Mira, voy a decirlo por adelantado - trabajar con instalaciones nucleares es absolutamente angustioso, y honestamente, debería serlo. Hace unas tres semanas recibí una llamada de un centro de investigación nuclear que tenía problemas con sus procedimientos de cambio de filtros, y la conversación me recordó por qué tengo una relación de amor-odio con este rincón concreto del sector de las salas blancas.

El director de las instalaciones estaba aterrorizado porque su antiguo sistema BIBO (bag-in-bag-out) se acercaba al final de su vida útil y se estaban dando cuenta de que no todos los sistemas de contención son iguales cuando se trata de partículas radiactivas. "Necesitamos algo que no libere contaminación durante los cambios de filtro", me dijo. ¿Y saben qué? No se trata de palabras de marketing ni de marcar casillas reglamentarias: es literalmente una cuestión de vida o muerte cuando se habla de contención de radiaciones.

Lo que me gustaría que más gente entendiera de las aplicaciones nucleares es que lo que está en juego es fundamentalmente distinto. En una sala blanca farmacéutica, si te equivocas al cambiar un filtro, sí, puedes contaminar un lote o suspender una validación. Eso es caro y molesto (créeme, lo he vivido). ¿Pero en instalaciones nucleares? Puedes exponer a los trabajadores a la radiación, crear riesgos medioambientales y enfrentarte a consecuencias normativas que hacen que las inspecciones de la FDA parezcan charlas amistosas.

Por qué los sistemas nucleares BIBO me quitan el sueño (en el buen sentido)

Llevo unos 15 años trabajando con equipos de filtración para salas blancas, y fabricación nuclear BIBO certificada representa uno de los trabajos más desafiantes y, sinceramente, fascinantes de nuestra industria. Las tolerancias de ingeniería son demenciales, los requisitos de validación son exhaustivos y no hay absolutamente ningún margen para el "probablemente sea suficientemente bueno".

Permítanme darles un ejemplo real de un proyecto en el que trabajé el año pasado. Estábamos especificando unidades BIBO para una instalación de producción de isótopos médicos nucleares (esta gente fabrica los materiales radiactivos utilizados en los tratamientos contra el cáncer y el diagnóstico por imagen). Las especificaciones iniciales que nos enviaron parecían razonables sobre el papel: filtración HEPA, carcasa estándar de bolsa dentro de bolsa fuera, documentación de cumplimiento normativo. Bastante sencillo, ¿verdad?

Equivocada. Muy mal.

Cuando entramos en detalles, quedó claro que el aire de salida contenía isótopos de yodo radiactivo, y los filtros HEPA estándar, aunque son excelentes para las partículas, no están diseñados para capturar gases radiactivos volátiles. Acabamos diseñando un sistema híbrido con pretratamiento por adsorción de carbono seguido de filtración HEPA/ULPA, todo ello integrado en un sistema de filtración HEPA/ULPA. contención de la radiación Sistema BIBO que pudiera tratar tanto las partículas como los radionucleidos gaseosos.

El proyecto duró unos cuatro meses más de lo previsto inicialmente (lo que frustró a todos los implicados, incluido yo), costó aproximadamente 40% más que el presupuesto original y requirió pruebas de validación más exhaustivas que cualquier otra cosa que hubiera hecho en aplicaciones farmacéuticas. Pero, ¿saben qué? El sistema lleva más de un año funcionando a la perfección y los trabajadores cambian los filtros con total seguridad y sin ninguna exposición medible a la radiación.

Ese es el tipo de cosas que realmente me entusiasman de este trabajo, incluso cuando es un dolor en el cuello para la ingeniería.

Qué hace diferentes a las unidades nucleares BIBO (y por qué no se pueden abaratar)

Bien, hablemos de lo que realmente separa a los sistemas BIBO de grado nuclear de las unidades estándar de bioseguridad o farmacéuticas con las que la mayoría de la gente de salas blancas está familiarizada.

Selección de materiales y resistencia a la radiación

En primer lugar, la selección del material es fundamental. No se puede utilizar cualquier carcasa de acero con recubrimiento en polvo y listo. La exposición a la radiación a lo largo del tiempo puede degradar los polímeros, las juntas e incluso algunos metales. He visto cómo los materiales de las juntas se vuelven quebradizos y se agrietan tras una exposición prolongada a la radiación gamma, algo que no es exactamente lo que se desea cuando el objetivo principal es la contención.

Para las aplicaciones nucleares, normalmente especificamos acero inoxidable (normalmente de grado 304 o 316) para la construcción de la carcasa, con juntas y sellos especializados resistentes a la radiación. El propio medio filtrante debe mantener su integridad estructural en condiciones de exposición a la radiación, por lo que las instalaciones nucleares suelen utilizar filtros HEPA totalmente de vidrio en lugar del medio filtrante estándar de fibra de vidrio que se utiliza en las salas blancas comerciales.

