF

En 1992 la NRC publicó un nuevo tipo de estándares de ETF que presentaban cambios sustanciales, y que eran el resultado de un proceso significativo de mejora y de un esfuerzo conjunto con la industria iniciado en los años 80. A este proceso se le denominó Programa MERITS (Methodically Engineered, Restructured, and Improved Technical Specifications) y las ETF y las bases elaboradas a partir de estos estándares se conocen como ETFM (ver figura 2).

La NRC mantiene estos estándares y los revisa periódicamente, incorporando cambios llamados travelers, propuestos habitualmente por los grupos de propietarios de EE. UU., y que son evaluados y aprobados por la NRC a través de su  departamento de ETF. La última revisión de los estándares es la número 5 de 2021 (ver figura 3). 

Los nuevos estándares se desarrollaron con los siguientes objetivos de mejora (ver figura 4): 

1. Adaptar el contenido de las ETF a unos nuevos criterios establecidos previamente por la NRC.
2. Mejorar el contenido técnico de las ETF en base al conocimiento y experiencia adquirida desde la emisión de los estándares previos de ETF.
3. Orientar el uso de las ETF a la operación de las plantas mediante una organización y formato optimizados, haciéndolas más claras, fáciles de usar y efectivas, lo que se soportó con estudios de factores humanos. Las nuevas ETF incluyen mejoras en la redacción y un nuevo formato tabular para las acciones y los requisitos de vigilancia de las CLO.
4. Disponer de unas bases detalladas y sistemáticas, ya que las de los antiguos estándares eran muy reducidas. Con las ETFM, las bases se constituyen como un documento aparte y adoptan la misma estructura. Se describen, justifican y referencian todos los elementos de las ETF, incluyendo su relación con las funciones de diseño y los análisis de seguridad. Para controlar los cambios a las bases, las ETFM establecen un programa específico, que en España referencia la IS21 del CSN, sobre modificaciones en centrales nucleares [3]. 

De los aspectos anteriores, resultaba de especial interés optimizar y racionalizar el contenido, ya que la falta de criterios claros del alcance generaba en EE. UU. ineficiencias en el licenciamiento y un aumento del tamaño de las ETF. Para ello se establecieron cuatro criterios que definen los elementos que deben incluirse en las CLO de las ETF. 

En la tabla 2 se presentan los criterios de alcance de las ETF, según la IS-32 del CSN. Estos criterios cubren los objetivos generales de las ETF señalados al principio del artículo, de prevención y mitigación de transitorios y accidentes [4]. 

Como resultado de la aplicación de estos criterios se han relocalizado fuera de las ETF entre el 40 % y el 45 % de las CLO de los antiguos estándares [5]. Estas CLO, junto con algunos programas y requisitos de tipo administrativo, se han llevado a un nuevo documento: el Manual de Requisitos de Operación (MRO). 

Algunos ejemplos de ETF trasladadas al MRO al no cumplir ninguno de los cuatro criterios anteriores son la química del circuito primario del reactor y la instrumentación sísmica y meteorológica.

umentación sísmica y meteorológica. A diferencia de las ETF, el MRO no es un DOE. No obstante, en España es objeto de la supervisión y control del CSN y sus cambios están sujetos a los requisitos de la IS-21 del CSN [3]. El MRO presenta una estructura y un modo de empleo similar a las ETFM, aunque tiene algunas diferencias: sus bases forman parte del propio documento y son menos detalladas; sus reglas de uso admiten en ocasiones una mayor flexibilidad y se emplean términos diferentes a los de las ETF (ver figura 5). 

La NRC animó a las centrales nucleares de EE. UU. a adaptar voluntariamente sus ETF a los nuevos estándares. 

El enfoque no prescriptivo de migración a las ETFM también se ha aplicado en España, ya que estas optimizan las ETF y conllevan una mejora significativa en la operación, pero no es una modificación requerida por motivos de seguridad, ya que las centrales contaban con unas ETF aprobadas que proporcionaban un adecuado nivel de seguridad. 

