COMISIÓN NACIONAL DE ENERGÍA CARACTERIZACIÓN DE RIESGOS NATURALES PARA EL DESARROLLO DE UN PROGRAMA NÚCLEO-ELÉCTRICO EN CHILE COMISIÓN NACIONAL DE ENERGÍA Enero de 2010

Introducción Objetivos Generales Objetivos Específicos Identificar, caracterizar y analizar los principales riesgos naturales para el desarrollo de un programa nuclear en Chile, a partir de las condiciones particulares del país y de la experiencia internacional Objetivos Específicos Levantamiento y síntesis de los requerimientos y estado actual del conocimiento en riesgos geológicos y de inundaciones en Chile Síntesis de los requerimientos básicos para la búsqueda de potenciales sitios de emplazamiento en Chile Evaluación estimada del incremento de costos en la construcción de reactores nucleares producto de riesgos naturales asociados Fecha de inicio del proyecto: 22 de septiembre de 2009 Plazo del estudio: 3 meses La información se presenta en una base de SIG (ArcGis 9.31). Los mapas fueron preparados a partir de información a escala 1:1.000.000 (en el SIG) y simplificadas a escala 1: 6.000.000 y 1:3.000.000

Presentación Restricciones generales para la instalación de centrales núcleo-eléctricas en Chile en una perspectiva de riesgos naturales Geología Fallas Sismos y Tsunamis Volcanes Remociones en masa Inundaciones Integración de condiciones generales de restricción Condiciones genéricas en Chile Conclusiones y Recomendaciones

Geología En estudios de evaluación regional para la localización de zonas potenciales para emplazamiento de centrales, las condiciones geológicas de por sí no son restrictivas en la perspectiva de tipos de roca (litología) Pero factores de litología inciden en parámetros que determinan las condiciones de riesgo geológico, entre estos: Fracturas y fallas y comportamiento de rocas ante deformación Propagación de ondas sísmicas (atenuación o amplificación) Propiedades geotécnicas y geomecánicas (estabilidad de rocas) Susceptibilidad a remociones en masa Procesos de meteorización y disolución química de rocas Permeabilidad primaria y secundaria en rocas y comportamiento de aguas subterráneas En una primera aproximación para un barrido a escala país, litología y edad de las rocas permiten un barrido genérico De acuerdo a las indicaciones generales de la OIEA las condiciones de menor riesgo genérico de los factores indicados ocurren para las rocas cristalinas más antiguas, por supuesto debiendo considerarse factores de mayor detalle en un siguiente paso de búsqueda

Geología

Fallas Recopilación catastro nacional Fallas activas, aquellas que evidencia movimientos, desplazamientos y/o evidencias de deformación dentro de los últimos 10 mil años. Potencialmente activas aquellas que evidencian actividad dentro del Pleistoceno (< 2Ma). Recopilación catastro nacional

Sismos 45% de la energia sismica liberada durante el siglo XX se ha concentrado en nuestro pais, esto producto del terremoto del 1960 en el sur de Chile (Valdivia). Distribucion de los grandes terremotos en el circumpacifico – indico, el mayor mas reciente en Sumatra (2004). 1960 Chile, 1964 Alaska y 2004 Sumatra.

Configuracion de placas, Chile en la convergencia de dos placas, nazca-Sudamericana en su segmento norte, y Antartica-Sudamericana al sur de la peniunsula de Taitao. Falla transformate en estrecho de Magallanes. Al sur de Taitao convergencia mas lenta, menor actividad sismica.

Grandes sismos en Chile Grandes sismos en Chile. Segmentos activados durante cada evento sismico, anchos no varian. Sismos al interior ocurren a 80-100 Km prof. Sismos intraplaca. Chillan, 1950 Calama, 1997 Punitaqui.

Diferentes zonas sismogenicas y tipos de sismos Diferentes zonas sismogenicas y tipos de sismos. Grandes terremotos (> 8) ocurren en zona de subduccion, en la zona de contacto. Terremotos intraplaca profundos tambien pueden superar magnitudes 8. Los terremotos corticales son los de mayor peligro dada su cercania a superficie <15-18 Km, y esto asociado a liberacion de energia cercano a superficie, con poca atenuacion. Ej. En Chile, Aysen, 2007. Sismos en prisma y outrise son menores. En los sismos de subduccion la forma de ruptura puede deformar la superficie del fondo oceanico generando perturbacion en el fondo marino con potencial generacion de tsunamis

Tsunamis Alturas de “run-up” registradas a raíz de los terremotos de 1868 y 1877 en el sur de Perú y norte de Chile, respectivamente. Los mayores run-ups son del orden de 20 m en Arica (existen reportes hasta de 18 m para 1868 y 20 m para 1877) Alturas de “run-up” registradas como consecuencia del tsunami generado por el terremoto de 1960 en el sur de Chile (max run-up para Isla Mocha, 15 m).

