Los sarcófagos de Chernóbil: hitos de la ingeniería estructural

El poder del ser humano, el poder del ingeniero civil. Por lógica, ambos podrían equipararse, pero la historia nos ha demostrado que a veces hay límites que se rebasan. En este episodio de ingeniería civil que hoy vamos a relatar queda más que reflejado, pues marcó un antes y un después en la historia de la humanidad. El trágico accidente nuclear de Chernóbil, acaecido el 26 de abril de 1986 en la ciudad ucraniana de Pripyat, representa de forma descorazonadora y a la vez asombrosa el impacto que tiene una disciplina que a menudo es la única que puede reescribir nuestra historia.

Este 2021 se cumplen 35 años del desastre medioambiental más grande registrado hasta la fecha. Como sociedad, miramos atrás con muchas lecciones aprendidas, especialmente en términos de ingeniería civil. Y es que fue una catástrofe sin precedentes. En este artículo no vamos a centrarnos en los sucesos que propiciaron la explosión del reactor 4 de la planta nuclear de Vladímir Ilich Lenin, sino en las pruebas de fuego ingenieriles a las que centenares de profesionales y trabajadores se vieron sometidos. En primer lugar, repasaremos cómo se abordó la primera estructura, construida inmediatamente tras el incidente. En segundo lugar, nos detendremos en la denominada "Arca" o nuevo sarcófago, construido en 2016 como respuesta a los estragos estructurales que sufrió la primera cubierta protectora. Ambas construcciones, con sus respectivos contextos, pueden considerarse como hitos de la ingeniería estructural.

Primer sarcófago: estructura de hormigón y acero como aislante del reactor

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Para empezar a hablar de la concepción de esta estructura, conviene dar algunos datos acerca de la radiación y las magnitudes catastróficas que se derivaron del accidente. Para que nos hagamos una idea, se estima que la cantidad de materiales radioactivos y/o tóxicos que se liberaron tras la explosión fue 500 veces mayor que la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945. Expuesto de otra manera: el estallido del reactor conllevó la evacuación de urgencia de 116.000 personas y disparó la alarma internacional con la detección de radiación en hasta 13 países cercanos de en derredor. Para hacer frente a este escenario se requería de una super estructura, en cualquier caso compleja por sus inhóspitos y frágiles cometidos. Mapa de la zona del accidente, con las áreas de exposición representadas (fuente: Wikimedia) Dicho lo cual, el objetivo número 1 con la primera construcción fue la de prevenir la propagación de partículas radioactivas lo antes posible. Esta estructura de dimensiones mastodónticas estuvo compuesta de hormigón y acero, materiales con los que se aisló y selló el reactor estropeado del exterior. Como medida inmediata, la estructura funcionó, saldando, eso sí, la vida de cientos de "liquidadores" que dejaron su salud para evitar un mal mayor. Con todo, este primer sarcófago tendría una vida útil de un máximo de 30 años. Una solución con fecha de caducidad. Con una longitud de 170 metros de largo y 66 de ancho, 45 metros de altura, y construida con "vigas mamut" de 70 metros de largo y 150 Tn de peso, la estructura se ajustaba como un provisional pero efectivo caparazón para contener la radiación.

Estructuras construidas a distancia y a contrarreloj 

Las condiciones críticas y extremas de construir a niveles disparatados de radioactividad sin duda determinan la excepcionalidad y valía de la construcción. Esos 410.000 m3 de hormigón y 7,300 Tn de acero no se erigieron tan fácilmente, pues debido a la radiación había que construir lo más alejado posible del núcleo reactor. Uno de los factores que más pesó fue el hecho de no poder verificar la estabilidad y la fiabilidad de las partes individuales de la estructura, dado que no era posible el contacto directo con las zonas de construcción. De esta manera, muchas piezas se fabricaban a kilómetros de distancia y posteriormente eran trasladadas al lugar, donde se ensamblaban y colocaban por medio de grúas. Fuente: Paweł 'pbm' Szubert (talk) - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27270396 Antes de llevar a cabo la construcción fue imprescindible quitar el combustible nuclear altamente radiactivo del reactor para, simultáneamente, desmontar en bloques la instalación, descontaminarla y prepararla para el almacenamiento definitivo.

