Candidatura

Solución robótica autónoma para caracterización radiológica en instalaciones nucleares

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ENRESA ha promovido la implantación de un robot autónomo capaz de realizar medidas espectrométricas y no espectrométricas para la caracterización radiológica de áreas, materiales, contenedores, bultos de residuos radiactivos, paramentos y suelos. La UTE Alisys–GDES ha desarrollado e implantado una solución robótica, totalmente customizada según las necesidades de ENRESA, basada en un robot cuadrúpedo con capacidades avanzadas de locomoción, detección de obstáculos y generación de alarmas integradas en el software de control. El sistema incorpora un brazo telescópico robotizado e integra los payloads y sensores necesarios para realizar una caracterización con equipos espectométricos y no espectrométricos precisa y la recopilación estructurada de información. La operación se realiza en remoto mediante una plataforma de gestión de soluciones robóticas heterogéneas, con exportación de datos y generación de informes a medida.

Antecedentes

ENRESA, responsable de la gestión segura de residuos radiactivos en España, busca reforzar la eficiencia y optimización de los procesos de caracterización radiológica. Estas labores se ejecutan habitualmente en entornos industriales complejos, con accesibilidad limitada y condiciones variables, lo que incrementa el riesgo operativo para el personal y dificulta mantener mediciones homogéneas.

Para evolucionar hacia un modelo más automatizado y seguro, ENRESA plantea incorporar soluciones tecnológicas que permitan reducir la exposición del personal, aumentar la consistencia de los datos y mejorar la trazabilidad de las campañas de medida, optimizando la gestión de residuos.

El proyecto aborda el desarrollo e integración de un robot cuadrúpedo autónomo con brazo robótico, capaz de operar en interiores y exteriores y portar detectores radiológicos habituales (espectrometría gamma y equipos no espectrométricos de contaminación superficial), posicionándose con precisión en los objetivos.

Retos

Despliegue de un robot cuadrúpedo autónomo en entorno industrial con integración de sensores, algoritmos de mapeado, localización y navegación, coordinados con un brazo robotizado para garantizar medidas precisas.

El robot de serie no dispone de payloads específicos para este caso de uso, por lo que se abordó el diseño mecatrónico e integración software de elementos clave: LIDAR 3D, acoples para instrumentación radiológica y una pistola de pintura para el marcado de zonas contaminadas.

Los equipos del ámbito nuclear requieren condiciones de operación muy concretas. En particular, el contaminómetro exige distancias reducidas y controladas frente a la pared, por lo que se integraron sensores LIDAR próximos al extremo del sensor para ejecutar barridos a la distancia óptima.

La solución incorpora administración remota mediante una plataforma de gestión de soluciones robóticas heterogéneas, permitiendo operar por internet, visualizar datos y descargar ficheros generados.

Fases

Captación y consolidación de requisitos: análisis de necesidades con ENRESA y visita técnica en el PDC SM Garoña para la caracterización del entorno, paramentos y condiciones. Definición de escenarios, criterios de aceptación y requisitos de seguridad.

Diseño de la solución: diseño de la arquitectura robótica y alternativas para el marcado de zonas contaminadas. Selección conceptual de sensores y payloads, y especificación de algoritmos de autonomía.

Desarrollo e integración: implementación mediante desarrollos mecatrónicos, integración eléctrica y programación. Validación iterativa con apoyo en simulación para ajustar algoritmos y reducir riesgos.

Validación en entorno controlado: pruebas funcionales de verificación de movilidad, navegación, brazo, datos radiológicos y alarmas. Demostración y ajuste de parámetros.

Despliegue y puesta en marcha: entrega e implantación en el PDC SM Garoña, con pruebas de aceptación y puesta en operación garantizando requisitos y disponibilidad

Nuevos Servicios

• Automatización de inspecciones repetitivas: las tareas de caracterización pasan a ejecutarse mediante un sistema robótico, obteniéndose una reducción de tiempos de medida, adquisición y tratamiento de datos del 20%.

• Reducción del riesgo humano: disminuye la exposición directa del personal a entornos potencialmente peligrosos, incrementando la seguridad operativa.

• Mayor repetibilidad y consistencia: la ejecución automatizada mejora la calidad de las mediciones, facilita comparativas entre campañas y reduce la variabilidad asociada al operador.

• Supervisión remota y control de flota: la plataforma de gestión permite a un único operario supervisar varios robots o inspecciones simultáneas, optimizando recursos y habilitando escalabilidad operativa.

• Gestión de datos e informes: exportación estructurada de resultados y generación de informes a medida para soporte a decisiones y trazabilidad.

Conclusiones

El proyecto desarrollado por Alisys y GDES para ENRESA representa un gran avance en la modernización y digitalización de la caracterización radiológica en entornos industriales y nucleares, consolidando a ENRESA como referente en la aplicación de robótica avanzada y en el desarrollo y aplicación de soluciones tecnológicas punteras que mejoren la eficacia, seguridad, calidad y optimicen los procesos de gestión de residuos radiactivos.

La solución permite automatizar mediciones, incrementar la eficiencia operativa y optimizar el proceso de caracterización en los proyectos de desmantelamiento que ejecuta ENRESA.

La capacidad de operación remota, mapeado, realización de misiones autónomas, junto con la integración de sensórica avanzada, brazo telescópico y herramientas de marcado, habilita un modelo de inspección preciso, eficaz, escalable y replicable, orientado a la mejora y optimización de los procesos de caracterización para la gestión segura de los residuos radiactivos.