Fukushima, robots para el interior del infierno - 1era parte

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​Tepco

​En este reportaje veremos uno de los mayores y más desconocidos retos tecnológicos de la ingeniería humana: la lucha por desarrollar ingenios capaces de adentrarse en uno de los entornos más hostiles y mortales imaginables por la mente humana.

Un lugar donde nada ni nadie podía acercarse sin recibir una dosis letal de radiación, el corazón de los rectores nucleares, uno de los escenarios más terroríficos que se puedan imaginar para la vida, peor incluso que el desolado vacio del espacio exterior.

Nada detiene a una barra de uranio

Tras la tremenda sacudida tectónica de Japón  del 11 de marzo de 2011, tan intensa como para cambiar el eje de la tierra casi cuatro pulgadas, y el gigantesco tsunami que golpeó la costa noreste del país nipón, llevando a la ruina radiactiva a la central nuclear de Fukusima Daiichi. Tres de los seis rectores de la planta energética, comenzaron a fundirse a causa de la destrucción de sus vitales sistemas de enfriamiento, se había desatado un verdadero infierno en el interior de esas unidades. ​

Tsunami impacta contra la central nuclear de Fukushima Daiichi. Tepco

Las  barras de combustible de uranio del interior de los reactores se comenzaron a derretir como insignificantes velas de cera, goteando hasta el fondo de los recipientes de contención de los reactores (PCV) en una masa incandescente lo suficientemente caliente como para disolver las paredes de acero que recubrían los recipientes a presión de los reactores (RPV). ​

Edificio destrozado tras la explosión de hidrógeno, se puede observar como la cúpula del reactor de color amarillo queda totalmente a la intemperie. Tepco

Durante años, no hubo manera de localizar los cientos de toneladas de combustible en el interior de los tres reactores de ebullición que habían sufrido el colapso de sus núcleos. No se sabía con certeza el estado y las condiciones del carburante de uranio, ni los daños estructurales sufridos en cada uno de los estanques, ya que nadie podía acercarse al corazón de los rectores sin recibir una dosis letal de radiación. Lo único que quedaba claro es que miles de litros de agua subterránea se filtraban a los reactores contaminándose con la radiación, era imperante acabar con esa situación.

​Abriendo y desmontando el reactor nuclear numero 6. Tepco

La solución más plausible y que lleva años intentando conseguir el gobierno de Japón y junto a la empresa energética responsable de la catástrofe TEPCO, era remover el combustible fundido de los reactores, pero para ello era necesario hacer un estudio de la situación de este para ser consciente de a lo que se enfrentaban.

Corazón del reactor nuclear número 6. Tepco
 
Para  darnos cuenta de la peligrosidad del las emisiones radioactivas y su poder destructivo en el cuerpo humano, debemos saber que una única dosis de 1 sievert por hora puede causar la enfermedad por radiación que provoca náuseas, vómitos y hemorragias. Tan solo una dosis de 5 sieverts por hora mataría aproximadamente a la mitad de las personas expuestas a esa dosis en el período  de un mes, mientras que la exposición a 10 sieverts por hora sería fatal en pocas semanas. ​

​Ejercicio de detección y descontaminación del personal de la planta nuclear. Tepco

Ante la imposibilidad de que el ser humano pudiera adentrase en las profundidades de los edificios siniestrados para saber la situación exacta del mortífero material radiactivo. Para llevar a cabo esta desafiante misión se dio paso a la utilización de la tecnología robótica más puntera, y de la que el país asiático es líder.

Esquivando la muerte y la destrucción

Pero esta solución no era tan fácil como aparentaba y pronto descubrirían las inmensas dificultades que acarreaba semejante reto. Los robots tenían que ser lo suficientemente ágiles como para evitar quedar atrapados entre los escombros y los obstáculos del lugar. Los muros de una yarda de espesor amenazaban con bloquear las señales inalámbricas y los altos niveles de radiación gamma podían destruir en horas los semiconductores que servirían de cerebro al robot u otros elementos eléctricos y electrónicos necesarios para su desplazamiento y comunicación, de hecho, cuanto mayor es la precisión de los dispositivos, menor es su tolerancia a la radiación. 

El robot serpiente

Tras un arduo proceso de desarrollo a contra reloj en abril del 2015 comenzó la hazaña de introducir en el corazón del reactor 1, dos pequeños robots cilíndricos que debían reptar por el interior de la maltrecha bodega de metal hasta identificar visualmente y a través de mediciones el combustible atómico fundido.

Robot PMORPH, también llamado robot serpiente. Tepco

​Se trataba de un dispositivo de estructura metamórfica, llamado “PMORPH" y desarrollado por IRID (Instituto Internacional de Investigación para el Desmantelamiento Nuclear) e Hitachi-GE Nuclear Energy, tenía la peculiaridad de poder moverse en forma de I, de L y de U para sortear las estructuras internas de los recipientes de contención de los reactores (PCV).
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En total, el robot de inspección de 10 cm de diámetro, 60 cm de largo y  7,5 kilos de peso, contaba con cinco cámaras y un cabrestante para subir y bajar un sensor, que estaba equipado con un dosímetro, un LED y una cámara subacuática de alta resistencia a la radiación.

