El astillero Rosyth en el Reino Unido está llevando a cabo el primer desmantelamiento completo de un submarino nuclear del mundo. La torre de mando del buque de demostración HMS Swiftsure se abrió en junio de 2025, y se espera que el desmantelamiento finalice a finales de 2026. Este submarino de ataque de propulsión nuclear, que entró en servicio en 1972, ya ha visto retiradas más de 500 toneladas de residuos convencionales durante el proceso de desmantelamiento. Según el plan, el 90 % de sus estructuras y componentes se reciclarán o reutilizarán. Babcock ha conseguido un contrato de tres años por valor de 114 millones de libras esterlinas (aproximadamente 155 millones de dólares) para preparar la descarga de combustible nuclear de los futuros submarinos de la clase Trafalgar. Se ha confirmado que el acero de alta calidad recuperado durante el proceso de desmantelamiento se utilizará en la fabricación de componentes para futuros submarinos de la Royal Navy. Este modelo de «reciclaje de barco a barco» marca la primera vez que se establece una cadena económica de circuito cerrado para el reciclaje de submarinos nucleares desmantelados. Desde los recipientes de presión del reactor y las tuberías del refrigerante primario hasta los intercambiadores de calor externos, los desafíos técnicos del reciclaje de submarinos nucleares desmantelados se centran en la identificación, el desmantelamiento y la clasificación de aleaciones especiales. Las uniones soldadas que involucran metales diferentes, como aleaciones de titanio , aleaciones de cobre-níquel y acero inoxidable, deben estar claramente marcadas durante la fase de desmantelamiento; de lo contrario, las impurezas contaminarán el metal fundido durante la fundición, lo que hará que todo el lote sea inutilizable. La planta de Rossis emplea actualmente a 200 técnicos dedicados al reciclaje de submarinos nucleares desmantelados, y el proceso de desmantelamiento que han establecido se aplicará directamente a los 26 submarinos nucleares desmantelados restantes de la Royal Navy.
Los intercambiadores de calor de la serie EF(N) de la Armada de los EE. UU. se fabrican de acuerdo con las normas MIL-C-15730, y el modelo Clase 4 está diseñado específicamente para aplicaciones de refrigeración de agua dulce en submarinos. Para este tipo de intercambiador de calor no convencional, la conexión entre los tubos de titanio y las placas tubulares de aleación de cobre-níquel emplea un proceso de "expansión inicial, soldadura posterior": los tubos de titanio se incrustan en placas tubulares exteriores de cobre-níquel 90/10 mediante expansión por rodillos, seguida de la expansión completa de los tubos interiores para garantizar un sellado hermético. Un informe de evaluación técnica del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) señala que si la expansión es el único método utilizado para unir tubos de titanio a placas tubulares de materiales diferentes, la corrosión por hendidura no se puede eliminar por completo; las soldaduras de sellado son el medio más eficaz para evitar la infiltración de refrigerante en las juntas. Las placas tubulares de aleación de cobre-níquel se seleccionan normalmente en grados 70/30 o 90/10; el primero ofrece mayor resistencia para soportar mayores caudales, mientras que el segundo proporciona una conductividad térmica superior para una mayor eficiencia de transferencia de calor. En aplicaciones no convencionales de intercambiadores de calor que utilizan tubos de titanio, una ventaja clave de las placas tubulares de aleación de cobre-níquel es que se forma de forma natural una película protectora en la superficie en agua de mar, lo que previene la corrosión por picaduras de cloruro o el agrietamiento por corrosión bajo tensión, a diferencia del acero inoxidable. Los datos operativos de las plantas desalinizadoras indican que los tubos de titanio de pared delgada con un espesor de pared de 0,5 mm, al expandirse en placas tubulares de aleación de cobre-níquel, superan las pruebas de presión hidrostática sin fugas, y su resistencia a la extracción está directamente correlacionada con la relación entre el espesor de la pared del tubo y el diámetro exterior. Para las líneas de reciclaje que procesan submarinos nucleares desmantelados, las placas tubulares de aleación de cobre-níquel de dichos intercambiadores de calor pueden devolverse directamente al horno para su refundición tras su extracción, mientras que los tubos de titanio de los intercambiadores de calor no convencionales se desmontan y clasifican como chatarra de titanio. Cabe destacar que si las tuberías de placas tubulares de aleación de cobre-níquel se exponen a agua de mar contaminada con sulfuros durante períodos prolongados durante su funcionamiento, los puntos de conexión con el titanio pueden experimentar una corrosión acelerada debido a efectos galvánicos. Sin embargo, esta corrosión no afecta el valor de la aleación de cobre-níquel en sí como material de refundición de alta pureza durante el reciclaje real de submarinos nucleares desmantelados. La experiencia de varios astilleros de desguace a lo largo de la costa del Pacífico indica que los tubos de titanio de intercambiadores de calor no estándar también presentan las marcas de corrosión galvánica mencionadas; durante la clasificación, es suficiente con simplemente cortar las secciones de conexión. En el mercado al contado, las placas tubulares intactas de aleación de cobre-níquel pueden tener un precio dentro del rango de los tubos de cobre-níquel 70/30 de Goodfellow; los tubos de grado de laboratorio alcanzan aproximadamente varias decenas de dólares por cada mil milímetros.mientras que el material de grado industrial se liquida con un descuento basado en el índice spot de cobre-níquel de la Bolsa de Metales de Londres.