(Y antes de que nadie pregunte, sí, los filtros totalmente de vidrio son significativamente más caros. Estamos hablando de aproximadamente 2-3 veces el coste de los filtros HEPA comerciales estándar. Pero cuando se trata de contener material radiactivo, es el precio de hacer negocios).

Contención durante el cambio de filtro

Aquí es donde el diseño BIBO realmente se gana su sustento. El objetivo de los sistemas bag-in-bag-out es permitir la sustitución segura de los filtros sin exponer a los trabajadores de mantenimiento a la contaminación que haya capturado el filtro. En las instalaciones nucleares, esa contaminación puede incluir partículas emisoras alfa, fuentes de radiación beta o isótopos emisores gamma.

El procedimiento estándar de cambio de BIBO implica:

1. Sellar el filtro contaminado dentro de una bolsa de contención de plástico mientras aún está instalado en la carcasa.
2. Cortar el filtro para liberarlo de su marco de montaje (aún dentro de la bolsa sellada).
3. Embolsar el filtro contaminado una segunda vez para una contención adicional.
4. Instalación de un filtro nuevo mediante un procedimiento inverso de introducción de la bolsa
5. Validación de la instalación del nuevo filtro mediante pruebas de estanqueidad

Suena sencillo, ¿verdad? Pero en las aplicaciones nucleares, cada uno de estos pasos debe realizarse bajo estrictos protocolos de seguridad radiológica, a menudo con monitorización continua de la radiación, seguimiento de las dosis de los trabajadores y procedimientos especializados de control de la contaminación.

El año pasado presencié un cambio de filtros en una instalación nuclear que duró casi cuatro horas de principio a fin, frente a los 45 minutos que tardaría un procedimiento similar en una sala blanca farmacéutica. ¿Cuál era la diferencia? Estudios de radiación entre cada paso, pruebas de contaminación con toallitas y varios niveles de supervisión para garantizar que nada saliera mal.

¿Fue tedioso? Absolutamente. ¿Era necesario? También absolutamente.

La pesadilla reguladora (o por qué los proyectos nucleares BIBO duran eternamente)

Mira, no voy a endulzar esto - los requisitos reglamentarios para los sistemas nucleares BIBO son intensos. Como, "hacer farmacéutica GMP parece sencillo" niveles de intensidad.

Dependiendo de la aplicación específica y de la ubicación:

• Requisitos de la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) en EE.UU.
• Normas del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA)
• Normativa local sobre seguridad radiológica
• Límites de dosis profesionales y principios ALARA (As Low As Reasonably Achievable)
• Permisos de vertido ambiental de emisiones a la atmósfera
• Normativa de transporte de residuos radiactivos (porque esos filtros contaminados tienen que ir a alguna parte).

Una vez tuve un cliente que se quedó muy sorprendido cuando le dije que el plazo de diseño, fabricación y validación de su sistema nuclear BIBO sería de 14 meses. "Pero otro proveedor nos dijo que podía hacerlo en seis meses", protestó.

¿Sabes lo que le dije? "Entonces, o no entienden de aplicaciones nucleares, o están planeando recortes que te morderán durante la puesta en servicio".

Resulta que tenía razón (no es que me regodee ni nada por el estilo). Se decidieron por el otro proveedor, que suministró un equipo que no superó las pruebas de validación iniciales porque el procedimiento de sellado de bolsa dentro de bolsa no mantenía una contención adecuada durante los cambios de filtro simulados. Todo el sistema tuvo que ser rediseñado, lo que acabó llevando... lo han adivinado... unos 14 meses desde la fecha de instalación original.

Si se enfrenta a retos similares o está planificando la modernización de una instalación nuclear, no dude en ponerse en contacto conmigo en [email protected]. Siempre estoy dispuesto a hablar de los plazos del proyecto y de las expectativas realistas antes de comprometerse con un proveedor que promete más de la cuenta.

Aplicaciones nucleares en el mundo real (y por qué cada una es diferente)

Esto es lo que me molesta de la forma en que algunos proveedores enfocan los sistemas BIBO nucleares: actúan como si se tratara de una solución única. "Fabricamos unidades BIBO de calidad nuclear", dicen, como si todas las aplicaciones nucleares tuvieran los mismos requisitos.

Eso es una completa tontería.

Permítanme desglosar algunas de las diferentes aplicaciones nucleares con las que he trabajado y por qué cada una necesita un enfoque personalizado:

Centrales nucleares

Estas instalaciones se ocupan principalmente de la contaminación por partículas procedente de las zonas de manipulación del combustible, las zonas de mantenimiento de los reactores y el almacenamiento de equipos contaminados. Las partículas radiactivas pueden incluir productos de corrosión activada, partículas de combustible o productos de fisión.

