Fricción
La complejidad del origen de la fricción dificulta su estudio a partir de principios fundamentales y obliga a determinarla e investigarla por métodos empíricos.
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22-05-2025 | Publicado por Joaquín Martí
En el contexto de nuestras actividades relacionadas con la sismología dentro de la industria nuclear, Principia ha participado en el benchmark internacional SMATCH, colaborando en el mismo equipo con Esteyco y Fusion for Energy (F4E). Este benchmark se centra en una central nuclear (CN) con aislamiento sísmico sometida a un terremoto real. Organizado por el IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) y EDF (Électricité de France) bajo los auspicios de la OECD-NEA (Nuclear Energy Agency), el benchmark tiene como objetivo mejorar nuestra comprensión de los efectos de los terremotos en instalaciones con aislamiento sísmico.
El 11 de noviembre de 2019, un terremoto de magnitud 4.9 (Mw), conocido como el terremoto de Le Teil, ocurrió aproximadamente a 15 km de la CN Cruas-Meysse. Esta planta es única entre las centrales francesas por su aislamiento sísmico, que se utilizó para adaptar el diseño estándar de las plantas nucleares francesas de 900 MW a los riesgos sísmicos identificados en el emplazamiento a fines de la década de 1970. Cuando las ondas del terremoto de Le Teil alcanzaron la planta, las respuestas de terreno y estructuras quedaron registradas siguiendo los procedimientos de operación. También se realizaron inspecciones y recorridos posteriores al terremoto para recopilar datos in situ de las diversas estructuras, sistemas y componentes.
El benchmark SMATCH aprovecha los datos registrados durante el terremoto de Le Teil para mejorar el conocimiento sobre los efectos de terremotos en instalaciones con aislamiento sísmico. Concretamente, el benchmark propone como objetivo evaluar la efectividad de las actuales prácticas de ingeniería para calcular el movimiento sísmico del suelo en el emplazamiento de Cruas y para evaluar la respuesta de la CN Cruas con su aislamiento sísmico.
La fase 2 del benchmark involucró la caracterización del movimiento sísmico del suelo en el emplazamiento. Comenzó con una evaluación ciega, donde se invitó a los participantes a simular el movimiento sísmico en el emplazamiento durante el terremoto de Le Teil, en base al tamaño, ubicación y geometría de la falla del evento desencadenante. Esto fue seguido por un ejercicio de calibración y optimización, en el que los participantes recibieron los registros de campo libre y se les pidió que analizaran las discrepancias con sus anteriores resultados a fin de mejorar la estimación de los movimientos sísmicos del suelo.
Principia utilizó una combinación de metodologías empíricas y cálculos numéricos, incluyendo simulaciones estocásticas. En el enfoque empírico, se utilizó un modelo de predicción del movimiento del suelo (GMPM), pero también se rastrearon las bases de datos de movimientos históricos en busca de ejemplos con las características del terremoto de Le Teil; los espectros de los acelerogramas reales tendían a ser algo mayores que los del GMPM. Se observó que los resultados eran razonablemente coherentes a pesar de las incertidumbres involucradas en los GMPM, pero algunas de las diferencias podrían ser críticas en el diseño sísmico.
También se hizo evidente que los métodos empíricos por sí solos no utilizaban toda la información proporcionada, mientras que una simulación estocástica completa para generar las historias de tiempo requería datos adicionales. Principia ofreció una combinación de metodologías para hacer uso efectivo de toda la información disponible en base a procedimientos relativamente sencillos y bien establecidos.
Cabe destacar que estandarizar los reactores nucleares es una forma de reducir su coste y lograr paridad con otras fuentes de energía, como los combustibles fósiles y las renovables. La problemática sísmica ha frustrado la estandarización debido a que impone demandas específicas para cada emplazamiento. El aislamiento sísmico puede hacer frente a este problema, reduciendo así los costes, demoras e incertidumbres de futuras instalaciones.
La exitosa participación de Principia en el benchmark SMATCH subraya nuestra dedicación al campo de la sismología y nuestro compromiso con la mejora de la seguridad sísmica de las plantas nucleares. Estamos deseosos de continuar nuestro trabajo en estas áreas y compartir nuestros avances con la comunidad en general.