Los estándares de ETFM organizan el contenido en cinco capítulos, que se describen en la tabla 3. Las bases aplican a los capítulos 2 y 3. El capítulo 3 es el más extenso con diferencia de los cinco, comprendiendo aproximadamente el 75 % de las páginas de las ETFM y unas 94 CLO en un caso de una central PWR española.  

Migración a las ETFM de las centrales nucleares españolas 

• Los procesos de migración a las ETFM han sido, en general, largos y complicados, por los siguientes motivos principales: 
• La alta complejidad de los temas técnicos tratados
• La cantidad y variedad de la información tratada. Las ETFM, sus bases y el MRO, en sus diferentes revisiones, junto con los informes soporte del licenciamiento comprenden miles de páginas. Incluso si el diseño de las plantas es de la misma tecnología, como ocurre en las tres plantas y cinco reactores de Almaraz, Ascó y Vandellós II, en ocasiones se presentan diferencias significativas. 
• El numeroso personal y departamentos técnicos implicados tanto del CSN como de los titulares. 
• Las interacciones entre los titulares y el CSN, en forma de reuniones y comunicaciones técnicas. En el caso de la migración de Almaraz, Ascó y Vandellós II se han generado cientos de fichas de evaluación y resolución de discrepancias. 

En cuanto a la complejidad técnica, la migración a las ETFM no supone una tarea administrativa que implique la simple traslación de cada ETF existente a su ETFM. Tanto la elaboración por parte de las centrales como la evaluación por parte del CSN requiere un alto conocimiento técnico de los sistemas, de los análisis de seguridad aplicables y del diseño y funcionamiento de ETF y ETFM, dado que las centrales tienen especificidades, tanto en su diseño como en la redacción de las ETF, que hacen que la aplicación del estándar no sea en muchos casos directa. Por otro lado, en ocasiones los nuevos estándares conllevan novedades significativas cuyo impacto se debe analizar. 

A continuación se describen estos procesos de migración de ETF en las centrales nucleares españolas. 

Trillo

La central nuclear Trillo entró en operación en 1988. A diferencia del resto de reactores ubicados en España, de diseño americano, se trata de un reactor PWR suministrado por la empresa alemana Kraftwerk Union AG (KWU), cuyo diseño responde a una normativa de referencia diferente a la del resto de titulares.

La práctica alemana original era incluir los requisitos equivalentes a las ETF en el documento considerado como manual de operación. Sin embargo, en el permiso de explotación provisional concedido en diciembre de 1987 se incluyó la exigencia de disponer de unas ETF revisadas, que tuvieron un formato similar al del NUREG-0452, estándar de ETF de EE. UU., previo a las mejoradas. Para dicha primera versión la central consultó con el TÜV-Stuttgart para confirmar que todos los sistemas sujetos a ETF, así como la aplicación de acciones asociadas a su inoperabilidad y el alcance y la periodicidad de las pruebas periódicas de los mismos, coincidían con los requeridos por la especificación de seguridad en las centrales alemanas. 

En 1991, el CSN requirió a la central nuclear Trillo una revisión global de las ETF. Esta revisión tomó como referencia de formato, reglas de uso y organización el estándar de ETFM NUREG-1431 en su revisión 0, con la particularidad de que incluyó un capítulo 5 de “Bases de las CLO y RV”, relegando al capítulo 6 las normas administrativas. En estas nuevas ETF se mejoraron las especificaciones relativas a la mayoría de los sistemas, destacando la ampliación realizada sobre las correspondientes al sistema de protección del reactor y al sistema de limitación. La revisión general de las ETF de Trillo entró en vigor en noviembre de 2000. 

Tras la entrada en vigor de la IS-32, el titular presentó a finales del 2012 una propuesta de modificación de las ETF, para incluir el sistema de agua de alimentación de arranque y parada y el sistema de distribución de agua desmineralizada, por tratarse de sistemas significativos para el riesgo, según el criterio 4 del alcance definido en la IS-32. Por el mismo motivo, en 2021 el CSN aprobó la relocalización de ciertas especificaciones al MRO.