Segundo sarcófago: la estructura móvil más grande del mundo

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Como ya hemos adelantado, el primer sarcófago protector de la planta nuclear de Chernóbil estaba predestinado a durar como mucho tres décadas. Y así fue. En 2007 se inició el proyecto del nuevo sarcófago -denominado también NSS, es decir, Nuevo Sarcófago Seguro-, esta vez no solo con el objetivo de aislar con mayor seguridad y garantías el reactor dañado, sino también de crear un espacio para llevar a cabo el desmantelamiento de sus componentes más peligrosos. Así pues, el diseño estructural de esta nueva construcción, que pasará a la historia por ser la estructura móvil más grande del mundo, se enfocó en convertir el reactor 4 en un sistema ambientalmente seguro, pero, sobre todo, en reducir la corrosión y el desgaste del anterior sarcófago. En 2013, una de las paredes y parte de la cubierta de la primera estructura se derrumbaron. En parte, su deterioro vino propiciado no solo por la radioactividad, sino también por las nevadas, lluvias y ventiscas. A tenor de sus objetivos, otorgar la mayor hermeticidad posible sería la misión de los ingenieros implicados. Estos diseñaron una estructura que cubriría completamente el reactor averiado, protegiendo así a los trabajadores en la zona, y evitando las fugas del material radioactivo, esta vez con una proyección de vida útil de un siglo. El sarcófago, consistente en una descomunal bóveda en forma de arco soportada en dos vigas de hormigón, debía ser capaz de resistir a la lluvia, al hielo, a las ventiscas y a terremotos de nivel 6 en la escala de Richter. Este arco se sustentó sobre una cimentación de 20.000 m3 de hormigón y se calcula que el peso de la estructura era de casi 31.000 Tn. Y he aquí la gran cuestión: ¿Cómo fue posible mover una estructura que por dimensiones es más grande que la catedral de Notre Dame de París y podría servir de cubierta a la Estatua de la Libertad? Frames del gráfico interactivo de Mika Gröndahl. Fuente: Novarka; Shelter Implementation Plan, Project Management Unit. via New York Times

Desplazamiento de la estructura

En abril del 2012, los primeros segmentos de las 16 armaduras de acero que componían el gran arco se pre-ensamblan en el suelo del área de construcción, partiendo siempre por la parte superior de la estructura. El movimiento tiene lugar con el uso de los trenes de sujeción que hay a cada lado del arco y que lo sujetan con los raíles. Debido a su peso, el arco cobertor se monta por separado. La estructura se pone en movimiento: uno de los trenes de sujeción empuja la construcción, mientras que el otro tira de ella hacia sí mismo. De esta manera, la estructura tiene 4 trenes de sujeción para moverla con la mayor seguridad posible. Así se juntan los dos arcos. Para ello, hay que mantener condiciones muy especificas en el exterior del muro para que todo funcione. Para prevenir la corrosión, la humedad debe estar por debajo del 40%. Las reparaciones y mantenimiento no serán posibles una vez el sarcófago se haya colocado encima del reactor. Frames del gráfico interactivo de Mika Gröndahl. Fuente: Novarka; Shelter Implementation Plan, Project Management Unit. via New York Times Con todo, esta nueva estructura ya está permitiendo desmantelar el sarcófago y extraer el material radiactivo. De esta manera, se espera que en 2023 se complete la destrucción de la vieja estructura, la tarea más delicada de todo el proyecto dado que implica trabajar en el interior del reactor. Fuentes: https://www.nytimes.com/interactive/2014/04/27/science/chernobyl-capping-a-catastrophe.html https://www.revistacyt.com.mx/pdf/marzo_2016/ingenieria.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Sarc%C3%B3fago_de_Chern%C3%B3bil https://www.youtube.com/watch?v=VGU6FpEWsxM  (Documental: Chernobyl - 30 años después)