New Methodology for Remote Handling and Studio of DONES Test Cell Facility

Abstract

Este trabajo está basado en la colaboración en un proyecto a nivel internacional relacionado con la robótica teleoperada en entornos nucleares. El proyecto en sí se denomina DONES (DEMO Oriented Neutron Source) y trata de diseñar una central de bajo coste, basada en el proyecto IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility), que consiste en producir neutrones que tengan energía parecida a la que necesitarán las plantas de fusión nuclear, para estudiar el comportamiento de materiales que serán irradiados. El problema actualmente reside en que desafortunadamente, el diseño de reactores de fusión nuclear tales como ITER o DEMO (DEMOnstration Power Station) es incompleto, especialmente por la falta de datos sobre materiales estructurales que puedan servir para la construcción de las mismas. Atendiendo a estos problemas, el objetivo de DONES es doble:
1. Generación de datos sobre materiales irradiados para la planta DEMO.
2. Generación de una base de datos donde comparar la respuesta a radiación de diferentes materiales trabajando mano a mano con material informático.
A partir de aquí, el documento se centra en el análisis del equipo de manipulación remota de la planta DONES. En primer lugar, una comparación entre diferentes operaciones de manipulación remota realizadas en diferentes instalaciones nucleares es llevada a cabo con el objetivo de tener una primera aproximación sobre el nivel de desarrollo de la telerobótica en este campo.
La segunda parte del documento se basa en la definición y aplicación de una nueva metodología para la manipulación remota que ha sido realizada dentro del grupo de Investigación de Robots y Máquinas Inteligentes de la Universidad Politécnica de Madrid, dirigido por Manuel Ferre, donde este trabajo está siendo desarrollado. Dicha metodología trata de implementar una serie de pasos a través de los cuales se llega al diseño y elección del equipo robótico más adecuado para el caso estudiado. La metodología es aplicada sobre una parte concreta dentro del proyecto DONES, y tratará de mostrar puntos débiles en el actual diseño de la planta con el objetivo de mejorarlos y avanzar en el proyecto.
El documento en sí puede ser percibido como una guía sobre operaciones de manipulación remota realizadas en plantas con ambiente nuclear y más concretamente como una guía explicativa del equipamiento robótico de DONES y su grado de desarrollo. Así mismo se ha introducido una metodología que aspira a ser un documento en el que basarse a la hora de diseñar los componentes para la manipulación remota. No solo se ha introducido y explicado la metodología, sino que ha sido utilizada en un proceso concreto y real dentro del proyecto DONES.
Tras la aplicación de la metodología se han puesto de manifiesto varios apartados del diseño de la instalación que deben ser modificados y estudiados. Así mismo se ha tratado de incluir una solución para cada uno de estos problemas. La implementación de simulaciones también ha facilitado el descubrimiento de dichos puntos de controversia. Por tanto se puede concluir que la metodología presentada junto con un importante esfuerzo en la realización de simulaciones puede resultar en el diseño de un sistema completo y sin fisuras para la manipulación remota.