La evaluación del comportamiento de las plantas nucleares ante un escenario transitorio 
es una línea de trabajo dentro del campo de la seguridad nuclear desde que empezó la 
explotación de la energía nuclear para la producción de energía eléctrica. No obstante, 
al igual como ocurre en muchos otros ámbitos de la ingeniería, la comprobación 
experimental del comportamiento de las centrales nucleares ante diferentes situaciones 
no es viable en la mayoría de los casos. Esto hace necesario disponer de herramientas de 
simulación de secuencias accidentales de manera que se puedan extrapolar los 
resultados a las instalaciones reales. 

En este sentido, los organismos reguladores permiten utilizar códigos de simulación 
termohidráulica para garantizar la seguridad de las instalaciones siempre que se 
cuantifique la incertidumbre asociada a simulación. Las incertidumbres asociadas a una 
simulación tienen diversos orígenes entre los que se encuentran la limitación de los 
modelos físicos utilizados a la hora de describir los distintos fenómenos físicos que 
tienen lugar en la planta, los métodos numéricos utilizados por los códigos para la 
resolución de estos fenómenos y los valores de diferentes variables que resultan 
desconocidos al realizar el modelo de la instalación. 

Para cuantificar y acotar estas incertidumbres se han propuesto varias metodologías, sin 
embargo, todas ellas necesitan de la realización de diversos análisis de sensibilidad que 
se realizan manualmente y, por tanto, dependen en gran medida del usuario que realiza 
el análisis. 

En esta tesis se ha desarrollado y aplicado una nueva metodología para la cuantificación 
de las incertidumbres de una simulación que hace uso de técnicas de búsqueda y 
optimización con el fin de minimizar el efecto de usuario que se introduce en las 
simulaciones termohidráulicas. Así, se presenta un método automático y sistemático de 
búsqueda y optimización de parámetros termohidráulicos, de manera que se asegura que 
el error cometido es el mínimo posible. Esta nueva metodología se ha aplicado a 
modelos sencillos como la ecuación de la convección y la ecuación de la conveccióndifusión 
mediante dos técnicas de optimización con filosofías diferentes como son un 
algoritmo genético y un algoritmo de búsqueda directa. En particular se ha utilizado un 
algoritmo genético de estado estacionario y el método de búsqueda multidireccional. 
Tras los estudios realizados se concluye que el método de búsqueda directa es más 
eficiente para el tratamiento de este tipo de problemas. 


Como aplicación a un código termohidráulico de estimación óptima se ha hecho un 
análisis de dos casos incluidos en la matriz de valoración del código RELAP5. En 
concreto, con estas aplicaciones se ha comprobado la capacidad de la metodología en la 
determinación de valores óptimos de parámetros del modelo de las instalaciones como 
son las condiciones iniciales y las condiciones de contorno, que en muchas simulaciones 
son desconocidas. 

Por último, se ha mostrado la utilidad de la metodología desarrollada para la 
construcción de modelos reducidos de reactor. Estos modelos presentan una serie de 
parámetros efectivos que se pueden optimizar para que el comportamiento del modelo 
reducido se asemeje lo más posible al de la planta que representa. En particular, se ha 
construido un modelo reducido de reactor PWR con dos lazos asimétricos y se han 
determinado algunos de sus parámetros efectivos mediante la simulación de transitorios 
de operación, utilizando como referencia los cálculos proporcionados por el código de 
estimación óptima RELAP5. El modelo reducido con los parámetros obtenidos tras la 
optimización permite predecir con una buena precisión el comportamiento del reactor 
para estos transitorios.