Tsunamis Prácticamente toda la costa de Chile se encuentra expuesta a la acción de tsunamis, especialmente el sector comprendido entre Arica y la Península de Taitao, ya que corresponde a la zona donde convergen -con tasas bastante elevadas- las placas de Nazca y Sudamérica. Los run-ups pueden alcanzar alturas del orden de 15 ó 25 m, tal como se ha reportado para los tsunamis de 1868 (sur de Perú), 1877 (norte de Chile) y 1960 (centro-sur de Chile) Las costas interiores en el sur de Chile, fiordos y canales también han sufrido las consecuencias de tsunamis generados principalmente por deslizamientos cuyas costas poseen pendientes elevadas. Tres tsunamis de este tipo han sido relacionados a la ocurrencia previa de sismos Es necesario modelar aquellas situaciones en las cuales las amplitudes del tsunami pueden ser drásticamente incrementadas debido a la topografía local por lo tanto se requieren mallas topográficas de detalle Por último, es necesario destacar que las indicaciones de la Agencia Internacional de Energía Atómica no incluyen aspectos sobre el desplazamiento vertical permanente o cuasi-permanente de posibles lugares de emplazamiento. Un ejemplo lo representan las islas Guafo y Guamblin que sufrieron levantamientos de 4 y 6 m, en tanto que la ciudad de Valdivia alcanzó niveles de subsidencia de más de 2 m. Estos cambios de elevación deben ser considerados en los estudios de detalle.

Volcanes Distribucion de volcanismo activo. Norte, con gap volcanico entre los 27° y 33° (Copiapo – Stgo), Zona Sur y Volcanes Australes. Los peligros asociados a volcanes tienen relacion con la emision y dispersion de productos volcanicos, lahares, flujos piroclasticos, aluviones, estos teniendo una dispersion que afecta los valles centrales (en colores). En linea amarilla se indica la dispersion de ceniza (tefra), con acumulaciones mayores en naranjo y rojo. Las erupciones recientes mas grandes según el Programa Volcanico Global del Smithsonian son las del Lazcar (norte), Quizapu (central), Carral – Los Venados (sur), Chaiten (Austral) y Hudson (Austral). Por definicion, volcanes activos son aquellos que evidencian actividad en los ultimos 10 mil años, y potencialmente activos aquellos que evidencian actividad en el Pleistoceno (< 2 Ma).

Remociones y peligros geotécnicos Catastro de eventos de remoción en masa y otros peligros geotécnicos en el país Clasificación y definiciones en Hauser (2000): flujos, deslizamientos, desprendimientos, avalanchas, creep, subsidencia, jökulhlaup y remociones en masa prehistóricas

Inundaciones Inundaciones: el país se dividió en macro zonas según el comportamiento en crecida de los ríos principales (base estudio DGA 1995). Q(T) = 100 años

Condiciones generales de restricción en Chile para centrales núcleo-eléctricas Geología: tipos litológicos y edad, propiedad que incide en forma genérica sobre parámetros asociados a riesgo Fallas y fracturas: esta condición se superpone y suma a la anterior, donde zonas de alta densidad de fallas o zonas de fallas potencialmente activas representan un factor de restricción mayor que el litológico Sismicidad: el tipo de sismicidad, densidad y recurrencia de eventos sísmicos es quizás uno de los parámetros de mayor relevancia en Chile, pudiendo ser de gran impacto en obras civiles. Los tipos de sismos, relación con fallas activas, magnitudes y aceleraciones máximas esperadas deben ser cuidadosamente determinadas para establecer distancias mínimas de posible instalación respecto de fallas potencialmente activas y efectos máximos esperables Tsunamis: en zonas costeras una deformación de la corteza oceánica puede llevar a la generación de tsunamis, donde se estima la altura máxima de ingreso de aguas no supera los 20 m de elevación. No obstante también debe considerarse condiciones de ingreso marino asociado a procesos de subsidencia de sectores costeros Volcanes: el tipo de volcanismo, depósitos asociados y explosividad, conjuntamente con el alcance de dispersión de materiales, debe ser estudiado y considerado para la generación de áreas de restricción Remociones en masa: si bien representan eventos de menor escala, la distribución de estos en Chile y la relación a relieves y morfología, permite un parámetro adicional de restricción a localización Inundaciones: restringe zonas de importante pluviosidad y/o pobre drenaje, en particular se deben evitar zonas de inundación en valles y planicies, o zonas de inundación costera Al cruzar las condiciones de restricción descritas, en base a los datos regionales expuestos, es posible la búsqueda de regiones generales de menor riesgo acumulado, pero esto solamente a nivel de búsqueda primaria de zonas para estudios de detalle progresivamente mayor