Los sistemas BIBO para centrales eléctricas suelen necesitar:

• Eficacia muy alta en partículas (grado HEPA o ULPA)
• Construcción robusta para un funcionamiento 24/7
• Sistemas redundantes para zonas críticas de ventilación
• Integración con los sistemas de vigilancia radiológica de las instalaciones
• Rendimiento extremadamente fiable (porque las paradas imprevistas cuestan millones).

Medicina nuclear y producción radiofarmacéutica

Aquí es donde las cosas se ponen químicamente interesantes. No se trata sólo de partículas: hay compuestos radiactivos volátiles, disolventes orgánicos y subproductos de procesos químicos.

Trabajé en un proyecto para un fabricante de radiofármacos que produce agentes de imagen PET (tomografía por emisión de positrones, para quien no esté familiarizado con la medicina nuclear). ¿El problema? El flúor-18 radiactivo que utilizaban existe como gas a temperatura ambiente, por lo que la filtración de partículas estándar no era suficiente.

Acabamos diseñando un sistema con:

• Lechos de carbón activado para compuestos radiactivos volátiles
• Filtración HEPA para la captura de partículas
• Construcción resistente a los productos químicos (porque también utilizaban disolventes orgánicos)
• Procedimientos de cambio acelerados (porque el F-18 tiene una vida media de 110 minutos, por lo que el tiempo de producción es crítico).

Todo el sistema debía capturar los isótopos radiactivos Y cumplir las normas de emisión de COV para el trabajo de química orgánica que estaban realizando. Todo un quebradero de cabeza multidisciplinar.

Instalaciones de investigación nuclear

Las instalaciones de investigación son, según mi experiencia, las aplicaciones nucleares más difíciles, porque las fuentes de contaminación cambian constantemente. Un mes trabajan con tritio (un isótopo del hidrógeno que emite radiación beta) y al mes siguiente investigan con plutonio (emisor de radiación alfa, lo que supone un reto de contención totalmente distinto).

Para las aplicaciones de investigación, la flexibilidad es clave. A menudo diseñamos sistemas BIBO con:

• Bancos de filtros modulares reconfigurables
• Filtración en varias etapas para diferentes tipos de isótopos
• Sistemas de vigilancia y alarma mejorados
• Sistemas de documentación para el seguimiento de las condiciones experimentales

Tratamiento de residuos nucleares

Esta es probablemente la aplicación más exigente en la que he trabajado. Se trata de los materiales radiactivos más desagradables y concentrados del ciclo del combustible nuclear, el material que se prepara para su almacenamiento o eliminación a largo plazo.

Los niveles de contaminación son órdenes de magnitud superiores a los de las instalaciones nucleares operativas, lo que significa:

• Múltiples etapas de filtración HEPA (a menudo 3-4 etapas en serie)
• Prefiltros que deben sustituirse con frecuencia
• Procedimientos de entrada y salida de bolsas extremadamente sólidos
• Funciones de supervisión y funcionamiento a distancia
• Integración de blindaje para zonas de alta radiación

Una vez visité una instalación de tratamiento de residuos nucleares en la que la carcasa del BIBO estaba instalada detrás de un muro de hormigón con ventanas de visión de cristal emplomado, y todos los cambios de filtro se realizaban mediante manipuladores remotos. Los técnicos de mantenimiento nunca tocaban directamente el equipo: todo se hacía mediante brazos mecánicos y vigilancia por vídeo.

Ese proyecto fue absolutamente fascinante desde el punto de vista de la ingeniería, y también reforzó completamente mi respeto por las personas que trabajan en la gestión de residuos nucleares. Se enfrentan a retos en los que la mayoría de los que trabajamos en salas blancas nunca pensamos.

Características de diseño que realmente importan (basadas en la experiencia nuclear real)

Muy bien, vamos a entrar en las tuercas y los pernos de lo que hace un buen sistema nuclear BIBO. Esto no es palabrería de marketing - estas son las características que he visto hacer la diferencia entre las instalaciones exitosas y fracasos costosos.

Integración de la vigilancia radiológica

Un sistema BIBO nuclear adecuado no debe limitarse a una carcasa filtrante pasiva. Se necesita un control activo de la corriente de escape para los niveles de radiación. La mayoría de los sistemas que especifico incluyen:

• Monitores de aire continuos (CAM) en el lado de escape
• Alarmas de radiación integradas en los sistemas de seguridad de las instalaciones
• Registro de datos para la documentación de cumplimiento de la normativa
• Procedimientos de desconexión automática si los niveles de radiación superan los valores de consigna

He visto instalaciones en las que esta monitorización detectó fallos en los filtros antes de que se convirtieran en graves brechas de contención. En un caso, un filtro HEPA sufrió un pequeño desgarro (probablemente debido a un defecto de fabricación) y el monitor de radiación detectó niveles elevados en cuestión de minutos. El sistema se desconectó automáticamente, se mantuvo la contención y pudimos sustituir el filtro defectuoso antes de que se produjera una fuga importante.