A pesar de que el formato y organización de las ETF de la central sea similar al del NUREG-1431 ya mencionado, su diferente diseño, normativa de referencia y análisis de accidentes no posibilitan la adaptación de muchos aspectos técnicos del estándar de ETF, como por ejemplo las acciones asociadas a la inoperabilidad de ESC. Así, en la instalación los sistemas de salvaguardias tecnológicas constan de 22 | alfa 57 cuatro subsistemas separados y redundantes, con capacidad del 50 %, a diferencia del diseño americano que opta por sistemas constituidos por dos subsistemas independientes con capacidad del 100 %. 

Santa María de Garoña y Cofrentes

Las centrales nucleares Santa María de Garoña y Cofrentes son reactores de tecnología BWR/3 y BWR/6 de General Electric, respectivamente. La primera entró en operación en 1971 y actualmente está en fase de desmantelamiento, mientras que la segunda entró en operación en 1985.  

En 1988 el grupo de propietarios españoles de reactores BWR (GPE-BWR), formado por estas dos centrales, presentó al CSN el programa de mejora de ETF y en 1990 realizó su lanzamiento. Poco después, la NRC emitió los estándares de ETFM NUREG-1433 y NUREG-1434 de estas tecnologías, cuya revisión 1, publicada en 1994, serían los documentos de referencia para la migración a las ETFM.  

Entre 1992 y 1996 se mantuvieron reuniones sobre diferentes propuestas de secciones de las ETF remitidas por el GPE-BWR y evaluadas preliminarmente por el CSN. En 1996, el CSN editó una guía de evaluación que indicaba la documentación requerida, los criterios de evaluación, el contenido de los informes y los plazos previstos. En dicha guía se identifica, para cada especificación, el área técnica del CSN responsable para la evaluación y aceptación de la propuesta. 

En junio de 2003 las ETFM entraron en vigor en Cofrentes y en abril de 2004 en Santa María de Garoña. En ambos casos, como consecuencia de la adaptación a los NUREG mencionados, se relocalizaron algunas especificaciones a otros documentos externos, como es el caso del MRO.  

Actualmente y tras la transferencia en 2023 de la titularidad de Santa María de Garoña a Enresa, dicha instalación está en fase de desmantelamiento. A requerimiento del CSN se han emitido las ETF para la fase 1 del desmantelamiento. Para la elaboración de dichas especificaciones no hay un estándar de referencia, por lo que se han adaptado las especificaciones anteriores a las nuevas circunstancias. 

Almaraz, Ascó y Vandellós II

Las centrales nucleares de Almaraz, Ascó y Vandellós II, comparten la misma tecnología de PWR Westinghouse de EE. UU. Sus reactores entraron en operación en 1981 y 1983 (Almaraz), 1984 y 1986 (Ascó) y 1988 (Vandellós II). Desde el origen de su explotación comercial tuvieron unas ETF basadas en el estándar de ETF inicial NUREG-0452. 

Respondiendo a una iniciativa del CSN, Almaraz primero y posteriormente Ascó y Vandellós II presentaron en 2010 al CSN planes de trabajo para abordar el proceso de migración de sus ETF, tomando como referencia la revisión 3 del estándar de ETFM de su tecnología, el NUREG-1431. En 2011 el CSN emitió la IS-32 sobre ETF que establecía los 4 criterios ya mencionados. 

En julio de 2015, el CSN emitió el documento de términos de referencia para la evaluación de las ETFM, en el que se establecía una propuesta de constitución de un grupo de evaluación (GTEM), el proceso para canalizar la interacción con las distintas áreas, los criterios preliminares y las características generales de la evaluación. Uno de los criterios fue garantizar la mayor homogeneidad posible entre las ETFM de las tres centrales.

Este grupo, compuesto por tres técnicos de diferentes áreas, coordinó y realizó la mayor parte de la evaluación de las tres centrales en paralelo. En los casos necesarios, el grupo transmitía y documentaba las consultas de la evaluación a otras áreas y técnicos del CSN. 

