Protocolo de comunicación HART en instrumentación convencional de instalaciones nucleares. Aplicación en puesta en marcha del proyecto dispositivo de irradación

Abstract

El equipamiento de instrumentación y control (I&C) es esencial para operar instalaciones nucleares garantizando operación segura y eficiente en todos los estados operativos. En lo particular, para reactores de investigación y teniendo en cuenta su propósito, los datos revelados por la instrumentación durante cada ensayo constituyen información muy valiosa a la hora de analizar resultados de las experiencias. La I&C como conjunto ha tenido una gran evolución tecnológica, migrando desde equipamiento analógico-electromecánico hacia equipamiento digital. Estos cambios aplicados en reactores de investigación posibilitan más y mejores ensayos, datos de monitoreo más confiables, menor exposición a radiación del personal, mejoras en eficiencia operativa en el caso de reactores que también producen radioisótopos, etc. Sin embargo; y pese a lo mencionado, la mayor parte de las enstalaciones nucleares actuales todavía conserva componentes de tecnología analógica y han pasado de un nivel de equipamiento a otro retenido parte de cableados, sensores y actuadores diseñados entre las décadas del 50 y 60. Aún cuando los beneficios son evidentes, la incorporación de tecnología digital de I&C en instalaciones nucleares existentes es sustancialmente más lenta que en otras industrias. Teniendo en cuenta estas consideraciones, y para aumentar la capacidad de ensayo del reactor RA-3, un Proyecto de Cooperación Técnica entre Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) contempla el diseño, la fabricación y el montaje de una instalación denominada Dispositivo de Irradiación. El objetivo de la instalación es poder irradiar barras de combustibles de reactores de potencia. Esto permitiría estudiar el comportamiento de combustibles en condiciones de operación que reproducen total o parcialmente la presión, temperatura, velocidad y química del refrigerante de las centrales nucleares argentinas Atucha I (CNAI), Atucha II (CNAII), Embalse (CNE) y CAREM. El resultado de esos estudios podría aportar mejoras a los diseños de combustibles de las centrales mencionadas. Para lograr las condiciones de operación del combustible de las centrales, el Proyecto Dispositivo de Irradiación incluye un Sistema de Refrigeración de la instalación, constituido como un subsistema modular, con equipamiento de categoría convencional para I&C de procesos. Este subsistema incluye dispositivos digitales de I&C de última generación con redes de comunicación HART (Highway Adressable Remote Transducer) sobre lazos 4-20mA y permite explorar parte de las capacidades de la tecnología digital. En esta Tesina se analizan y utilizan las capacidades de las tecnologías digitales para desarrollar estrategias que facilitan la puesta en marcha de la planta, simplifican la configuración de instrumentos y permiten detectar errores de instalación y cableado de los mismos, respecto a la documentación de diseño