Conocimiento nacional sobre riesgos y brechas para el desarrollo de un programa núcleo-energético En Chile existe la capacidad científica y técnica para obtener la información necesaria para evaluar los riesgos naturales. Sin embargo, en la actualidad, en muchas áreas del país la información básica no es suficiente. En muchas regiones la información geológica relevante está disponible a escalas no apropiadas para la evaluación de sitio, los registros hidrometeorológicos y sísmicos cubren un periodo de tiempo restringido y no existen redes continuas de monitoreo sísmico de buena calidad que permitan realizar análisis sismotectónicos. Si bien existe un esfuerzo por parte de los servicios públicos como el SERNAGEOMIN, DGA y otros, para cubrir la información a nivel nacional, la gran inversión que significa la realización de estos levantamientos no ha sido prioridad para el Estado, los recursos humanos, de infraestructura y presupuestarios de dichos servicios insuficientes para un desarrollo nacional apropiado.   De lo anterior, se recomienda seleccionar tempranamente algunas regiones con mayor potencialidad para la instalación de una central núcleo-eléctrica con el fin de comenzar a monitorear en ellas la información relevante para la evaluación técnico-ambiental apropiada Esto debe incluir la instalación de redes sísmicas, hidrometeorológicas, entre otras actividades.

Conclusiones y recomendaciones En Chile existe información básica que permite, en un primer barrido, definir regiones a gran escala en las cuales las condiciones de riesgo geológico son menores y/o bien conocidas. Esto permitiría en primera instancia una pre-selección Los criterios de búsqueda y evaluación están bien establecidos en las directrices planteadas por la OIEA, no obstante, a escala de mayor detalle, muchas regiones en Chile adolecen de suficiente información y/o detalle para una evaluación más avanzada Los servicios públicos, si bien realizan un esfuerzo por lograr una base de información a un nivel de detalle y cobertura suficiente para establecer una línea de base nacional, adolecen de suficientes recursos humanos, presupuestarios y de infraestructura para cumplir esta gran tarea Una cobertura nacional de información de línea de base permite la búsqueda adecuada de zonas para emplazamiento posible de centrales núcleo-eléctricas u otras obras civiles, tanto al sector público como privado, y otorga a los servicios públicos la información de base para evaluar estudios de impacto ambiental Una línea de base nacional otorga valor país y establece las herramientas de comparación para las evaluaciones ambientales Para lograr lo anterior es recomendable aumentar la capacitación del personal existente, aumentar los recursos humanos y en forma substancial el actual número de personas en Chile dedicadas a la investigación de riesgos naturales

Preguntas y Gracias por su atención

Costos incrementales asociados a condiciones de riesgo geológico La determinación del costo incremental de un reactor nuclear por el hecho de encontrarse en una zona sísmica es difícil de precisar por varios motivos: Dificultad de conseguir la información de costos de reactores porque son datos reservados. Es difícil comparar entre diferentes lugares y países porque los costos dependen de muchos factores, algunos tanto o más relevantes que los efectos de los sismos, tales como: tipo de reactor, costos locales de construcción y terrenos, costos financieros, Etc. Para hacer un estudio más preciso sería necesario considerar un caso específico en que se conozcan las condiciones locales y el tipo de reactor a construir. De la información que ha sido posible recavar se estima que un mayor costo debido a la naturaleza sísmica del lugar de emplazamiento del reactor puede alcanzar del orden de hasta 20% del costo del reactor y sus instalaciones anexas (sin incluir costos financieros). Es importante tener presente los costos que significa a la economía del país la paralización de una central nuclear, por el impacto en la producción de energía eléctrica y el costo de proveerla con centrales tradicionales de menor eficiencia económica. En el caso de la paralización de la central de Kashiwazaki-Kariwa de Japón, por ejemplo, ello significó un costo indirecto de más de 6.000 millones de dólares.

Sismicidad y centrales nucleares (WNA, 2009)