Revista ~texicana de Física 19(970) S9 - S2S

,CONJUNTO DEL REACTOR: ARQUITECTURA, OBRA CIVIL

E INSTALACIONES

P. Moctezuma

Secretaría de Obras Pííblicas

c. Fonseca

CYCSA

A. Mora les Amado y Victor Ley Koo

Reactor, Comisión Nacional de Energía Nuclear

S -9

RESUMEN: La Comisión Nacional de Energla Nuclear solicitó a la Secreta-

ría de Obras Públicas la elaboración de los proyectos y la eje-

cución de la obra civil e instalaciones hidráulicas y eléctricas

del Centro ~uclear de México sito en Salazar, Edo. de México,

siendo CYCSA el contratista principal. El conjunto del Reac-

tor de este Centro consta de cinco edificios principales: el del

Reactor con la Sala del Reactor mismo, Cuarto de Control, Ofi-

cina de Operadores, Cuarto de ~táquinas, Galería de Visitantes

y Laboratorios de análisis por activación y de conteo; el de La-boratorios de Bajo Nivel Radiactivo con Secciones de QuímicaNuclear; Física e Ingeniería de Reactores, Espectrometría Ga-ma, Espectrometría de Neutrones, Producción de Radioisótopos,

Conteo, Seguridad Radiológica, Desechos Radiactivos yaplica-ción de Radioisótopos a la Agricultura, esta última albergada

S-ID P. Moctezuma et al

en forma provisional; el del Laboratorio de Alto Nivel Radiacti-

vo para manipular a contcol remoto muy altas acdvidades, con

Taller Mecánico para trabajar materiales radiactivos, y cuarto de

descontaminación de equipo; el de Servicios Comunes con Sec-

ción de descontaminación de personal, lavandería, ropería, en-

fermería, taller mecánico, taller electrónico y almacén de sustan-

cias químicas y componentes electrónicas; el Administrativo con

oficinas para la dirección del reactor y para los investigadores,

biblioteca, comedor, aulas y estación meteorológica •.

Estos edificios cuentan con servicios sanitarios, calefac-

ción y subestación eléctrica. El drenaje de desechos radiacti.vos líquidos está instalado en galerías subterráneas que lo lle-

van al patio de desechos donde son procesados. Los diseños

de los edificios y las especificaciones de materiales utilizados

se hicieron tomando en cuenta los aspectos de Seguridad Radio-

lógica, funcionalidad arquitectónica y la posible expansión futu .•

ra.

El sitio en que está ubicado el Centro Nuclear de Mé-xicofue seleccionado entre 6 sitios analizados (1). E.stá localizado en Sala-zar. Edo. de México, aproximadamente a 36 km al suroeste de la Ciudad de Mé-xico, al sur de la Carretera México-Toluca. El sido dene una elevación de3000 mts. sobre el nivel del mar y una superficie de 150 hectáreas de terrenomoncañoso que varía en altitud, a¡:t"oximadamente 50 mts. alrededor del prome-dio. La carrerera México'-Toluca [Usa a¡:t"o:<imadamente a 750 mts. dellirxie-ro Norte del sido ya 1~ km. del conjunto del Reactor.

El personal que crabaja en L.1.sala del reactor es en promedio de 15personas. La población alrededor del Centro Nuclear es aproximadamentede 100 personas dentro de un círculo con radio de 1 ~ km. Los poblados máspróximos al Centro Nuclear son los de 'La Marquesa y Salazar con poblaciónconjunta de 700 habitantes. La pobL.'lci0n dentro de un círculo con radio de5 km. es de 5000 habitantes. A 30 km. al noroeste está la Ciudad de ~féxicocon una población de 7 millones de habitantes.

Debido a la elevación del sitio, las temperaturas mensuales prome-dio son 5°C menores que las ::orrespondiemes a la Ciudad de ~léxico. Lamáxima precipitación pluvi.:1.1es de 5 cm en un período de 24 hs. De Mayo aOctubre se observó el 88% de la precipitación anual y durante ésta tempora-da se produce neblina.