Ese es el tipo de redundancia de seguridad que justifica el coste adicional y la complejidad de los sistemas BIBO nucleares adecuados.

Alarmas y control de la presión diferencial

La carga del filtro afecta al rendimiento del sistema, obviamente, pero en las aplicaciones nucleares también afecta a la seguridad. Un filtro sobrecargado puede desarrollar vías de derivación, permitiendo que el aire contaminado escape alrededor del medio filtrante en lugar de a través de él.

Todo sistema nuclear BIBO debe tener:

• Manómetros diferenciales (manómetros magnéticos o transductores electrónicos)
• Alarmas de alta presión que indican la necesidad de sustituir el filtro
• Alarmas de baja presión que indican condiciones de derivación o fallos del sistema
• Tendencias y registro de datos para el mantenimiento predictivo

He aquí una rápida comparación de cómo suelo establecer los límites de diferencial de presión para diferentes aplicaciones:

(Nota: W.G. = pulgadas de calibre de agua, la medida de presión estándar en aplicaciones HVAC. Además, se trata de directrices aproximadas basadas en mi experiencia; su aplicación específica podría variar).

La menor vida útil de los filtros en el tratamiento de residuos no es un error: estos prefiltros se ven sometidos a grandes cargas de contaminación y deben sustituirse con frecuencia. Es caro y requiere mucho trabajo, pero es la realidad de esa aplicación.

Detalles del diseño de la carcasa Bag-In-Bag-Out

El diseño real de la carcasa BIBO importa más de lo que la mayoría de la gente cree. He visto unidades que técnicamente se ajustaban a la definición de BIBO, pero cuyo mantenimiento era una auténtica pesadilla.

Características que siempre busco:

1. Volumen adecuado de la bolsa: La bolsa de contención debe ser lo suficientemente grande como para encerrar completamente el filtro contaminado sin que se rompa al retirarla. He visto instalaciones en las que alguien especificó bolsas de tamaño inferior para ahorrar dinero, y los trabajadores acabaron luchando con bolsas rotas durante los cambios. Esto no es aceptable cuando se trata de contaminación radiactiva.

2. Superficies interiores lisas: Cualquier borde afilado o saliente en el interior de la carcasa puede perforar las bolsas durante la instalación o extracción del filtro. El interior debe ser liso, de acero inoxidable pulido con esquinas redondeadas.

3. Acceso ergonómico: El cambio de filtros en los equipos de protección integral (que a veces incluyen mascarillas de respiración) ya supone un reto. El diseño de la carcasa debe facilitar al máximo el procedimiento, con vías de acceso claras y mecanismos de montaje intuitivos.

4. Iluminación y visibilidad adecuadas: Esto puede parecer insignificante, pero intentar realizar un procedimiento de introducción y extracción de bolsas con poca luz es buscar errores. Las buenas instalaciones incluyen iluminación LED adicional alrededor de la carcasa.

5. Acceso sin herramientas o con un mínimo de herramientas: Cuantas menos herramientas se necesiten para acceder al filtro, menos posibilidades habrá de que se caigan las herramientas, se suelten las fijaciones o se produzcan otros percances durante un procedimiento que ya es de por sí arriesgado.

Consideraciones estructurales para el blindaje

En función de los niveles de radiación de que se trate, las carcasas BIBO podrían tener que soportar un peso considerable gracias al blindaje de plomo, las barreras de hormigón u otras medidas de protección contra las radiaciones.

Trabajé en un proyecto en el que las especificaciones iniciales de la carcasa BIBO no tenían en cuenta el blindaje que se añadiría durante la instalación. Cuando la instalación intentó fijar paneles revestidos de plomo a la carcasa (para reducir la exposición a la radiación durante los cambios de filtro), la estructura de la carcasa no era adecuada y empezó a deformarse.

Acabamos teniendo que fabricar una carcasa completamente nueva con armazón estructural reforzado: una lección muy cara sobre la importancia de conocer de antemano los requisitos completos de la instalación, no sólo las especificaciones de filtración.

Validación del rendimiento (Por qué las pruebas son eternas pero importantes)

Vale, tengo que desahogarme un momento sobre las pruebas de validación. Es tedioso, largo, caro y absolutamente innegociable para las aplicaciones nucleares.

El proceso de validación de los sistemas BIBO nucleares suele incluir:

Pruebas en fábrica (antes del envío)

• Pruebas de escaneado de filtros HEPA (desafío de aerosoles DOP o PAO)
• Verificación de la caída de presión a través del banco de filtros
• Pruebas de presión de la carcasa (para verificar la integridad del confinamiento)
• Simulación del procedimiento bag-in-bag-out
• Certificación de materiales resistentes a la radiación
• Pruebas de calidad de la soldadura (normalmente inspección por líquidos penetrantes o radiográfica)
• Preparación del paquete de documentación

Suelo presupuestar entre 2 y 3 semanas para realizar pruebas exhaustivas en fábrica, y eso con un equipo de pruebas experimentado. Si se precipita esta fase, los defectos se cuelan y causan problemas durante la puesta en marcha.

