Siemens logra un hito con la primera pieza impresa en 3D en funcionamiento en una central nuclear

A raíz de la integración de la impresión 3D como parte de su cartera de servicios digitales, Siemens ha logrado dar un paso adelante con la primera instalación comercial exitosa y posterior uso continuado con seguridad de una pieza impresa en 3D en una central nuclear. Debido a los estrictos requisitos de seguridad y fiabilidad del sector nuclear, obtener esta cualificación representa un logro significativo.

La pieza de sustitución fabricada para la central nuclear de Krško, en Eslovenia, es un impulsor para una bomba de protección contra incendios que se encuentra en funcionamiento rotativo constante. La bomba de agua proporciona presión para el sistema de protección contra incendios de la central. El impulsor original llevaba en funcionamiento desde la puesta en servicio de la central en 1981, y su fabricante original ya ha cesado su actividad. Las piezas obsoletas y que no son de fabricantes de equipos originales resultan especialmente adecuadas para esta nueva tecnología, ya que tanto las piezas como sus diseños son prácticamente imposibles de obtener. Así, esta tecnología permite a las centrales veteranas seguir en funcionamiento y alcanzar o, como en el caso de Krško, incluso superar su vida útil prevista.

El equipo de expertos de Siemens en Eslovenia creó un «gemelo digital» de la pieza mediante ingeniería inversa. Las instalaciones de fabricación aditiva (AM) de la empresa en Finspång (Suecia), aplicaron a continuación su avanzado proceso de AM utilizando una impresora 3D para fabricar la pieza.

«Seguimos incrementando nuestra inversión y nuestros avances en fabricación aditiva e impresión 3D de vanguardia», declara Tim Holt, Director General de la división Power Generation Services de Siemens. «Este logro en la central nuclear de Krško es un ejemplo más de cómo la transformación digital y las capacidades basadas en datos que poseemos afectan al sector energético de maneras realmente importantes. La fabricación aditiva ha reducido los plazos, y una producción más rápida optimiza la sustitución de piezas y ofrece un valor real a nuestros clientes».

Satisfacer los estrictos requisitos de calidad y seguridad de la central nuclear de Krško requirió muchos ensayos, realizados en colaboración con el equipo de operaciones de Krško a lo largo de varios meses, para garantizar que la nueva pieza 3D ofreciera un funcionamiento seguro y fiable. Otros ensayos de materiales de un instituto independiente, así como un análisis mediante tomografía computarizada, mostraron que las propiedades materiales de la pieza 3D eran superiores a las de la pieza original.

«El rendimiento mejor de lo esperado que muestra la pieza 3D nos hace confiar en que podemos alcanzar la vida útil prevista de nuestro equipo», dijo Vinko Planinc, director de mantenimiento en la central de Krško. «Siemens posee un largo historial de innovación en este ámbito, y su dedicación por proporcionar a sus clientes las últimas innovaciones contrastadas los convertía en un socio inmejorable para este proyecto».

La central nuclear de Krško se encuentra entre las más destacadas de Europa según el Grupo de Reguladores Europeos de Seguridad Nuclear en términos de seguridad, de acuerdo con evaluaciones motivadas por el accidente en Fukushima. Suministra más de un cuarto de la electricidad de Eslovenia y un 15% de la de Croacia, por lo que es de importancia vital para la región. Durante más de una década, Siemens ha estado realizando modificaciones activamente y proporcionando servicios ajenos a la parte nuclear de esta central, incluyendo turbinas, generadores y equipamiento auxiliar.

Siemens y la central de Krško tienen previsto continuar la investigación y el desarrollo en este ámbito, y desean mejorar el diseño de piezas que son extremadamente difíciles de producir mediante técnicas de fabricación tradicionales, como pueden ser estructuras ligeras con patrones de enfriamiento mejorados.

Siemens dirige una instalación de AM puntera en Finspång, donde lleva mejorando esta tecnología desde 2009. Siemens usa ampliamente la AM para crear prototipos rápidamente y ha introducido soluciones de producción en serie para fabricar con rapidez mezcladores de combustible y para reparar velozmente boquillas de quemador en turbinas de gas de tamaño medio. El primer componente de quemador impreso en 3D para una turbina de gas de trabajo pesado de Siemens lleva en funcionamiento comercial de manera exitosa en una planta eléctrica de Brno (República Checa) desde junio de 2016. Ha alcanzado el equivalente a 1.600 horas de servicio sin provocar ninguna parada forzada. Para la producción de piezas en turbinas de gas industriales, los beneficios de la AM de Siemens incluyen una reducción de en torno al 50% en los plazos de producción y de un 75% en los plazos de desarrollo. Siemens ha anunciado recientemente que ha completado sus primeros ensayos con motores a plena carga para álabes de turbina de gas fabricados totalmente con tecnología AM.