Infografía del recorrido que debió realizar el robot PMORTH sobre la plataforma de rendija del pedestal en el interior de la vasija del reactor. Tepco

La vasija de contención primaria es una gigantesca estructura de metal y hormigón con forma de matraz y fondo esférico. En el núcleo de esta, hay un recinto cilíndrico de hormigón conocido como pedestal en el que se aloja la vasija de presión del reactor.
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Para penetrar en las gruesas paredes de la vasija de contención primaria, el equipo de TEPCO utilizó un conducto ya existente que recibe el nombre de X-6, una tubería de unos 60 centímetros de diámetro que atraviesa la voluminosa pared de la parte inferior de la vasija. Esta tubería está conectada con el riel de mantenimiento (a menudo llamado riel CRD), un puente de 60 centímetros de ancho y 7,2 metros de largo, utilizado para reemplazar componentes del reactor y que conduce una plataforma circular hecha con una rejilla de metal justo debajo de la vasija de presión del reactor.

El dispositivo, estaba diseñado para arrastrarse a modo de serpiente a través de la tubería X-6, que normalmente está sellada con un grueso tapón de acero al que se le tuvo que hacer un agujero de 11,6 cm de diámetro. Desde allí, el dispositivo debería recorrer los más de siete metros del riel hasta colgar y descender a la plataforma de rejilla justo debajo de la base del núcleo del reactor, el área conocida como el pedestal.

Infografía sobre la estructura del reactor de ebullición de Fukushima Daiichi. Tepco.

Una vez llegado al pedestal, el robot se transformaría en un explorador en forma de U, capaz de capturar imágenes en vivo del reactor, registrar niveles de temperatura y radiación y luego transmitir toda esa información a la estación de control fuera del edificio, arrojando datos precisos sobre la ubicación y las condiciones del material de uranio.

La barrera invisible

Sin embargo, un duro revés le esperaba al equipo de 40 trabajadores encargados de guiar al pequeño dispositivo en esta abrupta misión. El primer robot encargado de inspeccionar las oscuras y letales entrañas del reactor se detuvo cuando ni siquiera había completado dos tercios de su tarea, recorriendo sólo unos diez metros. ​

​Robot PMORPH sobre la plataforma de rejilla en el interior de pedestal del reactor. Tepco.
 
Ante la incredulidad de lo ocurrido, los responsables de TEPCO decidieron mandar un segundo dispositivo que corrió la misma suerte que su predecesor. A las pocas horas de estar en el recipiente de contención, perdió parcialmente su campo de visión debido a la radiación y finalmente también quedó abandonado en el corazón humeante del reactor. Las imágenes del segundo robot no dejaban cabida a suposiciones: el primer dispositivo se había quedado atascado en la rejilla del PCV debido a que un objeto caído interrumpió su trayectoria y este no pudo avanzar.
Con el paso de las horas el equipo responsable de adentrarse en el corazón de las tinieblas fue tomando poco a poco conciencia del infernal reto al que se enfrentaban entre aquel amasijo de hierros retorcidos a modo de letal trampa.

Imagen captada por un segundo robot PMORPH de reconocimiento donde se puede ver como la cabeza del robot 1 quedó bloqueada por algún escombro de gran tamaño. Tepco
 
Por suerte, aunque todo apuntaba que había sido una misión totalmente fallida, los datos recogidos por ambos robots resultaban reveladores.. Las imágenes transmitidas por las cámaras de los pequeños dispositivos mostraban como un vapor blanquecino se elevaba entre las corroídas ranuras de las rejillas de ennegrecido interior del reactor. Mientras el robot maniobraba lentamente alrededor de escombros que parecían pequeñas rocas y piezas metálicas, la grabación se distorsionada por numerosos puntos blancos que se cree eran producto de la intensidad de los rayos gamma. ​

​Por suerte parecía que los niveles de radiación y temperatura eran específicamente más bajos de lo esperado. Éstos oscilaron continuamente entre los 7 y hasta 9,7 Sievert y la temperatura no rebasó  los 20,2 grados, un tranquilizador indicador de que los sistemas de refrigeración funcionaban de manera efectiva. Aún así, los dispositivos serpiente no habían conseguido culminar su tarea primordial, encontrar y visualizar el  combustible nuclear de uranio.

El nivel record de radiación en Fukushima

A comienzos del 2017 con las experiencias anteriores de referencia y los datos obtenidos, TEPCO estaba preparada para retomar la difícil misión de conquistar las entrañas de otro de los reactores destruidos, el número 2. El edificio de este reactor no había explotado a diferencia de los otros dos recipientes de contención cuyo núcleo había colapsado, así que toda la carga radioactiva aún se encontraba en su interior.
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La empresa energética nipona estaba decidida y seguros de sus predicciones, así que el a finales de enero comenzaron los preparativos. Los ingenieros mandaron un pequeño pero potente robot de limpieza a control remoto para inspeccionar y despejar la zona inicial del recorrido, antes de que otro robot especializado realizarse un examen más exhaustivo del desolado interior del reactor.

