Fukushima Daiichi, Año I: los errores

• Pese a lo que se pueda pensar, colocar la planta junto al mar no es uno de los fallos
• Fukushima año 1: antes y después

Tras doce meses de análisis conocemos los errores que provocaron la catástrofe nuclear en la planta japonesa. Éstos son los más importantes:

No error: colocar la central nuclear en la orilla. Colocar la planta junto al mar, contra lo que pueda pensarse, no es uno de los fallos. Los reactores nucleares necesitan enormes cantidades de agua para asegurar su refrigeración, y las islas japonesas no tienen grandes ríos ni mucho menos embalses que puedan servir a este propósito.

La orilla del mar es por tanto el lugar lógico para los reactores nipones. Incluso en la costa de Fukushima, completamente abierta al Océano Pacífico e históricamente barrida por tsunamis tras grandes terremotos. Con las adecuadas precauciones, la situación no era un problema.

Error: la mala previsión del riesgo de tsunami

Error: mala previsión de riesgo de tsunami. La simulación de los riesgos en Fukushima Daiichi, sin embargo, era deficiente. Los rompeolas y la disposición misma de los reactores y sus instalaciones auxiliares se llevaron a cabo según una previsión de tsunami máximo muy inferior al que ocurrió el 11 de marzo de 2011. Aquel día 3 de los 6 reactores de la central estaban funcionando (los 4, 5 y 6 estaban apagados). Tras el terremoto y antes del tsunami el procedimiento de apagado arrancó adecuadamente en los reactores 2 y 3, y con algunas irregularidades (no preocupantes) en el reactor 1.

El problema es que la planta no estaba preparada para el tsunami, que pudo superar los 16 metros, y tal vez alcanzar los 20, en aquel punto. Esta posibilidad simplemente no se había tenido en cuenta en el diseño, a pesar de que el riesgo aparecía al menos en un informe de 2007 realizado por un ingeniero de seguridad de TEPCO (pdf).

Por eso los reactores quedaron a salvo, pero se perdieron los sistemas de emergencia que debían mantener la central operativa en caso de apagón. Estos sistemas auxiliares podrían haberse colocado en un lugar más elevado o en un búnker impermeable, pero no se consideró necesario. La alerta previa tampoco hubiese servido de nada: el error fatal estaba en la construcción misma de la central.

Error: vulnerabilidad del suministro electrico

Error: vulnerabilidad del suministro eléctrico. El tsunami llegó unos 45 minutos después del terremoto, y cortó las 6 diferentes conexiones eléctricas de la central con el resto de la red. Asimismo destruyó las bombas de agua de 11 de los 12 generadores auxiliares, dejando sin electricidad a los reactores 1 al 5 (el 6 conservó un generador operativo). Cada uno de los reactores contaba con baterías como tercera línea de defensa, pero el agua inutilizó las de los reactores 1 y 2; el reactor 3 conservó la suya.

La inundación también arrasó los conectores que hubiesen permitido acoplar fuentes externas de electricidad. Para colmo las bombas de agua que debían funcionar para transferir el calor desde los sistemas de refrigeración de emergencia al mar también quedaron destruidas. En este momento la situación era muy grave: los reactores 1 al 3 estaban apagados, pero generaban calor residual que no podía disiparse.

Por un lado la falta de energía eléctrica en el 1 y el 2 hacía imposible bombear o controlar agua de refrigeración; en el reactor 3 la batería proporcionó algún control a los operadores durante 36 horas (estaba diseñada para 8 horas de operación). Pero el calor extraído de los núcleos no podía disiparse por la falta de bombas. La situación no podía más que deteriorarse.

Error: mal diseño del modelo de reactor

El problema está en el diseño mismo de los reactores de Fukushima, que son de agua en ebullición de primera generación. En estos reactores la refrigeración de emergencia en caso de apagón completo se produce ventilando vapor a una cavidad tórica (con forma de donut) situada bajo el núcleo denominada ‘Contención Mark I’.

Esta cavidad está parcialmente llena de agua, y debe servir para condensar el vapor escapado del núcleo para poder devolver el agua (ahora fría) al circuito de refrigeración. De ello se encarga la llamada ‘piscina de supresión’. El calor debe transferirse luego al océano (‘sumidero final’) mediante una circulación de agua asegurada con bombas.

Pero las bombas y las tomas de agua del mar quedaron destruidas, y la ‘Contención Mark I’ y sus piscinas de supresión apenas fueron capaces por sí solas de retirar el calor de los núcleos durante unas pocas horas.

Error: falta de preparación para un apagón prolongado

Error: falta de preparación para un apagón prolongado. Ni los procedimientos de seguridad del operador, TEPCO, ni las exigencias de los organismos gubernamentales de control preveían una situación de apagón eléctrico completo de larga duración. No había procedimientos pensados para esta situación. Los operarios de la planta tuvieron que improvisar a cada momento.

