Los sistemas hidráulicos de las centrales nucleares funcionan en condiciones en las que el fallo simplemente no es una opción. Los sistemas hidráulicos de las barras de control, los actuadores de las válvulas de seguridad y los mecanismos de parada de emergencia deben responder dentro de límites de tiempo estrictamente definidos, y el fluido de trabajo en todos estos sistemas es el aceite hidráulico. Por ello, la purificación del aceite hidráulico en centrales nucleares no es una tarea rutinaria de mantenimiento, sino un requisito fundamental de seguridad, directamente relacionado con la fiabilidad del reactor y el cumplimiento de los requisitos reglamentarios.
A diferencia de las instalaciones industriales, donde el aceite contaminado provoca principalmente desgaste de los equipos y paradas no planificadas, en una central nuclear las consecuencias afectan directamente a la capacidad de control del reactor. Las partículas menores de 8 micras, invisibles a simple vista e indetectables mediante los filtros integrados convencionales, se acumulan con el tiempo en los orificios de las válvulas de precisión y en los componentes de los actuadores, aumentando los tiempos de respuesta y elevando la probabilidad de fallos de accionamiento. La humedad favorece la corrosión y el crecimiento microbiológico. El aumento de la acidez del aceite ataca desde el interior las superficies metálicas y las juntas de goma. Estos tres problemas se desarrollan de forma gradual y silenciosa, por lo que la supervisión sistemática del estado del aceite y su tratamiento son imprescindibles y no una opción.

Sistemas que dependen de un aceite hidráulico limpio

Tres categorías de equipos en las centrales nucleares son especialmente sensibles a la calidad del aceite.
Los sistemas hidráulicos de las barras de control regulan la reacción nuclear en cadena mediante la inserción o extracción de las barras de control. Cualquier retraso en la respuesta causado por un aceite viscoso y contaminado afecta directamente a la gestión de la potencia del reactor y, de manera crítica, al SCRAM, la secuencia de parada de emergencia.
Los actuadores de los sistemas de seguridad incluyen los sistemas de refrigeración de emergencia del núcleo y las válvulas de aislamiento del edificio de contención. Estos componentes deben activarse dentro de los tiempos de calificación establecidos, independientemente de las condiciones de funcionamiento de la planta. El deterioro del aceite hidráulico es una de las causas más frecuentes de accionamientos lentos o fallidos en sistemas clasificados como de seguridad.
Los actuadores de válvulas presentes en los circuitos primario y secundario requieren un posicionamiento preciso y una respuesta rápida. Los depósitos de lodos en los asientos de las válvulas y en los orificios de control provocan directamente fugas, posicionamientos erráticos y un aumento de la frecuencia de mantenimiento.

Tipos de aceite hidráulico utilizados en centrales nucleares y compatibilidad de los equipos

No todos los aceites hidráulicos utilizados en las instalaciones nucleares son iguales, y esta diferencia es fundamental al seleccionar los equipos de purificación.
Las centrales nucleares utilizan varias categorías de fluidos hidráulicos según el sistema y su clasificación de seguridad. Los aceites minerales, derivados refinados del petróleo, son los más utilizados en circuitos hidráulicos de uso general, en algunos sistemas de accionamiento de barras de control y en actuadores de válvulas donde el riesgo de incendio se controla por otros medios. Los fluidos hidráulicos sintéticos y los fluidos resistentes al fuego, especialmente los aceites a base de ésteres fosfato, se emplean en sistemas donde la proximidad a superficies de alta temperatura o a fuentes de ignición hace que la inflamabilidad sea un factor importante; ciertos sistemas de control de turbinas y algunos actuadores relacionados con la seguridad pertenecen a esta categoría. También se utilizan fluidos a base de agua y glicol en aplicaciones específicas.
Esto es especialmente importante para la purificación del aceite hidráulico en centrales nucleares, ya que los equipos de purificación no son compatibles con todos los tipos de fluidos. Los ésteres fosfato, por ejemplo, requieren equipos específicos con juntas, materiales filtrantes y materiales de construcción compatibles. Las unidades diseñadas para aceite mineral pueden resultar dañadas al entrar en contacto con estos fluidos, y la contaminación cruzada entre diferentes tipos de aceite puede destruir tanto el fluido como los componentes lubricados.
Las unidades GlobeCore de las series CMM-LT y CMM-R están diseñadas exclusivamente para aceites minerales con una viscosidad cinemática no superior a 70 cSt. Antes de instalar cualquier unidad GlobeCore de purificación en una central nuclear, es imprescindible confirmar el tipo de fluido presente en el sistema objetivo mediante la documentación del equipo o un análisis de laboratorio. El uso de equipos para aceite mineral con fluidos incompatibles dañará la unidad, contaminará el sistema y podría comprometer componentes clasificados como de seguridad.
En las centrales nucleares donde coexisten sistemas con aceite mineral y sistemas con fluidos resistentes al fuego, deben mantenerse equipos de purificación independientes para cada tipo de fluido, claramente identificados y sujetos a controles administrativos que impidan su uso cruzado.