Robot de limpieza. Tepco

Infografía del robot de limpieza. Tepco

Era la primera vez que una cámara se adentraba en el alma del reactor de la unidad 2 desde el fatídico 11 de marzo de 2011. El objetivo de este avanzado dispositivo, equipado con una bomba de agua de alta presión y una cámara diseñada para soportar hasta 1.000 sieverts de exposición acumulada, era limpiar los restos fundidos del aislamiento de los cables, una aglomeración plástica de hasta 2 cm de espesor, que se había acumulado en los 7 metros de largo del carril que conducía al pedestal.
 
Incluso con trajes completos de protección, los trabajadores debían separarse en grupos ya que sólo podían pasar unos minutos cerca de la estructura, trabajando bajo la luz de las linternas entre matorrales de máquinas, tuberías y cableados. Cuando un equipo absorbía su dosis diaria de radiación máxima permitida, eran reemplazados por otro grupo. ​

​Después de varias  horas de intenso trabajo, las dos cámaras del robot comenzaron a desarrollar repentinamente un intenso ruido y sus imágenes se oscurecieron rápidamente hasta que la señal se perdió por completo. Por fortuna, los operadores del dispositivo lo consiguieron sacar antes de perder totalmente el control y no se convirtió en otro dispositivo varado en las profundidades del buque de hormigón y acero.
 
El fallo del robot no dejaba lugar a la duda, los niveles de radiación habían alcanzado los 530 sieverts por hora, el récord máximo de la central de Fukushima. Eso es menos de una décima parte de los niveles de radiación dentro de un reactor en funcionamiento, pero aún así mataría a una persona de manera ipso facta.

​Destrozos y orificio en la plataforma de rejilla del reactor 2. Tepco
 
Las imágenes captadas mostraron un escenario apocalíptico, las estructuras sehabían transformado en un amasijo de material fundido cubierto, posiblemente de combustible nuclear deshecho. Parte de la plataforma de rejilla estaba disuelta formando un agujero de unos dos metros de diámetro. Definitivamente, la situación debía ser reevaluada por los expertos.
 
El robot Escorpión

A los pocos días, tras la muerte del anterior robot en su segunda incursión el 9 de febrero de 2017, la gran tenacidad de la cultura japonesa hizo que finalmente los ingenieros se aventuraron a mandar rumbo a la derruida cámara acorazada a uno de los robots más que más miradas y flashes había captado, debido a su peculiar morfología.
El robot escorpión, así lo apodaron, se trataba de un dispositivo de investigación autopropulsado creado conjuntamente por Toshiba y el IRID (Instituto Internacional de Investigación para el Desmantelamiento Nuclear). 

​Robot Autopropulsado comúnmente llamado Robot Escorpión. Tepco

El robot escorpión, comúnmente llamado, se trataba de un dispositivo de investigación autopropulsado de unos 54 centímetros de largo y unos 9 centímetros de alto y ancho, capaz de soportar hasta 1000 Sievert por hora. Equipado con un dosímetro, un termómetro, 2 cámaras CCD y luces LED, su característico nombre provenía de la capacidad para levantar su extremo posterior al igual que los escorpiones lo hacen con su cola cuando se ven amenazados y van a atacar. De esta forma, el dispositivo lograba ampliar el espectro de grabación con la cámara trasera mientras arrojaba un potente haz de luz al entorno, también era una manera de poderse propulsar adelante y hacia atrás en las superficies de mayor dificultad.

A pesar de la espectacularidad del robot, las esperanzas de equipo nuevamente se vieron truncadas cuando el dispositivo quedó atascado en el fárrago de material fundido del final del riel a las dos horas de comenzar la malograda misión. Pocos datos se pudieron recabar, pero con las imágenes tomadas por ambas exploraciones se pudo hacer una espeluznante reconstrucción del lugar.
 
Quedaba claro que las temperaturas en el interior del reactor habían alcanzado niveles tan ingentes, que el material radiactivo derretido había deshecho gran parte de la rejilla del pedestal al gotear hasta el fondo del recipiente de contención. Todo era un amasijo corroído de metal y combustible de uranio fundido.

Reconstrucción fotográfica de todas las imágenes tomadas por el Robot Escorpión, en el podemos observar las deformaciones en la plataforma de rejilla del pedestal del reactor 2. Tepco.

Ahora eran más conscientes que nunca de la magnitud del desastre, pero había que añadir un problema adicional, toda la tecnología desarrollada por el ser humano no podía ni siquiera atisbar los límites del dantesco escenario nuclear que se había producido y mucho menos recuperar el peligroso combustible que lo alimentaba.
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Se enfrentaban a un nuevo desafío técnico desconocido, jamás ningún pronóstico previo anticipó semejante situación y ahora la tecnología debía dar soluciones y cerrar las puertas al diablo jugando en su terreno.
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Autor: Belén Higueras

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