Además, el centro de control externo a la planta, diseñado para centralizar la respuesta en caso de emergencia, estaba fuera de servicio como resultado del terremoto y el tsunami, e insuficientemente equipado. El sistema de previsión SPEEDI, diseñado para modelar y prever la contaminación radiactiva y su extensión, no fue usado para las evacuaciones. Las autoridades estaban en territorio desconocido.

Error: carencia de sistemas pasivos de refrigeración

Durante los tres días siguientes al terremoto/tsunami los tres reactores fueron perdiendo la refrigeración del núcleo (pdf). Como consecuencia el agua dentro de las vasijas del núcleo se calentó hasta entrar en ebullición, la presión aumentó y se produjo pérdida de estanqueidad, y con ella de agua. Al bajar el nivel de agua dentro de los núcleos quedaron al descubierto las barras de combustible, que empezaron a fundirse con el calor.

El mayor peligro es que el material fundido del núcleo, denominado corium, se acumulara en el fondo de las vasijas y las perforara, saliendo a la llamada Contención Primaria (el edificio donde está alojado el núcleo). Una vez allí, en teoría, podría a su vez perforar el hormigón a incluso salir al exterior; es el llamado (y mítico) ‘Síndrome de China’.

Las simulaciones realizadas por TEPCO indicaban que era casi imposible; los datos de Chernobyl respaldaban la idea. Pero antes había otro peligro más inmediato: al perder estanqueidad los núcleos se estaba liberando radiación al ambiente. Y se estaba acumulando hidrógeno, procedente de la reacción entre el vapor de agua y ciertos metales de las vainas de combustible nuclear, en los edificios. Y el hidrógeno es explosivo.

Error: el fallo humano

En la primera fase del accidente un circuito vital de la refrigeración de emergencia del Reactor 1 estuvo varias horas desconectado porque un trabajador de la central creyó, equivocadamente, que no había agua en su interior (pdf). Quienes tomaban las decisiones, sin embargo, pensaban que sí estaba operativo, y que por tanto la acumulación de hidrógeno estaba bajo control. Pero no lo estaba. Como consecuencia, había más hidrógeno del que se pensaba.

Error: insuficiencia del control de hidrógeno

El problema de la acumulación de hidrógeno en este tipo de circunstancias era conocido, y había sistemas de seguridad reforzados para mitigarlo. Por ejemplo, catalizadores para facilitar que el hidrogeno (altamente reactivo) se vuelva a unir con oxígeno, formando inofensiva agua, y sistemas de ventilación extra-potentes para extrae el gas inflamable y lanzarlo a la atmósfera.

Todas las precauciones fueron insuficientes: se calcula que la fusión de las vainas de los núcleos 1 al 3 produjeron más de 1.000 kilos de hidrógeno. La falta de electricidad impidió operar los sistemas de ventilación reforzados. La consecuencia fue que el hidrógeno se acumuló en los edificios externos de los reactores.

Error: burocracia que interfiere

TEPCO no tenía la autoridad para producir vertidos de vapor o hidrógeno a la atmósfera sin autorización gubernamental. Los operadores de la planta trataron de obtener esta autorización, que conllevaría vertidos de material radiactivo. Pero hubo retrasos, tal vez porque las evacuaciones todavía no habían terminado; mientras se llevaban a cabo el primer ministro visitó la planta, lo que a su vez pudo interferir con las operaciones de control. Mientras, el hidrógeno escapó de la contención primaria y llenó los edificios de los reactores 1 al 4; este último estaba parado, pero compartía sistemas de ventilación con el 3, y parece que gas procedente de su vecino lo inundó.

Se desconoce exactamente cómo pudo salir el hidrógeno de la contención primaria, pero se sospecha que fue por fugas iniciadas por la sobrepresión de vapor en los núcleos. Al no poder ventilar la acumulación de hidrógeno a tiempo, en los edificios de varios reactores se fueron creando atmósferas explosivas.

El primero en estallar fue el edificio del Reactor 1, 24 horas después del terremoto, provocando liberación de radiactividad y cuatro heridos, pero sin afectar a la contención primaria. Para entonces los tres reactores estaban siendo inundados con agua de mar y ácido bórico para limitar la reactividad nuclear. El día 14 estalló el edificio del Reactor 3, provocando 11 heridos y destruyendo las bombas que mantenían refrigerado el Reactor 2. El edificio del Reactor 2 estalló el día 15; se temió que la contención primaria se hubiese dañado.

Error: las piscinas de combustible usado

El día 14 saltó la sorpresa entre los especialistas, al iniciarse un fuerte incendio en el Reactor 4, que estaba parado. La deflagración abrió agujeros en el edificio de contención y arrasó el interior. El problema era su posible origen, que estaba relacionado con otro fallo de diseño de los reactores de agua en ebullición como los de Fukushima: las piscinas de almacenamiento de combustible gastado.

