Las empresas españolas IDOM y Gutmar ganan un contrato para la detección de posibles fugas en la cámara de vacío del ITER

Foto: ITER Organization. Maqueta del ITER

Las empresas españolas IDOM y Gutmar, en colaboración con la francesa 40-30, han ganado un contrato de F4E para desarrollar un sistema que detecte los posibles puntos de entrada donde puedan producirse fugas dentro de la cámara de vacío del ITER. Como Industrial Liaison Officer (ILO, por sus siglas en inglés), el CDTI ha asesorado a ambas empresas españolas en la presentación de la oferta y en la búsqueda de socios.

IDOM, líder del consorcio, se encargará del diseño del sistema de detección de fugas que garantizará el vacío y que el plasma se mantenga libre de impurezas. La pyme 40-30 se ocupará de la ingeniería de procesos, de vacío y la especificación de equipos, mientras que Gutmar fabricará, ensamblará y probará los equipos que se incorporen dentro de la cámara de vacío.

El valor total del contrato es de unos 17 millones de euros y se espera que las obras duren 3,5 años. Previsiblemente, la revisión preliminar del diseño de vacío se realizará en la primera mitad de 2021.

Liderazgo

IDOM es una compañía multinacional de servicios profesionales integrados cuya principal actividad se centra en el desarrollo de proyectos de consultoría, ingeniería y arquitectura que aborda numerosos ámbitos relacionados con la energía, industria, infraestructuras, telecomunicaciones y otros tan específicos como la ingeniería nuclear. Sus apuestas estratégicas se orientan hacia la excelencia profesional, la innovación tecnológica y la apertura permanente a nuevos campos de actividad.

Xabier Ruiz Morín, Director de IDOM Nuclear Services, asegura que: “El leak detection system es un conjunto de sistemas que permitirán identificar posibles fugas en los componentes principales del ITER que se encuentran en condiciones extremas de vacío tales como la “Vacuum Vessel”, el “Neutral Beam” y el “Criostato”. El helio que se usa como gas trazador para la detección y que, en caso de fuga, pueda pasar a través de la barrera de vacío, es detectado por la instrumentación del sistema. Los principales retos técnicos del diseño y desarrollo de estos sistemas son esencialmente la magnitud de los componentes que hay que inspeccionar y los requisitos de compatibilidad frente a las exigentes condiciones ambientales, radiológicas y electromagnéticas del entorno. Adicionalmente, existen importantes restricciones de espacio además del uso de sistemas innovadores para la captura de gases presentes en la reacción de fusión como son el deuterio y el tritio, que se deben eliminar previamente porque pueden alterar el resultado de las mediciones”.

“Somos conscientes –prosigue– del reto tecnológico que esto supone y, por ello, decidimos enfocarlo seleccionando a las empresas que mejor podían conformar un equipo solvente, como son 40-30 y Gutmar. El compromiso de la alta dirección de las tres compañías y de los suministradores de los equipos principales de este proyecto son la clave y la motivación fundamental para todo el equipo de trabajo”.

Foto IDOM: Situación de los 9 sistemas Leak Detection dentro del Tokamak y del Tritium Building del ITER

Oferta tecnológica

“Sin duda, la preparación de esta oferta nos ha llevado mucho tiempo. Hemos vivido la fase de precalificación en una situación normal y empezamos a realizar la oferta sin la excepcionalidad del coronavirus, pero se cerró y se negoció el contrato con todas las incertidumbres del Covid-19. Es por todos conocido la exigencia técnico-comercial de este tipo de entornos pero consideramos que hemos dado lo mejor de cada uno. Obviamente, hemos modificado nuestra dinámica de trabajo, fabricación y estrategia del proyecto para ir adaptándonos a la situación real. Por otra parte, me gustaría destacar que los equipos que componen el ITER y F4E son excelentes y exigentes. Una buena coordinación de estos equipos es la pieza esencial para que el proyecto avance en la situación actual en la que existen  incertidumbre y dificultades añadidas”.

Apoyo del CDTI

El CDTI es el ILO (Industrial Liaison Officer) o punto de contacto entre la Grandes Instalaciones y las empresas españolas interesadas en participar en las oportunidades industriales, haciendo difusión de las licitaciones que ofrecen estas instituciones. En su labor de apoyo a las compañías, este organismo ayuda a la formación de consorcios y asesora a las empresas en la presentación de ofertas, dando a conocer las capacidades de la industria nacional y haciendo, además, seguimiento de los contratos adjudicados a entidades nacionales.

Además, el CDTI maximiza el retorno tecnológico e industrial derivado de la contribución española a las Grandes Instalaciones Científicas. También promueve que los contratos ejecutados en estas infraestructuras por la industria nacional sean de la mayor relevancia y excelencia técnica posible.

