Tuberías para refrigerar un reactor nuclear: el trabajo de un equipo del Instituto de Ciencias de la UNGS

Los sistemas de enfriamiento son una parte esencial de los reactores nucleares. Su función es bajar y mantener la temperatura estable dentro del reactor. Un equipo de la UNGS está desarrollando un simulado computacional de uno de los componentes de este sistema térmico, que formará parte de un microreactor de INVAP, empresa referente en proyectos de tecnología a nivel mundial.

La tarea específica es modelar computacionalmente el funcionamiento de unas tuberías refrigerantes, llamadas heat pipe, que son la primera barrera de contención del calor que se genera en el núcleo del reactor, que es dónde se produce la reacción nuclear. “Buscamos predecir el comportamiento térmico de este dispositivo así como su funcionamiento estable y seguro en las condiciones críticas de operación de las aplicaciones nucleares-espaciales”, explica la física Florencia Carusela, directora del Laboratorio de Modelado y Simulación Computacional del Instituto de Ciencias de la UNGS y directora de este proyecto de desarrollo tecnológico.

Las heat pipe o tuberías refrigerantes ya son utilizadas en reactores nucleares, en dispositivos para refrigerar computadoras y servidores y también en telecomunicaciones y aplicaciones militares, entre otros campos. Sin embargo, el equipo de la UNGS tiene un desafío extra, lograr que el dispositivo sea útil tanto en la Tierra como en la Luna. Ya que -como aclara Carusela-, los microreactores de los que formarán parte “están pensados no sólo para misiones espaciales, sino también para ser utilizados para generar energía en futuras bases lunares”.

Simular computacionalmente un dispositivo antes de su fabricación, ahorra tiempo y gastos. “Un prototipo computacional evita altos costos de fabricación preliminares y de pruebas. Incluso se puede usar como un banco de pruebas y para validación de datos”, cuenta Carusela, que además agrega que en la actualidad y a nivel mundial “el modelado computacional es una pata esencial en empresas aeronáuticas, navales, de energía, nucleares y espaciales”, entre otras.

“En este momento estamos trabajando en la primera etapa que es el desarrollo de un prototipo básico”, aclara Carusela y hace énfasis en el enfoque interdisciplinario con el que encaran el proyecto, ya que combina ciencia de materiales, física térmica, física de fluidos, ingeniería nuclear y ciencias de la computación. En etapas futuras esperan desarrollar un gemelo digital de estos heat pipe para la realización de pruebas y validación de datos en tiempo real.

En la UNGS, trabajan junto a Carusela en este proyecto Alejandro Monastra, Adriana Gaudiani, investigadores y docente del ICI, y los becarios doctorales Lucas Chej, Luciano Zurdo y Gastón Baeza. El equipo se completa con Daniel Hergenreder, Laura Mataloni y Héctor Sarabia, de INVAP. “Con este proyecto estamos contribuyendo a la soberanía tecnológica del país y atendiendo una necesidad que hoy se vuelve más relevante que nunca”, enfatiza la científica.

Este proyecto, “Optimización y validación digital de un sistema térmico para la industria espacial-nuclear mediante simulación computacional avanzada”, se desarrolla en colaboración con INVAP en el marco de una convocatoria del Consejo Interuniversitario Nacional con financiamiento de la Unión Europea, a través de la Alianza Universitaria Argentina Europea para la Transformación Digital.

Fuente: https://www.ungs.edu.ar/new/tuberias-para-refrigerar-un-reactor-nuclear