El Congreso de la Nación promulgó en 2009 la Ley 26.566 que declaró de interés nacional todas las actividades relacionadas con el diseño, construcción y puesta en marcha de la Cuarta Central Nuclear y la extensión de vida de la Central Nuclear Embalse. La fabricación de los componentes comprendidos en esas actividades se llevaría a cabo en el país, lo que permitiría sustituir importaciones de materiales de gran valor agregado y, al mismo tiempo, desarrollar proveedores altamente calificados.

Desde la CNEA, la Planta Piloto de Fabricación de Aleaciones Especiales (PPFAE) comenzó a trabajar en el desarrollo de los tubos de presión. Se trata de un tipo de componente fundamental de los reactores de tecnología CANDU (CANadian Deuterium Uranium reactor) como el utilizado en Embalse. Poseen unos 6 metros de longitud, un diámetro de 112,5 mm y un espesor que ronda los 4,3 mm.

Los reactores tipo CANDU hacen que los tubos de presión trabajen en condiciones de alta exigencia durante toda su vida útil, ya que en su interior se encuentran los canales combustibles en los que se produce el proceso de fisión. Así, durante 30 años -vida útil del reactor- deben operar a temperaturas de entre 250 y 300 grados centígrados, soportar 100 atmósferas de presión interna y estar constantemente sometidos al flujo neutrónico producto de la fisión del uranio.

El desafío de la PPFAE fue, justamente, desarrollar este componente con la misma calidad que los originales fabricados por la empresa canadiense AECL (Atomic Energy of Canada Ltd).

El proceso de fabricación de los tubos comenzó el 27 de septiembre del 2012 con la laminación de los primeros tubos para reemplazar los canales combustibles del reactor, en el marco de un contrato firmado entre la CNEA y Combustibles Nucleares Argentinos (CONUAR S.A.). Las tareas de investigación y desarrollo asociadas a este proyecto habían comenzado mucho antes: en 2007.

La PPFAE comenzó diversas líneas de trabajo que comprendieron la puesta a punto de la laminadora HPTR 60-120, las pruebas experimentales de laminación, la adecuación de las instalaciones de la planta de laminación, la capacitación del personal tanto de laminación como de inspección y la implementación de un sistema de calidad para el control y la trazabilidad de cada uno de los tubos.

Por otra parte, en el Laboratorio de Materiales de Fabricación de Aleaciones Especiales (LMFAE) se desarrollaron los ensayos de materiales especificados por AECL para dar soporte científico-tecnológico al proyecto. Con este fin se hicieron ensayos de evaluación de materiales y se incorporó instrumental científico de última generación para estudiar las propiedades requeridas al material. También se privilegió el desarrollo de líneas de investigación aplicada que agregaran valor a la tecnología implementada en el país y aportaran a la formación de recursos humanos de alta especialización.

Proceso de fabricación

Cada tubo de presión se fabricó a partir de un tubo extrudado provisto por la empresa estadounidense Wah-Chang & Co, que produce el lingote de la aleación Zr-2.5Nb (circonio -2.5% niobio), lo forja, lo mecaniza y finalmente lo extruda en caliente. Esa materia prima es la que recibió CONUAR-FAE.

A la PPFAE llegaron los tubos extrudados y se les realizó un proceso de laminación en frío, que consiste en deformar el tubo hasta alcanzar las dimensiones finales esperadas para ser colocados en la central. En otras palabras, sería como “amasar” el cilindro desde su interior y su exterior de manera tal que se alargue su longitud y se reduzca en diámetro y en espesor.

Durante el proceso de fabricación de los tubos de presión se realizaron dos laminaciones en frío. En cada una de esas etapas se realizó un acondicionamiento superficial (pulido externo y bruñido interno) a través de las empresas CONUAR y FAE.

Para finalizar el proceso se hizo un tratamiento térmico de autoclave bajo atmósfera de agua a 400 grados de temperatura durante 24 horas. Esta operación relaja las tensiones del material producidas por la laminación en frío. Además genera una capa de óxido protector en las superficies interna y externa. Luego de las revisiones finales y el mapeo de tolerancias dimensionales, el tubo quedó terminado y listo para ser instalado en el reactor.

En términos económicos, al realizar este proceso el país obtuvo un importante beneficio, ya que la materia prima (tubo extrudado) representa entre 30 / 40% del valor del producto terminado (tubo listo para instalar).

Por otro lado, este tipo de desarrollo permite sustituir importaciones de componentes con alto valor agregado, implementar tecnología de punta localmente y formar recursos humanos especializados. También abre la posibilidad de que Argentina se convierta en proveedora de estos mismos componentes para otras centrales tipo CANDU -instaladas aquí o en otros países- que entren en un proceso de extensión de vida similar al de Embalse.