Pruebas de instalación in situ

Una vez que la unidad llega a la instalación nuclear, hay toda una ronda adicional de pruebas:

• Verificación de la integridad de la instalación
• Pruebas de estanqueidad de las conexiones de conductos
• Verificación del flujo de aire del sistema
• Calibración y ensayo de monitores de radiación
• Pruebas de funcionamiento del sistema de alarma
• Verificación del sistema de presión diferencial
• Demostración completa del procedimiento bag-in-bag-out (normalmente observada por el personal de seguridad radiológica de la instalación).
• "Revisión de la documentación "as-built

Esta fase suele durar entre 3 y 5 semanas, en función de las restricciones de acceso a las instalaciones, los requisitos de seguridad radiológica y la coordinación con otros gremios.

Validación operativa

Incluso después de las pruebas de instalación, suele haber un periodo de validación operativa en el que el sistema funciona en condiciones de proceso reales con una supervisión y documentación mejoradas:

• Control continuo de la radiación con resultados documentados
• Inspecciones periódicas de contaminación
• Muestreo y análisis del aire de escape
• Medición de la tasa de carga del filtro
• Tendencias de rendimiento del sistema
• Seguimiento de la dosis del trabajador durante el primer cambio de filtro
• Documentación de cualquier desviación o problema de rendimiento

Esta fase puede durar entre 3 y 6 meses antes de que el centro considere el sistema plenamente validado y operativo.

Sí, es un proceso largo. Sí, es caro. Pero, ¿te gustaría ser la persona que se salta los pasos de validación y más tarde tiene una fuga radiactiva debido a un fallo de contención? Yo desde luego que no.

Problemas comunes (y cómo he aprendido a evitarlos)

Permítanme compartir algunos de los problemas con los que me he encontrado a lo largo de los años y cómo los afronto ahora:

Problema #1: Sistemas infradimensionados

Al principio de mi carrera, cometí el error de dimensionar un sistema nuclear BIBO basándome en los requisitos nominales de caudal de aire sin un factor de seguridad adecuado. El sistema cumplía técnicamente las especificaciones, pero funcionaba casi al máximo de su capacidad, lo que significaba:

• Costes energéticos elevados
• Carga acelerada del filtro
• Sin capacidad para condiciones adversas o cambios en el proceso
• Dificultad para mantener la presión negativa durante periodos de alta demanda

Ahora suelo sobredimensionar los sistemas de ventilación nuclear en al menos 20-30% para garantizar un rendimiento fiable en todas las condiciones de funcionamiento. Cuesta más de entrada, pero las ventajas operativas merecen la pena.

Problema #2: Ignorar el control de humedad

He aquí algo que me sorprendió: la humedad puede afectar significativamente al rendimiento de los filtros HEPA en aplicaciones nucleares, especialmente en instalaciones costeras o climas húmedos.

La alta humedad puede causar:

• Aumento de la caída de presión del filtro (ya que el medio absorbe la humedad)
• Posibilidad de crecimiento microbiano en los filtros (lo que puede complicar la eliminación de residuos radiactivos).
• Problemas de corrosión en carcasas y soportes metálicos
• Dificultad con los procedimientos de entrada y salida de bolsas (la humedad hace que las bolsas se peguen entre sí).

Ahora siempre especifico el control de la humedad (deshumidificación o materiales resistentes a la humedad) para las instalaciones nucleares en entornos húmedos. En una instalación nuclear costera, añadimos deshumidificación desecante antes de las unidades BIBO, lo que prolongó la vida útil del filtro en unos 40% y eliminó los problemas recurrentes de corrosión.

Problema #3: Procedimientos inadecuados de cambio de filtros

Este es un punto importante. El sistema BIBO en sí puede estar perfectamente diseñado, pero si la instalación no cuenta con procedimientos de cambio de filtros bien documentados y practicados, se corre el riesgo de que se produzcan casos de contaminación.

He empezado a exigir el desarrollo de procedimientos exhaustivos como parte de los proyectos nucleares BIBO:

• Procedimientos escritos paso a paso con fotos
• Sesiones de formación para el personal de mantenimiento
• Simulacro de cambio (con equipos no radiactivos)
• Validación de procedimientos bajo supervisión de seguridad radiológica
• Formación periódica de reciclaje (al menos una vez al año)

Añade tiempo y costes a los proyectos, pero la primera vez que ve un cambio de filtro profesional y sin problemas realizado por un equipo bien formado, se da cuenta de que la inversión merece la pena.