Conjunto del Reactor 5-11

No se han localizado epicentros importantes en la vecindad del sitioy la zona ha sido clasificada como de actividad sísmica media caracterizadapor temblores de intensidad VII de la Escala Modificada de Mercalli (acele-ración 0.1 -0.2 m/sec2) con frecuencia de una vez cada 26 años y de inten-sidad VIII (aceleración 0.25 -0.5 m/sec2) una vez cada 73 años.

La S. o. P. tuvo a su cargo los estudios, proyec tos y construcc ión delCentro Nuclear, que consta de la edificación de un conjunto para un acelera-dor y otro para un reactor. Existe ademis el conjunto de Talleres Genera-les que da servicio a los antes mencionados.

'Lo." orimeros estudios se iniciaron en el año de 1963.

En la Fig. 3.1 se muestra la ubicación del Centro Nuclear relativaa las Ciudades de México y Toluca. 'La Fig. 3.2 muestra los linderos delCentro Nuclear, la zonificación y los conjuntos del acelerador'y del reactoren los extremos noroeste y sureste, respectivamente.

El conjuntodel reactor fue resuelto en 5 edificios principales, liga-dos entre sí por circulaciones horizontales y verticales, contánJoseademáscon un pabellón para la subestación eléctrica y planta de emergencia. Seescogió esta solución arquitectónica porque en esta forma se logra la zoni-ficación de Jos edificios de acuerdo con los niveles radiactivos de trabajo

S-l2 P. Moctezuma et al

•

Conjunto del Reactor S-13

(ver F ig. 3.3). En la Fig. 3.4 se muestra una planta de conjunto en donde.se notan los 5 edificios principales:

a) Sala del Reaclor.- (No. 1 de la Fig. 3.4) Es un edificio con unaplanta de 25.00 m. x 35.00 m. y altura de 13.00 m., que fue proyectado paraalojar al reactor mismo incluyendo su blindaje (nivel 0.00); cuarto de máqui-nas y laboratorios de análisis por activación (mezanine, nivel 4.09); cuartode control, oficina de .operadores, cuarto de conteo y galería de visitantes(mezanine nivel 7.83). En la Fig. 3.5 se muestran las plantas corres-.dientes a los niveles mencionados anteriormente y además el nivel corres-pondiente a la grúa viajera con capacidad de 6 tons. Abajo del blindajearranca una galería en la que está instalada la tubería q'ue sirve para drenarlos desechos radiactivos líquidos.

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fig.3.3.Conjunto d,l R,aetar

La cimentaclOn fue diseñada contra sismos y para evirar asentamien"tos diferenciales. 'Ut estructura de ~ sala es metálica y la cubierta estáhecha a base de losas de concreto. Las losas de los mezanines son nervu-radas de concreto y están diseñadas para soportar una carga de 5 ton/m2 •

El piso está diseñado para soportar una carga de la Ton/m2• Los murosexteriores son de concreto'.armado con acabado aparente. Es interesante

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P. Moctezu ma et al

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P. Moctezuma et al S. 15

"hacer nocar que en la pared norte de la sala, existe un enorme ventanal, elcuales permitidodebidoa la seguridad inherente del reactor.

El aire de la sala es cambiado 6 veces por hora y descargado a la at.mósfera a través de un pleno, previo monitoreo. En situaciones anormales(excesode radiactividad) el aire es conducido por duetos a través de {¡lerasabsolutos, obteniéndose así un perfecto control.

Tooas las superficies están recubienas con materiales especiales,difíciles de contaminar radiactivamente y fáciles de descontaminar y con ca.racterísticas de resistencia mecánica y química apropiadas para el tipo detrabajo que van a desempernr.

El reactor está comunicado por medio de una galería con una torre deenfriamiento ubicada en el exterior

Con objeto de que los visitantes puedan entrar a la sa la y observarlos trabajos que allí se efectúan, sin interferir con los científicos, existeuna galería de visitantes comunicada directamente con el exterior. La salaestá :omunÍcada con el Laboratorio de aleo nivel radiactivo, la sección ad ...ministrativa y con el exterior.

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5-16 P. Moctezuma et al

b) Laboralo rlo. d. bajo nlv.1 radlac Ilvo •- (No. 2 de la F ig. 3.4) Consecciones de Química Nuclear, Física e 'Ingeniería de reactores, Espectromc-tría de neU[I'ones, EspecU'ometría gama, Producción de radioisótopos, Conteo,Seguridad radiológica, Desechos radiactivos y Aplicaciones de los radioisó.topos a la age icultu ca.