En estos reactores están situadas en alto, a los costados del núcleo del reactor, y en el Reactor 4 estaban repletas con todo el combustible recién extraído para su reemplazo. Las piscinas tienen 12 metros de profundidad, y están diseñadas para albergar los elementos de combustible gastado (que miden 8 metros) y cubrirlos con al menos 4 metros más de agua fuertemente borada para absorber los neutrones y evitar así cualquier  reanudación de las reacciones nucleares. El combustible produce calor, y el agua de las piscinas debe ser refrigerada, o el nivel de agua descenderá. Si las barras de combustible quedan al descubierto, pueden fundirse o arder.

La carencia de electricidad desconectó los sistemas de refrigeración, así que el agua de las piscinas comenzó a evaporarse. En principio había reserva suficiente, pero las salas de control carecían de información fiable; la explosión en el Reactor 4 provocó el temor de que su piscina hubiese perdido el agua y se hubiese iniciado un incendio de las varillas de combustible gastado. Otros reactores tenían también piscinas, igualmente en situación de perder el agua.

El resultado de un fuego de combustible podía ser la extensión de humo radiactivo en la atmósfera, y de hecho hubo cierta liberación de material contaminante. Afortunadamente el fuego se extinguió con rapidez, y finalmente se descubrió que su origen era hidrógeno procedente del Reactor 3 a través de los sistemas de ventilación compartidos.

La situación de las piscinas y los sistemas de ventilación pareados complicaron la situación e hicieron temer por el combustible gastado. Al final los desesperados esfuerzos de los operadores, arrojando agua mediante helicópteros, camiones de bomberos y bombas de hormigón a través de los agujeros abiertos por las explosiones permitieron controlar la situación.

Error: dispersión gubernamental y enfrentamientos

Varias agencias y ministerios diferentes del gobierno japonés estaban encargadas de monitorizar las operaciones en las centrales nucleares, con las consecuentes rivalidades y luchas burocráticas por las áreas de control y poder. La principal agencia reguladora, la NISA (Nuclear and Industrial Safety Agency, agencia de seguridad nuclear e industrial) estaba supervisada por la NSC (Nuclear Safety Commission, comisión de seguridad nuclear) pero sus responsables no estaban adecuadamente preparados.

No había un responsable único de tomar las decisiones en caso de accidente hasta el día 26 de marzo. Ese día el jefe del gabinete Naoto Kan nombró un asesor especial encargado de centralizar las decisiones en la persona de Sumio Mabuchi, que había sido ministro de urbanismo, infraestructuras, transporte y turismo en su gobierno. La difusa cadena de mando gubernamental dejó decisiones críticas en manos de la empresa operadora TEPCO, conocida por varios incidentes de seguridad y por su talante oscurantista con la información.

Las relaciones entre las agencias gubernamentales y la empresa no fueron fluidas, y dieron lugar a contradicciones en la información suministrada al público y a demoras en algunas operaciones (como ciertas inyecciones de agua de mar para refrigerar los núcleos). Mas tarde Sumio Mabuchi llegó a afirmar que la información recibida de la empresa había sido engañosa en algunos puntos, como la posible fusión de los núcleos, luego confirmada.

Las malas comunicaciones entre el gobierno y la empresa, y entre el cuartel general de TEPCO y sus responsables en la planta afectada, llevaron a situaciones chuscas, como una teleconferencia en la que el jefe de Fukushima Daiichi, MasaoYoshida, afirmó que paralizaría el uso de agua de mar en cumplimiento de las órdenes de sus superiores, que querían la autorización expresa del gobierno.

A la vez Yoshida informó al operario encargado de las inyecciones que continuara, mintiendo así a sus superiores pero permitiéndoles salvar la cara en su enfrentamiento con los funcionarios gubernamentales. El gobierno no hablaba con TEPCO, que no hablaba con el centro de mando de Fukushima Daiichi.

Error: pésima comunicación de crisis

El factor único que más contribuyó a generar una atmósfera mundial de pánico fue la nefasta política de comunicación del gobierno y de TEPCO durante la crisis (pdf). La pésima comunicación entre las distintas instancias ya era mala, pero además provocó continuos enfrentamientos y contradicciones. Cuando el subdirector de NISA Koichiro Nakamura aceptó en una rueda de prensa el día 12 la posibilidad de una fusión del Reactor 1 el gabinete del primer ministro japonés montó en cólera y exigió control sobre las futuras noticias.

El gabinete del primer ministro procedió entonces a microcontrolar las comunicaciones, punteando a los directivos de NISA. El propio Naoto Kan visitó la planta, como ya vimos, en las primeras y cruciales horas del accidente; más tarde se presentó en la central de TEPCO en Tokio ante la noticia de que la empresa consideraba retirar a su personal y exigió a los trabajadores reunidos en el centro de crisis que se sacrificaran si era preciso para controlar la situación.

Preocupado por no disparar el pánico pero habiendo recibido estimaciones muy pesimistas de lo que podía ocurrir en el peor de los casos (que consideraban incluso la evacuación de Tokio), el primer ministro contribuyó a generar una cierta impresión de que la situación se estaba descontrolando. Probablemente eso influyó en que gobiernos extranjeros y la prensa internacional azuzaran un temor desproporcionado con la magnitud final de la catástrofe.