“Nuestra comunicación con el CDTI  –explica Xabier Ruiz– ha sido fluida y constante y siempre nos ha ayudado a detectar las oportunidades que pueden presentarse tanto en F4E como en el ITER. Su apoyo es esencial para nosotros no solo por su asesoramiento, sino también en la búsqueda de potenciales partners. No hay que olvidar que su gran experiencia en el ámbito de la innovación empresarial unida a su visión, a medio y largo plazo, de la importancia que tienen la fusión y el proyecto ITER, son factores decisivos y muy valiosos para una empresa como la nuestra”.

Para conseguir este contrato ha sido esencial conocer bien el proyecto, la tecnología que hay que desarrollar, la estrategia del ITER y los plazos que se manejan: “Muchas de las actividades que se hacen en el ITER son tan innovadoras que la única vía para estar preparado en el momento que se requiera lanzar el proyecto es haberlo trabajado internamente durante mucho tiempo. Realmente, trabajamos en un entorno muy competitivo, en precios y aspectos contractuales, y quizás al mismo nivel o más que los proyectos industriales. Pero, afortunadamente, IDOM dispone de lo más importante: profesionales de primer nivel muy ilusionados con la tecnología de fusión que están dispuestos a dedicar toda su energía y esfuerzo en contribuir al máximo en esta iniciativa”.

Gutmar

Desde su creación en 1951, la compañía Gutmar está especializada en el desarrollo de proyectos de alto nivel tecnológico en los ámbitos de la aeronáutica y el espacio: “Efectivamente, –asegura Joan Martorell, Presidente Ejecutivo de la compañía–, nos especializamos en los mecanizados de precisión y para ello invertimos un 10% de nuestros ingresos en la compra de maquinaria de última generación y en el desarrollo de proyectos de I+D, lo que nos ha ayudado a poder formar parte de este consorcio. En concreto, la participación en el proyecto ITER es un paso más en la consolidación de nuestro proyecto de crecimiento y expansión y nos posiciona en un nuevo sector estratégico de conocimiento en el que aportar valor, pero también aprendizaje”.

“La aplicación de tecnología punta, en algunos casos todavía en desarrollo y al “límite del estado del arte”, te obliga asumir algunos riesgos y a no disponer, en ocasiones, de la red de proveedores que sería deseable. También el hecho de trabajar en un sector donde la seguridad es clave y el tener que adaptar los estándares de calidad de Gutmar a un nuevo sector incipiente como es la fusión nuclear, con nuevos procedimientos e inversiones en instalaciones, está suponiendo un importante esfuerzo. No hay que olvidar que estamos hablando de fusión nuclear y un error en los sistemas de detección de fuga de gases podría tener consecuencias desastrosas”.

Gutmar ofrece un servicio integral a los clientes no exento de dificultades y retos.

“Disponemos de un parque de maquinaria de tecnología punta y un capital humano muy preparado que aporta valor y hace que seamos muy competitivos en este sector tan especializado y tecnológico. Además, siempre apostamos por mantener alianzas estratégicas y estamos convencidos que, como pyme, sumar esfuerzos y tejer alianzas tiene un efecto multiplicador”.

Foto ITER. Edificio Tokamak

Desafío tecnológico

Un tokamak es un reactor de fusión con la cámara de vacío en forma de toroide o donuts donde se introduce el combustible (isotopos de hidrógeno) y potentes sistemas de calefacción elevarán la temperatura a 150 millones de ºC para producir un plasma supercaliente que posibilitará la fusión de los átomos del hidrógeno.

La cantidad de energía que puede producir un Tokamak es el resultado del número de reacciones de fusión que se producen en su núcleo. El ITER está diseñado para producir 500 MW durante, aproximadamente, unos siete minutos.

Los sistemas de vacío desempeñarán un papel importante en el ITER y, por tanto, es esencial disponer de un sistema de detección de fugas. F4E es responsable de su adquisición, lo que permitirá a la Organización ITER detectar y monitorear cualquier posible fuga dentro del reactor Tokamak. Se cree que hay, aproximadamente, unos 2.000 puntos de entrada donde pueden producirse escapes.

Utilizando espectrometría de masas que funciona en alta resolución, los ingenieros detectarán cualquier fuga de helio en condiciones específicas. Aunque la espectrometría de masas es una técnica conocida y ampliamente utilizada para la detección de fugas, la adaptación de esta tecnología a los estándares del ITER es lo que la hace exigente en un ambiente de alta radiación, altos campos magnéticos y con requerimientos de seguridad nuclear.

Foto: ITER. Instalación del escudo térmico del criostato inferior

La energía por fusión

La energía de fusión es una de las tecnologías más prometedoras para la humanidad y ello explica por qué más de la mitad de la población mundial –que representa el 80% del PIB-, está invirtiendo, mediante la construcción del ITER, en hacer realidad este viejo sueño.