Este edificio cuenta con un sótano donde estan alojadas las celdas deproducción de radioisóropos (Ver Fig. 3.6 y 3.7) y el cuarlode máquinas. Es"ca zona está comunicada con los laboratorios por escaleras y montacargas.Cada laboratorio dispone de la altura suficiente para montar experimentosen los que se requiera de gran altura, cuenca con un mezanine desmontable y

además con cubículo separado físicamente del laboratorio mismo por un pa .•s ¡Ho.

Fill' 3.6Todos los laboratorios cuentan con servicios de agua fría, caliente

y destilada, aire comprimido, vacío y gas. Las líneas de alimentación deestos servicios están alojadas en una amplia galería que divide los labora-corios en 2 alas, lo cual facilita la inspección y mamenimiento de dichaslíneas. En esta galería están alojados también los ductos de ventilación ylas tuberías de drenaje para desechos radiactivos líquido$. Los recubri-mientos usados en los laboratorios son similares, en función, a los usados

Conjunto del Reactor

en la sala del reactor.

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S -17

e • • •e __00 __ DIRECC10N DEL REACTOR ..•. , ..L I b . d •. F ig. 31.

7 d d" d d'"os a oratOrlOS e qUlmlca nuc ear y e pro UCClon e ra 101S0to-pos cuentan con un sistema de extracción que produce un gradiente de pre-sión, de mcx.ioque el movimiento del aire sea de la zona de operación no ra-diactiva hacia el interior de las campanas o celdas de procesamiento, enlas que se trabaja con sustancias radiactivas, y de estas al exterior, a tra-vés de filtros absolutos. El aire es descargado a la atmósfera previo moni-toreo siempre que su actividad sea menor que la máxima permisible.

Lo." muebles para los laboratorios fueron especificados y diseñadosen su totalidad por el personal del grupo del reactor y el proyecto arquitec-tónico fue desarrollado por S. O. P.

e) Laborator ios d. alto ,¡[vd radiactivo. - (Celdas caliemes)(No. 3de la Fig. 3.4). Este edificio aloja 2 celdas para manipular a control remo-to, muestras con actividades hasta de 10,000 curies (Ver Fig. 3.8 y 3-9); untaller mecánico para trabajar con material radiactivo, cuarto de descontami •.nación de equipo, galería de operación, galería de servic~o y oficina de ope-radores. Este edificio está disemdo en forma tal que toda persona que de-see entrar en él deberá pasar por una estación de control a través de la ro-

5-18 P. Moctezuma et al

Fig. 3.8

pecia y cuarto de descontaminación de personal, pertenecientes a la zona deservicios comunes que será descrita más adelante. Las otras entradas a es-te laboratorio están normalmente cerradas y se usan únicamente para permi-tir el paso de equip~ pesado a la galería de servicio, al cuarto de desconta-minación de equipo y al taller mecánico.

•

••

DIRECCIDN DEL REACTOR

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Como los laboratorios de química nuclear y de producción de rad~o.isótopos, este laboratorio cuenta con un sistema de extracción que mantieneun gradiente de presión, de modo que el aire fluye de la galería de operacióna la galería de servicios, y de allí al interior de las celdas de las que sedescarga a la atmósfera por ~l pleno de la sala del reactor, pasando por fil-tros absolutos: y previo monitoreo.

Los muros de las celdas son de concreto con espesores de 107 cm.,122 cm. y 137 cm. El <echo es de concreto de 60 cm. de espesor. Los re-cubrimientos utilizados en este laboratorio son similares, en función, a losusados en la sala del reactor. Los drenajes de esta zona están conectadosal sistema de desechos radiactivos líquidos.

eonjunto de 1Reactor

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o I A E e e , o N DEL A E A e T O'R

Fig. 3.9

S -19

Oort ••

d) S •• vicio. comunes .-,(No. 4 de la Fig. 3.4). Este edificio, comosu nombre lo indica, alberga los servicios que son comunes a los diferenteslaboratorios del conjunto del reactor, a saber: cuarto de desconcaminaciónde personal, lavandería y ropería, enfermería, taller electrónico, alrmcén decomponentes electrónicos y sustancias químicas. El cuarto de descontamina ...ción de personal cuenta con 2 regaderas de paso y funciona en forma inte-gral con la ropería, en donde se guarda ropa limpia para todo el personal,y con la lavandería, en donde se lava la ropa contaminada.