La conexión entre el buje de la hélice de un submarino y el eje de cola de acero es, en esencia, un choque frontal de la ciencia de los materiales. Si un buje de hélice de aleación de titanio se atornillara simplemente a un eje de acero de ultra alta resistencia, el agua de mar actuaría como electrolito, y la diferencia de potencial galvánico entre ambos metales sería suficiente para corroer la superficie de contacto en cuestión de meses. Durante el desmantelamiento de submarinos nucleares fuera de servicio, la Armada Británica descubrió que los primeros submarinos de la clase Trafalgar empleaban un proceso de unión explosiva para unir previamente titanio y acero en una junta de transición, seguido de soldadura con el mismo metal en ambos extremos de la junta. Cuando los desguazadores cortan el sistema del eje de propulsión, esta sección de transición es un punto crítico de clasificación: el lado de acero se incorpora al flujo de metales ferrosos, el lado de titanio al lote de metales no ferrosos, y la capa unida por explosión en el medio se marca por separado debido a las trazas residuales de material de soldadura de metales preciosos . Para conexiones de metales diferentes en el mecanismo de accionamiento del timón, el enfoque es más sencillo: se aplica una capa de lubricante de película seca a base de plata entre la biela de aleación de titanio y el pasador de acero inoxidable, lo que evita el agarrotamiento y reduce la corrosión galvánica. Aplicada al proceso de reciclaje de submarinos nucleares desmantelados, esta información implica que, siempre que se encuentren elementos de fijación roscados de un material diferente durante el desmontaje del timón, primero se deben revisar los planos para confirmar la presencia de cualquier recubrimiento; de lo contrario, la mezcla de materiales en el horno introducirá contaminación por plata. Actualmente, en la línea de desmantelamiento de Rosis, se escanean las juntas con un analizador portátil de fluorescencia de rayos X antes de cortar las tuberías, obteniendo resultados de composición en dos segundos.
El circuito primario es vital para un submarino nuclear y la zona donde se concentran la mayoría de los problemas de compatibilidad de materiales. El recipiente de presión del reactor y la tubería principal están fabricados de acero inoxidable austenítico o aleaciones a base de níquel , pero algunas tuberías auxiliares conectadas a ellos utilizan aleaciones de titanio para cumplir con los requisitos de reducción de peso y no magnéticos. Estos dos materiales no se pueden soldar directamente por fusión; soldarlos provoca agrietamiento inmediato. El enfoque inicial consistía en utilizar aleaciones de soldadura fuerte a base de paladio u oro para crear una junta de penetración capilar a temperaturas inferiores al punto de fusión del material base, formando una capa amortiguadora dúctil que bloqueaba simultáneamente la migración de isótopos de hidrógeno. Cuando el equipo británico de desmantelamiento "Fast" cortó la tubería del circuito primario, priorizó el corte de secciones rectas alejadas de las juntas, dejando intactas las secciones que contenían las juntas para enviarlas al taller de postprocesamiento para su desmontaje. El objetivo era recuperar por separado esos pocos gramos de paladio u oro. Al reciclar submarinos nucleares desmantelados, la velocidad no es una prioridad para estos componentes: un solo corte mal realizado provocaría que el material de soldadura de metal precioso se mezclara con la chatarra de acero inoxidable, imposibilitando su posterior separación. Las uniones del circuito primario también utilizan ánodos de titanio recubiertos de platino como componentes de protección electroquímica. La capa de platino tiene solo micras de espesor; si se fundiera directamente, el platino se diluiría en el titanio fundido hasta el punto de no tener ningún valor recuperable. Por lo tanto, las normas de reciclaje de submarinos nucleares desmantelados exigen que, al desmantelar el sistema de protección catódica, los ánodos de titanio recubiertos de platino se retiren primero en su totalidad, seguido de un decapado químico para recuperar el recubrimiento de platino. El equipo de Babcock reveló que, si bien la superficie total de estos ánodos auxiliares recubiertos en un solo submarino no es grande, con el precio al contado internacional del platino superando los 2201 dólares por onza ( Fuente de datos: 11/05/2026, página de precios de metales preciosos de DONGSHENG ), el valor acumulado representa un esfuerzo de recuperación que merece una seria consideración.
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