En 2016 se estableció la guía de evaluación del proceso que desarrolló los criterios y las fases secuenciales del proceso de evaluación hasta la solicitud formal al Ministerio. Especialmente relevante era la necesidad de llevar a cabo un periodo de coexistencia de las ETFM, aprobadas previamente en las fases 1 y 2 por el grupo de evaluación, con las ETF vigentes. El objetivo era confirmar la idoneidad de dichas ETFM, que el personal de planta se familiarizara con los nuevos documentos y que se validaran los procedimientos asociados a los requisitos de vigilancia. Este periodo de coexistencia debía incluir al menos una parada de recarga, ya que ciertas ETF solo aplican en esta situación. 

En la primera fase, que abarcó el periodo 2015-2018, se evaluaron las revisiones iniciales de las ETFM, de las bases y del MRO, y se generó un primer informe de evaluación para cada central, que contenía los comentarios que reflejaban el dialogo entre el CSN y el titular sobre distintos aspectos técnicos y los formatos con las comprobaciones de cada ETF, que aseguraban un proceso de revisión sistemático. En esta etapa se mantuvieron reuniones con los titulares de las tres instalaciones con el objeto de tratar aspectos técnicos y unificar las tres propuestas. 

La segunda fase tuvo lugar entre 2019 y 2020, y supuso la evaluación de las revisiones 1 y 2 de la documentación anteriormente indicada, que incorporaban los cambios derivados de la fase anterior. Incluyó adicionalmente el resultado del análisis de incertidumbres de parámetros de ETF, en aplicación de los artículos 6.2 y 8.4 de la IS-32. Todo este proceso se documentó para cada titular entre 2020 y 2021 en un informe y una nota de evaluación. Como resultado de esta fase el titular desarrolló la documentación correspondiente que se utilizó en el periodo de coexistencia, que incluía las ETFM y sus bases, el MRO y los nuevos procedimientos de vigilancia y prueba que se utilizaron conjuntamente con los vigentes. 

En esta segunda fase se actualizó la composición del GTEM. Durante este proceso, los nuevos técnicos tuvieron el soporte de los anteriores miembros, que transmitieron la información asociada a la fase previa de la evaluación, todo ello enmarcado en un proceso de renovación y formación dentro del CSN. 

En Almaraz el periodo de coexistencia en planta de las ETF vigentes y de las ETFM tuvo lugar entre febrero y septiembre de 2020, mientras que en el caso de Ascó y Vandellós II se realizó entre enero y diciembre de 2021. Como resultado de estos procesos los titulares emitieron informes soporte analizando los resultados y la afectación sobre los procedimientos de vigilancia que se habían validado. 

En febrero de 2021, Almaraz remitió al Ministerio para la Migración Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD) la solicitud de migración con la revisión 3 de las ETFM, sus bases y el MRO. Por su parte, Vandellós II y Ascó remitieron al CSN una revisión adicional de las ETFM en abril de 2022 y enviaron las solicitudes al MITERD en octubre y noviembre de 2022 respectivamente. 

Las anteriores solicitudes, junto con las modificaciones remitidas al Ministerio posteriormente, dieron lugar para cada central a los informes finales de evaluación, en los que se tomó como punto de partida el trabajo realizado en las fases anteriores del proceso de evaluación. 

La solicitud de migración a las ETFM de las dos unidades de Almaraz fue aprobada por el MITERD en marzo de 2022 y las ETFM entraron en vigor sustituyendo a las ETF existentes 3 meses después. En el caso de Vandellós II la aprobación se produjo en junio de 2023 y las ETFM entraron en vigor en septiembre de 2023. 

Para evitar posibles interferencias de la implantación de las ETFM en el desarrollo de las recargas, Ascó solicitó que la entrada en vigor de las ETFM tuviera lugar simultáneamente para ambas unidades tras la recarga del grupo 2 de finales de 2023. En este sentido, en febrero de 2024 el CSN ha informado favorablemente al MITERD sobre la solicitud de migración de las ETFM, y está prevista su entrada en vigor a mediados del 2024. 

Durante las diferentes fases del proceso los titulares debieron revisar la documentación, incluyendo los cambios derivados de la evaluación del CSN, pero también otros debidos a procesos de licenciamiento simultáneos derivados de nuevos requisitos reguladores, cambios normativos o a modificaciones implantadas. 