Si tiene dificultades para desarrollar procedimientos eficaces de cambio de filtros o necesita ayuda para formar a su personal de mantenimiento, escríbame a [email protected]. A lo largo de los años he acumulado un montón de plantillas de procedimientos y materiales de formación que podrían ahorrarle algunos quebraderos de cabeza.

La realidad de los costes (nadie quiere hablar de esto, pero seamos sinceros)

Muy bien, hablemos de dinero. Los sistemas nucleares BIBO son caros. Realmente caros comparados con los equipos estándar de filtración de salas blancas.

He aquí una comparación aproximada basada en proyectos en los que he trabajado recientemente (son cifras aproximadas; su aplicación específica variará):

¿Por qué tanta diferencia de coste?

• Materiales: Materiales resistentes a la radiación, construcción de acero inoxidable, juntas y sellos especializados
• Ingeniería: Trabajo de diseño personalizado, modelado computacional, integración de sistemas de seguridad
• Pruebas: Pruebas exhaustivas en fábrica y sobre el terreno, documentación de validación
• Conformidad: Presentaciones reglamentarias, revisiones de la seguridad nuclear, apoyo a la concesión de licencias
• Instalación: Contratistas especializados, supervisión de la seguridad radiológica, puesta en servicio ampliada
• Operaciones: Filtros especializados, costes de eliminación de residuos radiactivos, mejora de la vigilancia

¿Es caro? Por supuesto que sí. Pero la cuestión es que el coste de un caso de contaminación, exposición a la radiación o acción reguladora es mucho mayor que el coste de hacerlo bien desde el principio.

He visto instalaciones que intentan abaratar los sistemas BIBO nucleares, y nunca acaba bien. O bien acaban con equipos que no cumplen los requisitos reglamentarios (y tienen que ser sustituidos), o bien tienen problemas de rendimiento que comprometen la seguridad y generan costosas necesidades de reparación.

Mi consejo más sincero: si no puede permitirse hacer BIBO nuclear correctamente, quizá deba reconsiderar si sus instalaciones están preparadas para operaciones con material radiactivo. No se trata de un ámbito en el que sea aceptable un "suficientemente bueno".

Trabajar con proveedores (cómo separar la experiencia nuclear de las afirmaciones de marketing)

Hay algo que me frustra: el número de proveedores que afirman tener capacidad nuclear basándose en una experiencia real mínima. Fabricar una carcasa de filtro HEPA no te capacita para aplicaciones nucleares: es un juego completamente distinto.

A la hora de evaluar a los proveedores de equipos nucleares BIBO, éstas son las preguntas que me planteo:

Verificación de la experiencia

• "¿Cuántas instalaciones nucleares ha realizado en los últimos cinco años?". (Quiero cifras concretas, no afirmaciones vagas)
• "¿Puede facilitarme contactos de referencia en instalaciones nucleares?" (y entonces les llamo de verdad)
• "¿Cuál es su experiencia con [isótopo específico o aplicación relevante para mi proyecto]?".
• "¿Qué homologaciones o certificaciones reglamentarias nucleares posee su equipo?".

Capacidad técnica

• "Explíqueme su enfoque de la selección de materiales resistentes a la radiación".
• "¿Cómo se valida la eficacia de la contención bag-in-bag-out?".
• "¿Qué experiencia tiene en integración de control de radiaciones?"
• "Describa un proyecto nuclear difícil y cómo afrontó los retos".

Calidad y documentación

• "¿Con arreglo a qué sistema de gestión de la calidad operan?" (Busco ISO 9001 como mínimo, preferiblemente programas de garantía de calidad específicos para el sector nuclear).
• "¿Qué paquete de documentación viene con el equipo?" (las instalaciones nucleares necesitan una amplia documentación)
• "¿Cómo gestionan los requisitos de trazabilidad del material nuclear?"
• "¿Cuál es su enfoque de la gestión de la configuración y el control de cambios?"

Si un proveedor no puede dar respuestas seguras y detalladas a estas preguntas, es una señal de alarma. Usted quiere a alguien que tenga verdadera experiencia en aplicaciones nucleares, no a alguien que lo trate como un proyecto más de sala blanca.

Tendencias futuras (lo que está cambiando realmente frente a las exageraciones de marketing)

La industria nuclear avanza con lentitud -lo que probablemente sea bueno cuando se trata de seguridad radiológica-, pero hay algunos avances legítimos a los que merece la pena prestar atención:

Pequeños reactores modulares (SMR)

Se habla mucho de los SMR como el futuro de la energía nuclear. Desde el punto de vista del sistema BIBO, lo interesante de los SMR es que están diseñados para su fabricación en fábrica y su instalación modular.

