IA, automatización y perros robot garantizan la seguridad nuclear in situ

Proyecto Nuclear CGN Lufeng, ubicado en la costa de la provincia de Guangdong. (Foto: Wang Yajing)

Pase usted unos minutos en el taller del Proyecto de Energía Nuclear CGN Lufeng, en la provincia de Guangdong, y difícilmente pasará desapercibido el perro robot que verifica la seguridad contra incendios.

Al principio, puede parecer casi informal, moviéndose por el suelo de concreto a un trote sin prisas. Pero tan pronto como se enciende una antorcha de soldadura, sus sensores cuentan una historia muy diferente. La máquina puede acercarse a una escena de trabajo en caliente, tomar fotos y comprobar si la operación se está llevando a cabo correctamente. Este robot es un permanente y silencioso vigilante dentro del área de soldadura.

Su ruta de patrullaje se puede programar según el cronograma de trabajo previsto. Impulsado por 5G, puede inspeccionar un taller o un área más amplia de la planta por sí mismo, utilizando sensores térmicos y ópticos para identificar actividades de trabajo en caliente. Cuando su batería se agota, regresa y se carga en su estación.

El perro robot es una pequeña parte de un impulso más amplio en el proyecto nuclear de Lufeng para incorporar inteligencia artificial, robótica y herramientas de gestión digital en la construcción de energía nuclear. Estas tecnologías no se utilizan como piezas de exhibición, sino para ayudar a que un sitio de construcción grande y concurrido sea más seguro, eficiente y fácil de administrar.

Este proyecto es el noveno de energía nuclear de China General Nuclear Power Corporation y el primer gran proyecto de energía nuclear en el este de Guangdong. Está previsto que cuente con seis unidades de reactores de agua a presión de un millón de kilovatios.

Cuando las seis unidades estén en funcionamiento, se espera que generen unos 52 mil millones de kilovatios-hora de electricidad al año y reduzcan las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente 48,05 millones de toneladas métricas anuales.

La escala es una parte del desafío. Las unidades 5 y 6, ambas con tecnología Hualong One, se están construyendo junto con las unidades 1 y 2, que utilizan el diseño de reactor CAP1000. Está previsto que estas unidades entren en funcionamiento para el 2030.

Xu Kai, ingeniero del Departamento de Seguridad y protección de CGN Lufeng Nuclear Power Co, resaltó que el sitio de construcción cuenta con unos 30 mil trabajadores autorizados y más de 2 mil actividades laborales de diferentes niveles de riesgo en un día normal de construcción.

Ingenieros comprueban el estado de funcionamiento de las instalaciones de suministro de energía del proyecto. (Foto: Wang Yajing/ China Daily)

Para mantener un sitio tan complejo "visible, controlable y rastreable", Lufeng ha construido un centro de comando integrado. El progreso de la construcción, los datos de cualificación de los trabajadores, el estado de los equipos y la información de monitoreo ambiental se concentran en grandes pantallas, dinámica que permite a los gerentes seguir las condiciones cambiantes en tiempo real.

Cada trabajador está vinculado a un archivo digital que incluye registros de capacitación previa al trabajo, certificados de calificación e información de exámenes de salud. Las puertas de control de acceso verifican automáticamente si un trabajador tiene la autorización requerida antes de permitirle la entrada a un área de trabajo.

El centro también puede mostrar el número en tiempo real de personas que entran o salen por cada puerta y conectar la información con las cámaras cercanas.

Xu indicó qe para operaciones de alto riesgo, el sitio se divide en zonas de riesgo en un modelo tridimensional. El personal del centro de comando puede hacer clic en un elemento de trabajo de alto riesgo y ver inmediatamente las cámaras en el área circundante. Los sistemas de monitoreo recopilan datos sobre el desplazamiento de taludes, los niveles de agua de los fosos de cimentación de la isla nuclear y los parámetros ambientales las 24 horas del día. Las lecturas que no sean normales activarán advertencias.

Por otra parte, se han implementado cámaras de IA en áreas clave para identificar y capturar peligros potenciales, incluidos trabajadores que no usan equipo de protección personal adecuadamente, entradas a áreas peligrosas, acticidades como fumar y señales de fuego, detalló Xu.

El sistema permite una alerta temprana en tiempo real y una respuesta rápida, lo que reduce significativamente el tiempo desde la identificación del peligro hasta su resolución.

Este mismo enfoque se está extendiendo desde el monitoreo de seguridad hasta la calidad de la construcción.

