Ética de la ingeniería: estudio de caso de Chernobyl
El desastre de Chernobyl fue un accidente nuclear que ocurrió en Chernobyl Nuclear Power Plant el 26 de abril de 1986. Una fusión nuclear en uno de los reactores provocó un incendio que envió una nube de lluvia radiactiva que finalmente se extendió por toda Europa.
La planta del reactor nuclear de Chernobyl, construida a orillas del Pripyat río de Ukraine, tenía cuatro reactores, cada uno capaz de producir 1.000 MW de energía eléctrica.
En la noche de April 25th 1986, un grupo de ingenieros, planeó un experimento de ingeniería eléctrica en el Reactor Número 4. Con su escaso conocimiento sobre física nuclear, pensaron en experimentar cuánto tiempo girarían las turbinas y suministrarían energía a las bombas de circulación principales después de una pérdida de suministro eléctrico principal.
A continuación se muestra una imagen de la central nuclear de Chernobyl.
¿Qué llevó al desastre?
Veamos ahora qué llevó al desastre.
La unidad 4 del reactor debía cerrarse para el mantenimiento de rutina el 25 de abril de 1986. Sin embargo, se decidió aprovechar esta parada para determinar si, en el caso de una pérdida de energía de la estación, la turbina en desaceleración podría proporcionar suficiente energía eléctrica. para operar las bombas de circulación de agua de refrigeración del núcleo principal, hasta que el suministro de energía de emergencia diésel esté operativo. El objetivo de esta prueba fue determinarwhether cooling of the core could continue in the event of a loss of power.
Debido a la idea errónea de que este experimento pertenece a la parte no nuclear de la central eléctrica, se llevó a cabo sin un intercambio adecuado de información entre el departamento de pruebas y el departamento de seguridad. Por lo tanto, la prueba comenzó con precauciones de seguridad inadecuadas y el personal operativo no fue alertado sobre las implicaciones de seguridad nuclear de la prueba eléctrica y su peligro potencial.
El experimento
Según la prueba prevista, el Emergency Core Cooling System (ECCS) del reactor, que proporciona agua para enfriar el núcleo del reactor, se cerró deliberadamente.
Para que se lleve a cabo la prueba, el reactor debe estabilizarse en aproximadamente 700-1000 MW antes de apagarlo, pero se redujo a 5000 MW debido a algún fenómeno operativo. Posteriormente, el operador que trabajaba en el turno de noche cometió un error al insertar las varillas de control del reactor hasta el momento. Esto hizo que el reactor entrara en un estado de casi apagado, lo que redujo la producción de energía a alrededor de 30 MW.
Dado que esta baja potencia no fue suficiente para realizar la prueba y hará que el reactor sea inestable, se decidió restaurar la potencia extrayendo las barras de control, lo que hizo que la potencia se estabilizara en 200 MW. En realidad, esto fue una violación a la ley de seguridad, debido a lapositive void co-efficiencydel reactor. El coeficiente de vacío positivo es el número creciente de reactividad en un reactor que se transforma en vapor. Se decidió realizar la prueba a este nivel de potencia.
En realidad, los reactores eran muy inestables a bajo nivel de potencia, principalmente debido al diseño de la barra de control y los factores de coeficiente de vacío positivo que aceleraban la reacción en cadena nuclear y la potencia de salida si los reactores perdían agua de refrigeración.
La siguiente imagen muestra el reactor 4 donde se realizó el experimento. Esta foto fue tomada después de que todo fue restaurado.
A las 1:23, el 26 de abril º 1986, los ingenieros continuaron con su experimento y apagar el motor de turbina para ver si su hilado inercial accionaría bombea agua del reactor. De hecho, no accionó adecuadamente las bombas de agua y sin el agua de refrigeración, el nivel de potencia en el reactor aumentó.
Las bombas de agua comenzaron a bombear agua a un ritmo más lento y, junto con la entrada al núcleo de agua de alimentación ligeramente más caliente, pueden haber causado ebullición (formación de vacíos) en la parte inferior del núcleo. Esto, junto con la quema de xenón, podría haber aumentado el nivel de potencia en el núcleo. Luego, el nivel de potencia se aumentó a 530 MW y siguió aumentando. Los elementos combustibles se rompieron y dieron lugar a la generación de vapor, lo que aumentó el coeficiente de vacío positivo, lo que resultó en una alta potencia de salida.
La salida de alta potencia alarmó a los ingenieros que intentaron insertar las 200 barras de control, que es un procedimiento convencional que se realiza para controlar la temperatura central. Pero estas varillas se bloquearon a mitad de camino, debido a su diseño de punta de grafito. Entonces, antes de que las varillas de control con su material absorbente de cinco metros, pudieran penetrar el núcleo, 200 puntas de grafito ingresaron simultáneamente al núcleo, lo que facilitó el aumento de la reacción, provocando una explosión que voló la tapa de acero y hormigón pesado de 1.000 toneladas del reactor, atascando consecuentemente las barras de control, que estaban a la mitad del reactor. A medida que las tuberías del canal comienzan a romperse, se produce una generación de vapor en masa como resultado de la despresurización del circuito de refrigeración del reactor.
Como resultado, se reportaron dos explosiones. El primero fue la explosión de vapor inicial. Finalmente, después de dos o tres segundos, se produjo una segunda explosión, que podría deberse a la acumulación de hidrógeno debido a las reacciones de vapor de circonio.
Todos los materiales como combustible, moderador y materiales estructurales fueron expulsados, iniciando una serie de incendios y el núcleo destruido quedó expuesto a la atmósfera. En la explosión y el incendio subsiguiente, más de 50 toneladas de material radiactivo se liberaron a la atmósfera, donde fue transportado por las corrientes de aire. Esto fue 400 veces la cantidad de materiales radiactivos liberados en el momento del bombardeo de Hiroshima.
Efectos fatales del desastre
El desastre de la planta de energía nuclear de Chernobyl en Ucrania es el único accidente en la historia de la energía nuclear comercial que ha causado muertes por radiación.
Hubo muchos efectos fatales debido a la radiación liberada. Algunos de los efectos se enumeran a continuación:
Dos trabajadores habían muerto. Uno se quemó inmediatamente después del accidente, mientras que el otro fue declarado muerto en el hospital pocas horas después de su ingreso.
28 trabajadores de emergencia y personal murieron dentro de los 4 meses posteriores al accidente debido a las quemaduras térmicas y el efecto de la radiación en sus cuerpos.
Este accidente generó 7.000 casos de cáncer de tiroides.
El síndrome de radiación aguda (ARS) se diagnosticó en 237 personas, que estaban en el lugar y participaron en la limpieza.
La tierra, el aire y el agua subterránea estaban todos contaminados en gran medida.
La exposición directa e indirecta a la radiación dio lugar a muchos problemas de salud graves como el síndrome de Down, aberraciones cromosómicas, mutaciones, leucemia, cáncer de tiroides y anomalías congénitas, etc.
Varias plantas y animales enfrentaron la destrucción como efecto secundario.