Al tratarse de un proyecto singular, los titulares han desarrollado planes de implantación de las ETFM, programas de garantía de calidad específicos y procedimientos internos para abordar la actualización de su documentación, y han considerado la experiencia operativa de las centrales nucleares españolas, así como de la industria de EE. UU. Adicionalmente, han actualizado los planes de formación y entrenamiento del personal con y sin licencia de operación de cara a la entrada en vigor de las ETFM.  

Aspectos técnicos singulares de la migración a las ETFM  

A continuación se resumen algunas de las causas de diferencias de las ETFM respecto al estándar de referencia, comunes a las tres centrales durante la migración:

• Incompatibilidad con la normativa nacional. Por ejemplo, la IS-32 no admite cambiar la planta a un modo operativo superior amparándose en un análisis de riesgo ante el no cumplimiento de una CLO. En caso de descubrirse que no se ha realizado un requisito de vigilancia, tampoco pueden superarse las 24 horas para realizarlo.
• Diferencias de la normativa nacional respecto a la de EE. UU., que hacen necesario preservar requisitos existentes en las ETF. Este es el caso de mantener en las ETFM la obligación de llevar la planta a parada tras un terremoto de cierta magnitud o de notificar y enviar algunos informes especiales que no se encuentran en el estándar. 
• Aplicación diferente de los criterios de alcance de las ETF, como es el caso de las CLO que limitan el movimiento de cargas pesadas en el edificio de combustible o el tiempo mínimo tras la parada del reactor antes de poder mover combustible, que se han mantenido en las ETFM. 
• La preservación de algunas pruebas que no se encuentran en el estándar de las ETFM, como la medida de caudales de refrigeración de los equipos de salvaguardias. 
• Cambios a los estándares ya aprobados por la NRC, que se incluyeron en revisiones posteriores a la de referencia y que se han considerado aceptables por el CSN, como es el caso de una nueva CLO para los sumideros de contención o la posibilidad de modificar el estado final de la planta en la secuencia de parada bajo determinadas circunstancias.
• Cambios que por su complejidad y alcance no se incluyeron en las ETFM, como la adopción de la CLO 3.0.9, que permite gestionar en base a análisis de riesgo la inoperabilidad de equipos de las ETF cuando se debe a la indisponibilidad de barreras (de inundaciones, de incendios o de otro tipo). 

Conclusiones En 2024, todos los titulares de las centrales nucleares españolas de tecnología americana dispondrán de unas Especificaciones Técnicas de Funcionamiento Mejoradas aprobadas por el CSN, ajustadas al estado de arte, respetando las características particulares de cada una de las instalaciones. Además, los titulares contarán con unas bases detalladas, que aportan las justificaciones que soportan y facilitan la comprensión de cada especificación. Estos documentos se complementan con otros controlados por los titulares, a los que se trasladan los sistemas que no cumplen con los criterios de alcance de las ETF de la IS-32. 

La migración se ha apoyado en los estándares (NUREG-1431, 1433, 1434) emitidos por la NRC y ha supuesto un proceso complejo que se ha resumido en el presente artículo. 

En el caso de la central nuclear Trillo, por las singularidades de sus sistemas y de su normativa de referencia, las ETF se ajustan al estándar americano en cuanto al formato y cuentan con unas bases que justifican con detalle el contenido de las especificaciones. 

Cada proceso de migración y actualización de las especificaciones ha requerido revisar los contenidos del estándar, comparar y analizar el diseño y las ETF previas para finalmente adaptar el estándar ajustándolo a las particularidades de cada planta.

Todo el proceso de elaboración y evaluación de estas nuevas especificaciones ha requerido de un gran esfuerzo, tanto por parte de los titulares como por parte del CSN, y ha tenido una duración considerable. 

La migración ha supuesto la optimización de las ETF y una mejora en la operación de las centrales. El proceso se ha desarrollado manteniendo en todo momento un adecuado nivel de seguridad en las plantas, garantizado por las anteriores ETF.