De hecho, esto podría abaratar los equipos nucleares BIBO (una locura, ¿verdad?), ya que los sistemas pueden diseñarse, fabricarse y probarse como módulos integrados, en lugar de como instalaciones únicas personalizadas. Soy prudentemente optimista y creo que esto podría reducir los costes de los equipos de tratamiento de aire de calidad nuclear en 20-30% durante la próxima década.

O puede que no funcione en absoluto. El tiempo lo dirá.

Medios de filtración avanzados

Se están investigando medios filtrantes avanzados más resistentes a la radiación, con una vida útil más larga o que ofrezcan una mayor eficacia de captura de isótopos específicos.

He visto algunos trabajos interesantes:

• Filtros HEPA mejorados electrostáticamente y optimizados para partículas radiactivas
• Medio híbrido de carbono/HEPA para la captura simultánea de partículas y fase gaseosa
• Medio filtrante de nanofibras con mayor estabilidad a la radiación

¿Se generalizará algo de esto? Sinceramente, no lo sé. La industria nuclear es (convenientemente) conservadora a la hora de adoptar nuevas tecnologías, por lo que incluso los avances más prometedores podrían tardar entre 10 y 15 años en lograr una aceptación generalizada.

Funcionamiento y mantenimiento a distancia

Este es probablemente el desarrollo más realista a corto plazo. La capacidad de supervisar, operar e incluso realizar algunas actividades de mantenimiento a distancia reduce la exposición de los trabajadores a la radiación y mejora la eficiencia operativa.

Cada vez veo más interés:

• Control remoto de la presión diferencial del filtro con algoritmos de mantenimiento predictivo
• Sistemas automatizados de entrada y salida de bolsas que reducen al mínimo la intervención manual de los trabajadores
• Sistemas robotizados o semirobotizados de cambio de filtros
• Control avanzado de la radiación con análisis de datos en tiempo real

YOUTH Clean Tech ha estado explorando algunas de estas tecnologías, y creo que veremos un aumento de su adopción en los próximos 5-10 años, especialmente en aplicaciones de alta radiación como el tratamiento de residuos.

El elemento humano (porque el equipamiento es sólo una parte de la historia)

¿Sabe lo que realmente determina el éxito de los sistemas nucleares BIBO? Las personas que los operan y mantienen.

He visto fracasar instalaciones técnicamente perfectas porque el personal de las instalaciones no había recibido la formación adecuada o no comprendía la naturaleza crítica de su trabajo. Y he visto equipos antiguos, menos que ideales, funcionar con seguridad durante décadas porque el equipo de mantenimiento estaba absolutamente comprometido a hacer las cosas bien.

Algunas observaciones de años de trabajo con personal de instalaciones nucleares:

Cultura de seguridad

Las instalaciones nucleares que se toman en serio la seguridad radiológica tienen una cultura fundamentalmente diferente de las instalaciones en las que se trata como una casilla de verificación de cumplimiento. Se nota nada más entrar: la atención al detalle, la actitud inquisitiva, la falta de voluntad para tomar atajos.

Esa cultura repercute directamente en el rendimiento del sistema BIBO. Cuando los trabajadores entienden por qué son importantes los procedimientos de entrada y salida de equipajes, los llevan a cabo con cuidado y correctamente. Cuando se trata de una tarea más que marcar, se cometen errores.

Inversión en formación

Las mejores instalaciones nucleares invierten mucho en formación, no sólo en cualificación inicial, sino también en prácticas continuas, reciclaje y mejora continua de los procedimientos.

Recuerdo una visita a unas instalaciones en las que hacían simulacros de cambio de filtros trimestralmente, aunque los cambios reales sólo se producían una o dos veces al año. "Queremos memoria muscular", me dijo el supervisor de mantenimiento. "Cuando trabajamos con filtros calientes, no queremos que nadie piense en los pasos: queremos que sea automático".

Ese es el nivel de compromiso que mantiene a salvo a las personas.

Potenciación del equipo de mantenimiento

En las buenas instalaciones nucleares, el personal de mantenimiento tiene autoridad para detener el trabajo si algo no parece correcto, cuestionar los procedimientos y sugerir mejoras. No hay presión para apresurarse a cambiar los filtros o saltarse los pasos de validación.

He visto cómo se interrumpía el cambio de filtros porque alguien se daba cuenta de que una bolsa parecía ligeramente rota. Era mejor tardar una hora más en cambiar la bolsa que arriesgarse a contaminar, y la cultura de la instalación apoyaba totalmente esa decisión.

Recomendaciones prácticas (lo que le diría a alguien que empieza hoy un proyecto de BIBO nuclear)

Muy bien, si usted está planeando un proyecto nuclear BIBO, aquí está mi sabiduría condensada de años de hacer esto:

1. Comience con una evaluación exhaustiva de los peligros
No dé por sentado que conoce las fuentes de contaminación. Colabore con el personal de seguridad radiológica, los ingenieros de procesos y el personal de operaciones para caracterizar completamente lo que el sistema BIBO debe contener. Incluya los peores escenarios, no sólo el funcionamiento normal.