Equipos para la purificación del aceite hidráulico en centrales nucleares

Un tratamiento eficaz combina tres procesos complementarios, cada uno dirigido a un tipo diferente de contaminación.
La filtración elimina partículas sólidas, como partículas metálicas de desgaste, residuos de óxidos y otros sólidos, mediante elementos filtrantes de varias etapas con capacidades de 5, 3, 1 o 0,3 micras. Los sistemas hidráulicos nucleares suelen requerir una limpieza equivalente a ISO 4406 Clase 12 o superior. Los filtros estándar del sistema, con capacidades de 8 a 25 micras, dejan sin tratar el intervalo de tamaños de partículas más perjudicial, por lo que es imprescindible utilizar equipos de purificación específicos.
La deshidratación al vacío elimina el agua libre y disuelta. El aceite calentado entra en una columna de vacío donde la humedad y los gases disueltos se separan bajo presión reducida y son evacuados. Este proceso restaura simultáneamente las propiedades anticavitación del aceite y elimina los gases responsables del ruido de las bombas, la inestabilidad de presión y la aceleración de la oxidación.
La regeneración por adsorción corrige la acidez del aceite. A medida que el aceite hidráulico envejece, la oxidación genera compuestos ácidos que degradan tanto el aceite como los componentes que protege. Al hacer pasar el aceite por columnas con materiales adsorbentes, como la tierra de Fuller, estos subproductos ácidos y los compuestos responsables del color son eliminados selectivamente, restaurando el Número Total de Acidez (TAN) hasta valores cercanos a los de un aceite nuevo. Algunas unidades también permiten reintroducir aditivos inhibidores después de la regeneración, restaurando completamente el paquete protector del aceite.

Serie CMM-LT: filtración, deshidratación y desgasificación

Las unidades CMM-LT realizan la parte mecánica y física de la purificación del aceite hidráulico en centrales nucleares: eliminación de partículas, secado y desgasificación en un solo paso. El aceite entra a través de un prefiltro de 200 micras bajo vacío, pasa por una columna de vacío calentada donde la humedad y los gases se separan sobre un relleno especial, y sale a través de elementos filtrantes de hasta 0,3 micras. La limpieza alcanzada corresponde a ISO 4406 Clase 12-14.
Las unidades son compactas y están montadas sobre ruedas, lo que facilita su utilización directamente junto a los equipos dentro de la planta. Un sistema de vacío de dos etapas, formado por una bomba de prevacío y una bomba de refuerzo, genera el vacío profundo necesario para una deshidratación eficaz. El sistema de seguridad incluye sensores de nivel en la columna de vacío, un sistema de supresión de espuma para aceites muy contaminados, un sensor de fugas de aceite en la bandeja de recogida y dos trampas de aceite que protegen el circuito de vacío frente al arrastre de aceite.
⚠ Importante: las unidades de la serie CMM-LT están diseñadas únicamente para aceites minerales con una viscosidad máxima de 70 cSt. No son aptas para fluidos hidráulicos sintéticos, a base de ésteres ni resistentes al fuego.

Serie CMM-R: eliminación de acidez y regeneración del aceite

Cuando la acidez del aceite supera los límites aceptables, las unidades de regeneración CMM-R restauran sus propiedades químicas mediante adsorción. El aceite pasa a través de columnas adsorbentes que retienen productos ácidos de degradación, compuestos polares y sustancias responsables de la decoloración. El adsorbente puede reactivarse térmicamente in situ entre 500 y 700 veces antes de ser sustituido, lo que equivale a varios años de funcionamiento. El adsorbente agotado no representa un peligro para el medio ambiente.
La gama incluye desde unidades compactas de funcionamiento manual (CMM-6R Lite y CMM-10R Lite) hasta modelos totalmente automáticos con secciones opcionales de desgasificación y control remoto (CMM-6R, CMM-12R y CMM-24R). La CMM-24R funciona de manera continua en modo paralelo: doce columnas regeneran el aceite mientras otras doce se reactivan, eliminando las interrupciones propias del funcionamiento cíclico.
⚠ Importante: las unidades de la serie CMM-R procesan únicamente aceites minerales con una viscosidad máxima de 70 cSt. Antes de su utilización, debe confirmarse su compatibilidad con las formulaciones específicas de aceites hidráulicos de grado nuclear.

Por qué esto es importante en una central nuclear

Las estadísticas del sector indican que entre el 20 % y el 25 % de los incidentes en equipos energéticos están relacionados con deficiencias en los sistemas de aceite. En una instalación nuclear, esta cifra tiene implicaciones mucho más allá de los costes de mantenimiento. El aceite hidráulico contaminado en un sistema relacionado con la seguridad constituye un fallo latente que puede permanecer oculto hasta que el sistema deba actuar en una situación de emergencia.
La purificación sistemática del aceite hidráulico en centrales nucleares, respaldada por un programa regular de toma de muestras y análisis del aceite, elimina esta categoría de riesgo. La combinación de la filtración y deshidratación mediante unidades CMM-LT con la eliminación de la acidez mediante unidades CMM-R proporciona a los operadores un ciclo completo de tratamiento que mantiene el aceite hidráulico dentro de las especificaciones durante toda su vida útil, reduce la frecuencia de sustitución del aceite y elimina una variable importante de la ecuación de fiabilidad de los sistemas críticos para la seguridad.