El acceso al cuarto de descontaminación de personal yallaborato"rio de alto nivel radiactivo, se hace a través de una estación de control endonde se le entrega al personal monitores, dosímetros y demás equipo de se'"guridad tad iológica.

El aire de esca zona es expulsado a la atmósfera a través del plenode la sala del reactor, después de pasar por filtros absolutos y previo mo"nitoreo. Los drenajes están conectados al sistema de desechos radiactivoslíquidos.

S-20 P. Moctezuma et al:

e) Adminis ¡ración. - (No. 5 de la F ig. 3.4). Este edificio c.onsta de 3plantas. En la planta baja están localizados el vestíbulo de recepción, ofi-cinas administrativas y archivo y la dirección con la sala de juntas. -Lasotras 2 plantas alojan cubículos para investigadores, biblioteca con sala delectura, comedo~, sala de juntas, 2 aulas y la estación meteorológica. Losmateriales de acabados usados en esta zona son de gran belleza arquitectóni-ca y de fácil y económico mantenimiento.

En la parte exterior de este edificio y sobre la entrada pri~c ipal seencuentra un mural hecho a base de mosaico italiano, diseñado y construidopor Eppens y que representa la creación, de la Energía. Este mural realzala belleza arquitectónica del conjunto del reactor. (Ver Fig. 3.10)

Fig. 3.10

e rmjumo de 1Reactor

'Los estudios y su realización necesüaron de la colabora-ción de varios grupos de expertos. Por brevedad se ano-tan en forma tabular sólo los que tuvieron mayor interven-ción en la obra:

S -21

TRABAJO

Establecimiento de necesidades ycoordinación de los proyectos delreactor.

Proyecto Arquitectónico

Proyecto Laboratorios de altonivel radiactivo.

Coordinación Técnica y delproyecto arquüectónico.

Supervisión Obra Civil

Estudios de Mecánica deSue los

Cálculo Estructural

Selección de la maquinaria, equiposde laboratorio y lavandería.

Diseño eléctrico

Aire Acondicionado y sistema deexaacción.

Ins fa lac iones Hidra úlicas

Residentes

RESPONSABLE

Dr. Arnulfo Morales

Arq. Pedro Moctezuma

1) GuU Genera 1Atomic2) UKAEA (United King-

dom Atomic EnergyAuthority)

Arq. Adolfo Zamora

lng. Victor Ley Koo

Dr. Eulalio )uárez B.

Ing. Carlos Esca lame

Grupo del Reactor

Ing. Hermilo González

Gulf General AtomicCRISA (Clima, Refrigera-ción e Instalaciones',S.A.

lng. ) osé Luis Greg

Ing. Arturo MoralesIn8' Gabriel Pa~hecoArq. Amonio Uribelng. Ventura Gutiérrez

INST1TUCION

C.N.E.N.

S.O.P.

S.O.P.

CoN.E.N.

S.O.P.

S.O.I' ..

C.N. E.N.

3.0. P.

Contratista

S.O.P.

,'.O.Po'

5-22

Olxa Civil

P. Moctezuma et .1

Ci~ntaciones y CooSttUC-ciones, S.A.Pres. !ng. Carlos LezamaPreso loR. Carlos Fonseca

Contratista

En aspectos generales de.la obra han participado:

Asesoría ~neral

Trámiles de Impor tación deEquipo

Zonificac ión y Urbanización

Localización v distribución deagua

Línea de trasmisión eléctricaAmomolulco - eN

Convertidores de Frecuencia50-60 Hz y Equipo Asociado

Montaje de Subestaciones

LÍneas de Alta Tensión dentto delCentro

Instalación eléctrica debaja tens ión

Dr. Nabar Carrillo (QEPD)Dr. Alberto BarajasDr. Carlos Graef

Lic. Salvador CardonaLic. Armando Audirac

Arq. Pedro Moctezuma

log. Roberto GraueIng. Gerardo de LizarriurriSotumPaparelliFuchsDe1Cas tillo

lng. Armando Valero

Ing. Guillermo González Meza

Ing. Armando Martíoez

Ing. Miguel Pacheco

lng. David Oliva S.