2. Implicar a las autoridades reguladoras desde el principio
No diseñe y construya un sistema y luego pregunte si cumple los requisitos reglamentarios. Mantenga conversaciones preliminares con la NRC (o su organismo regulador local) para conocer sus expectativas y los requisitos específicos del emplazamiento.

3. Presupuesto realista
Utilice las estimaciones de costes que le he facilitado antes como punto de partida y añada imprevistos. Los proyectos nucleares siempre se enfrentan a retos inesperados. Suelo recomendar una contingencia de 20-30% para las instalaciones nucleares BIBO.

4. Prever largos plazos de entrega
Desde el diseño inicial hasta la puesta en marcha del sistema, hay que esperar un mínimo de 12-18 meses, y posiblemente más de 24 en el caso de aplicaciones complejas. Cualquiera que prometa una entrega más rápida no entiende los requisitos nucleares o está tomando atajos.

5. Invertir en formación
No considere la formación como una ocurrencia tardía. Presupueste una formación inicial exhaustiva, el desarrollo de procedimientos, simulacros de prácticas de cambio y formación continua de actualización. Esto puede suponer entre el 10 y el 15% del coste total del proyecto, y vale cada céntimo.

6. Documéntalo todo
Las instalaciones nucleares viven y mueren gracias a la documentación. Asegúrese de que su proveedor le proporciona una documentación exhaustiva y complétela con procedimientos específicos del emplazamiento, registros de formación, registros de mantenimiento y registros de validación.

7. Plan de eliminación
Esos filtros contaminados tienen que ir a alguna parte. Asegúrese de conocer la clasificación de los residuos radiactivos, las vías de eliminación y los costes antes de iniciar las operaciones. Los costes de eliminación pueden ser escandalosamente elevados, a veces entre 1.000 y 20.000 euros por filtro, en función de los niveles de contaminación.

8. Considerar los costes del ciclo de vida
El coste inicial del equipo es sólo el principio. Los costes de explotación anuales (filtros, eliminación, mantenimiento, supervisión) suelen superar el coste de capital inicial a lo largo de la vida útil del sistema. Tome decisiones basadas en el coste total de propiedad, no sólo en el precio de compra.

Reflexiones finales (porque ya he divagado bastante)

Mire, los sistemas BIBO nucleares son difíciles, caros y absolutamente críticos para la seguridad de las operaciones con materiales radiactivos. No son el tipo de equipos que se puedan tratar a la ligera o que se puedan convertir en mediocres mediante ingeniería de valor.

Pero esto es lo que realmente me gusta de este trabajo: cuando se hace bien, estos sistemas protegen a los trabajadores de graves riesgos para la salud, permiten usos beneficiosos de la tecnología nuclear (como el tratamiento del cáncer) y demuestran que podemos manejar con seguridad una de las fuerzas más poderosas y peligrosas de la naturaleza.

Cada vez que veo un cambio de filtro sin problemas en el que los trabajadores se mantienen muy por debajo de los límites de dosis, cada vez que un monitor de radiación detecta un problema potencial antes de que se convierta en un problema, cada vez que una instalación funciona durante años sin un incidente de contaminación, entonces es cuando recuerdo por qué es importante este trabajo.

¿Es perfecto? No. ¿Hay retos, frustraciones y cosas que me quitan el sueño? Por supuesto que sí. Pero la alternativa -tratar el control de la contaminación nuclear como "una aplicación más de sala blanca"- es totalmente inaceptable.

Si trabajas en aplicaciones nucleares y quieres hablar sobre los retos de diseño, la selección de proveedores o los requisitos normativos, siempre estoy dispuesto a charlar contigo. No dude en ponerse en contacto conmigo en [email protected]. Puede que no tenga todas las respuestas, pero he cometido suficientes errores a lo largo de los años como para ayudarle a evitar algunos de los escollos más comunes.

Y si usted es el operador de una instalación nuclear que está leyendo esto, gracias por tomarse en serio el control de la contaminación. El trabajo que realiza para mantener la seguridad de las instalaciones a menudo pasa desapercibido, pero es absolutamente vital.

Manténgase a salvo ahí fuera, y no escatime en sus sistemas BIBO.

Referencias:

[1] Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). "Diseño de sistemas de ventilación para instalaciones nucleares". Colección de Normas de Seguridad del OIEA No. NS-G-1.10, 2003.

[2] Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos. "Unidades de filtro de aire de partículas de alta eficiencia". Guía reguladora 3.12, Rev. 2, 2001.

[3] Instituto Nacional Americano de Normalización/Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. "Instalaciones nucleares - Pruebas de sistemas nucleares de tratamiento de aire, calefacción, ventilación y aire acondicionado". ANSI/ASME N510-2007.