CGN Lufeng Nuclear Power precisó que la empresa ha desarrollado 33 aplicaciones digitales para respaldar el monitoreo inteligente, la alerta temprana, la respuesta y la evaluación.

Un sistema basado en IA para identificar piezas incrustadas puede comparar los datos escaneados del sitio con los planos y los estándares de diseño, verificando el número, la posición y la elevación de las piezas incrustadas, explicó Cheng Lei, subgerente del departamento de ingeniería de CGN Lufeng Nuclear Power.

En esta aplicación, la tecnología mejoró la eficiencia de verificación en un 75 por ciento y alcanzó una precisión de identificación del 100 por ciento, al tiempo que redujo la necesidad de que los trabajadores subieran alturas para realizar mediciones.

En las pruebas eléctricas, la IA también se utiliza como herramienta auxiliar. Wang Zhichao, supervisor principal de la puesta en marcha de la distribución de energía de la planta, indicó que a los trabajadores se les realiza una gran cantidad de verificaciones de condiciones previas. Se pueden cargar fotos para una revisión asistida por IA para ver si se cumplen las condiciones y si existen riesgos de seguridad.

Sin embargo, “el resultado de la IA no es la decisión final”, aclaró Wang. La revisión humana sigue siendo necesaria.

Su punto de vista es compartido en todo el sitio. Se están utilizando herramientas inteligentes para reducir los puntos ciegos y el trabajo repetitivo, no para eliminar el juicio profesional de la construcción nuclear.

Instalaciones adicionales del proyecto. (Foto: Wang Yajing/ China Daily)

Ese principio también es visible en el lado de la fabricación, donde la automatización está cambiando el trabajo de soldadura. Lei Yao, subgerente de ingeniería del proyecto de China Nuclear Industry 23 Construction en Lufeng, señaló que la isla nuclear implica unos 200 mil puntos de soldadura, de los cuales unos 160 mil son soldaduras de tuberías pequeñas.

Lei también indicó que el taller de soldadura de tuberías pequeñas ha introducido accesorios estandarizados, marcado con códigos QR, trazabilidad digital de materiales y patrullajes de seguridad robóticos. El perro robot de vigilancia contra incendios puede ayudar a identificar comportamientos inseguros y riesgos ocultos, como incendios, humo denso o trabajadores en altura que no se han abrochado los arneses de seguridad.

La tecnología de soldadura autógena de tuberías pequeñas del taller es un ejemplo clave. En comparación con la soldadura manual, el proceso automático reduce la dependencia de soldadores altamente experimentados, mejora la estabilidad y acorta el tiempo de soldadura.

Lei manifestó que el taller tenía unos 60 trabajadores cuando comenzó, incluidos unos 12 soldadores. Tras la puesta en marcha de la tecnología de soldadura automática, el número total de trabajadores del taller se redujo a una treintena. De hecho, apenas se necesitan unos cuatro soldadores para operar la instalación de soldadura autógena.

“Un soldador manual calificado puede necesitar de tres a cinco años de entrenamiento para lograr una tasa de calificación estable para el trabajo nuclear”, explica Lei. “Con el sistema automático, los trabajadores pasan de la soldadura directa a la operación de equipos y la supervisión del proceso”.

Lei también destacó que la tasa de calificación para el proceso automatizado de soldadura de tuberías pequeñas se ha mantenido por encima del 99 por ciento en el uso a largo plazo, en comparación con aproximadamente el 97 por ciento de la soldadura manual.

Complementando estos avances en el taller, Jiang Jiang, subgerente del Departamento de Documentación de Inteligencia Digital de CGN Lufeng Nuclear Power, señaló iniciativas digitales más amplias.

"La empresa está construyendo un modelo de gemelo digital 3D de todo el sitio de la planta", afirmó Jiang. "Sincroniza el progreso de la construcción en tiempo real y los datos ambientales, lo que permite una gestión y un control visuales, refinados e inteligentes".

La empresa también está desarrollando un sistema de gestión de documentos digitales de ciclo de vida completo que archiva electrónicamente y hace que todos los documentos de ingeniería, registros de equipos, registros de seguridad y datos de monitoreo sean rastreables para mejorar la eficiencia de la gestión.

"Esta actualización inteligente integral ha logrado efectivamente nuestros objetivos principales: menos personal, mayor eficiencia, mejor seguridad y mejor calidad", concluyó Jiang.