C.N.E.N.C.N.E.N.C.N.E.N.

C.N.E.N.C.N.E.N.

S.O.P.

C.N.E.N.C.N.E.N.

Sub-Contratista

C.F.E.

C.LE.

Sub- Contratista

S.O.P ..

,Contratista

El Programa de reactores de la C.N.E.N., la compañía GuU General Atomic yel Dr. Marvin Wymanexperto de OlEA asesoraron durante diversas etapts del proyec-to.

Conjunto del Reacto, 8-23

Fig. 3.11AIgW1as fechas importantes durante la realización de este conjunto

se señalan a-continuación:

Iniciación de la Construcción Civil

Colocación de la primera piedra delCentro Nuclear por el Lic. Antonio Ortiz Mena,Secretario de Hacienda y Crédiro Público

Recepc ión de la la. remesa de l equipo de1reactor (Tanque aluminio y componentes)(Ver Fig. 3.11)

Colocación del tanque de aluminio en lasala del reactor

Primer Colado del blindaje del reactor

Corriente eléctrica en subestación Control(300 KVA -60 Hz.)

,9-Mayo -1964

3 - J uiio -1964

28-Diciembre -1965

26 -Enero -1967

31-Agosro-1967

13-Diciembre -1967

S -24

Terminación del blindaje del reactor einiciación del montaje mecánico

Iniciación del montaje electrónico

Llegada del combustible nuclear y de lafuente de neutrones

Corriente eléctrica en la subestacióncenrral (1000 KVA -60 Hz.)

Pruebas preoperacionales

Criticidad inicial

P ore oc ia Máx iroa

Entrega del reactor a C.N.E.N. por partede Gulf General Atomic

RE FERENClAS

P. Moctezuma et al

26-AgOSIO-I968

26-Sepriembre 'I9hR

15,16, 17-0crubre -1968

28 - Ocrubre -1968

4 -Noviembre -1968

8 -Noviembre -1968a las 3.38 p.m.

26 -Noviembre -1968

6 -Diciembre -1968

1. "Estudio para la localización de un Centro Nuclear en México"Treviño ee al.Sidng oí power reactors. and nuc leae research centers, lAEA,Vienna (1963) 365.

ABSTRACT

The Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN) asked the Secre-taría de Obras Públicas (Public Work Ministry) ro prepare the architec.ranical projecrs, and to execute che civil work including hidraulic andelectrkal insta lIations oí che Nuclear Cemer of Mexico located at Salazar,State 01 Mexico.

The reactor complex consists of five main buildings: The reactorbuilding which houses che reactor room, control room, operators office, ma..chine room, visitors gallery, activation analysis laboratory and countingroom; the Iow radioactive level Iaboratory building with.sections oí nuclearchemistry, reactor physics and reactor engineering, gamma specnometty,

Conjunto de 1Reactor 5-25

neutron spectromecry, isocope producdon, councing room, healch physics,radioacdve wasces and ,isocopes applicacion co agriculcure, che lasc one islocaced provisionally in chis building; che high radioacdve level laboracorybuilding, for remoce conerol handling of very high acdvides, wich work shopcohandle radiacdve macerials and equipmenc deconcaminacion room; checommon secvices building wich seccions of: personnel deconcaminacíon,laundry, change room, infiem ary, mechanica 1and e lectronic work shop andwarehouse for chemical macerials and eleccronic componencs; che adminis.ttadve building wich offices for che direcCÍon and for che researchers;library, cafecería, classrooms and a meceorological scadon. Thesebuildings have sanicary services, headng and electtical subscadon. Theliquid radioacdve wasCe piping is inscalled in underground galleries cermi-nating al a wasle yard where lhey are p,t0cessed. The design of buildingsand specificadon of ma cerials have been made ca king inco accounc che re le-vanC aspeccs of healch physics, archicecconic funcdonalicy and fucure ex.pansion.