ITER es una instalación experimental pionera que pretende demostrar la viabilidad científica y tecnológica de la energía de fusión por confinamiento magnético. La energía de fusión formará parte del mix energético futuro al ser sostenible, segura, no contaminante, prácticamente ilimitada, de gran eficiencia y disponible en cualquier país.

Pero, para conseguir esto es necesario reproducir las condiciones para que se logre la fusión nuclear que se produce en nuestro Sol. Para ello es necesario lograr en un “tokamak” un plasma confinado magnéticamente a más de 150 millones de grados centígrados, es decir, 10 veces más que la temperatura en el Sol, y separado sólo a una distancia de 10 metros de los imanes superconductores más potentes del Universo.

El proyecto se construye en Cadarache (Francia) y es la piedra angular del roadmap para obtener energía de fusión en la UE. El ITER constituye, además, un marco único de colaboración internacional donde participan 35 países: la Unión Europea, USA, Rusia, Japón, China, Corea del Sur e India. España contribuye, aproximadamente, con un 7% a este proyecto.

Este experimento científico, a gran escala, ha iniciado su fase de ensamblaje y, actualmente, se encuentra en el 71,1% de su ejecución para el primer plasma que se espera en 2025. Su coste se estima en, aproximadamente, 20.000 millones de euros. Este proyecto posicionará a la industria europea en el liderazgo de la tecnología necesaria para la construcción de los futuros reactores de fusión y se estima que genere, solo entre 2018 y 2030, unos 72.400 empleos brutos en Europa.

El interés nacional en el programa de fusión viene de lejos cuando ya en el año 2000 España presentó su candidatura para albergar el ITER en Vandellós. Actualmente Escúzar (Granada) ha sido seleccionado como emplazamiento que albergaría DONES si la infraestructura se ubicara en Europa. DONES (DEMO Oriented Neutron Source) es una fuente de neutrones que tiene como objetivo cualificar los materiales que se utilizarán en los futuros reactores de fusión. Ubicar DONES en Granada podría generar del orden de 62.099 empleos a nivel europeo, desde el inicio de la construcción hasta su desmantelamiento, es decir, unos 1.826 empleos de media anual.

Posición española

España ocupa, actualmente, la tercera posición en el ranking de contratación por países de F4E -agencia doméstica que gestiona la contribución europea a este proyecto- y de IO, tras Francia e Italia. Esta posición se mantiene, incluso, sin contar los contratos de obra civil. Este hecho es aún más relevante si se considera que las empresas españolas están compitiendo en un mercado altamente tecnológico sin reglas de retorno garantizado. Las empresas españolas han recibido desde 2008 hasta septiembre de 2020 más de 300 contratos para el proyecto ITER por valor de más de 920 millones de euros.

Considerando la contratación adjudicada por F4E, cabe resaltar, por su importancia tecnológica, la participación de empresas españolas en el suministro de los imanes superconductores más grandes del planeta, que han obtenido contratos para las bobinas toroidales y poloidales. En tecnologías de materiales, destacan los contratos adjudicados a empresas españolas para diferentes prototipos de los First Wall Panels, las estructuras directamente en contacto con el plasma. También son muy relevantes, en tecnologías de materiales, los contratos adjudicados en ingeniería para los modelos europeos de TBMs (Test Blanket Modules) o piezas que irían en la primera pared de DEMO, la máquina que seguirá a ITER y que sería el primer prototipo de reactor de fusión nuclear.

Otras áreas muy relevantes son las de sistemas de diagnóstico, la cámara de vacío o ensamblaje, además de la ingeniería civil.

Esto nos permitirá cimentar las bases para tener una industria nacional sólida, competitiva y experta en las tecnologías claves de la fusión nuclear como son las empleadas en los imanes, materiales de primera pared, cámara de vacío, instrumentación y control, diagnósticos, sistemas de calentamiento del plasma, fuentes de potencia, ingeniería, ensamblaje y obra civil nuclear en el momento en que haya que realizar el despliegue de reactores nucleares de fusión.

El CDTI

El CDTI es el órgano de la Administración General del Estado que apoya la innovación basada en conocimiento, asesorando y ofreciendo ayudas públicas a la innovación mediante subvenciones o ayudas parcialmente reembolsables. El CDTI también internacionaliza los proyectos empresariales de I+D e innovación de empresas y entidades españolas y gestiona la participación española en los organismos internacionales de I+D+I, como Horizonte2020 y Eureka, y en las industrias de la Ciencia y el Espacio. Adicionalmente, a través de la iniciativa Innvierte Economía Sostenible, apoya y facilita la capitalización de empresas tecnológicas.

+ info en:

Este contenido es copyright © 2020 CDTI, EPE. Está permitida la utilización y reproducción citando la fuente (revista digital perspectivacdti.es) y la identidad digital de CDTI (@CDTIoficial).