Fabricación aditiva en el sector de la energía nuclear: dominar la homologación, garantizar la disponibilidad y potenciar la innovación
28 DE JULIO DE 2026 | Tiempo de lectura: 8 min
El sector nuclear se enfrenta a un reto muy concreto: se prevé que muchas centrales nucleares sigan en funcionamiento durante un tiempo considerablemente más largo de lo previsto inicialmente, mientras que cada vez resulta más difícil conseguir piezas de recambio, cadenas de suministro cualificadas y documentación técnica completa. Al mismo tiempo, cualquier modificación técnica, incluso en los sistemas auxiliares y de apoyo de la central, está sujeta a los requisitos más exigentes en materia de seguridad, trazabilidad y cualificación. En este contexto, la fabricación aditiva (FA) está cobrando protagonismo, no como una tecnología experimental, sino como un medio potencial para garantizar la disponibilidad de piezas de recambio, introducir ciclos de mantenimiento más flexibles e implementar mejoras técnicas dentro de un marco estrictamente regulado.
Por qué FA cobrando relevancia en el sector nuclear en estos momentos
Uno de los factores clave es el envejecimiento de las instalaciones nucleares. Gran parte del parque nuclear mundial ha alcanzado una edad operativa avanzada, lo que convierte el mantenimiento en una tarea estratégica permanente. En Francia, por ejemplo, 39 de los 58 reactores alcanzaron los 40 años de funcionamiento en2025¹. Como consecuencia, la disponibilidad de componentes —incluida la documentación, las herramientas y unas cadenas de suministro estables— ha cobrado una gran importancia. Los cuellos de botella no solo se producen en los componentes adyacentes al reactor; los sistemas auxiliares y periféricos también influyen considerablemente en los plazos de mantenimiento, las paradas y el funcionamiento económico de las centrales.
FA estos retos principalmente a través de su cadena de procesos digitales. Los componentes pueden reproducirse a partir de los datos disponibles y también pueden someterse a ingeniería inversa mediante escaneo, lo que supone una ventaja especial cuando se trata de piezas obsoletas. Al mismo tiempo, FA nuevas posibilidades en cuanto a libertad de diseño: se pueden llevar a cabo integraciones funcionales, canales internos o geometrías optimizadas para el flujo allí donde la fabricación convencional alcanza sus límites. Además, los ciclos de iteración rápidos permiten acortar significativamente las fases de desarrollo y optimización. Al mismo tiempo, FA permite dar el salto a materiales de «última generación», ya que el impacto en los costes derivado de los cambios de material es significativamente menor que con los métodos de fabricación convencionales.
Obsolescencia y disponibilidad: FA elemento fundamental para unos ciclos de mantenimiento más flexibles
Los componentes se desgastan, los fabricantes originales desaparecen y, a menudo, ya no se dispone de las herramientas de fabricación ni de la documentación técnica completa, mientras que los plazos de entrega son cada vez más críticos. Esto afecta especialmente a los sistemas auxiliares y periféricos que, aunque no son directamente críticos para la seguridad, tienen un gran impacto en la disponibilidad de la planta y en el rendimiento a lo largo de su ciclo de vida. Entre ellos se incluyen las denominadas «piezas obsoletas»: componentes que siguen siendo necesarios pero que ya no pueden adquirirse a través de los canales habituales, como piezas funcionales de bombas, válvulas o sistemas de turbinas auxiliares, así como carcasas o soportes específicos. Aunque se trata predominantemente de piezas metálicas, la misma tendencia se observa también en los componentes de polímeros, por ejemplo, los relacionados con los sistemas de control eléctrico y los interruptores.
La fabricación aditiva ofrece nuevas posibilidades en este contexto. A partir de datos existentes o de una reingeniería específica, estos componentes pueden reproducirse y adaptarse al mismo tiempo en cuanto a su diseño, por ejemplo, para mejorar el rendimiento de la refrigeración, aumentar la robustez mecánica o prolongar la vida útil. FA deja de ser un mero sustituto de la fabricación convencional para convertirse en una herramienta que permite adaptar los componentes existentes a los requisitos operativos actuales.
Un ejemplo práctico del ámbito industrial lo ofrece la empresa energética Equinor, que lleva varios años utilizando FA para abordar problemas de obsolescencia y riesgos en el suministro de piezas de recambio. Los componentes fabricados mediante fabricación aditiva se utilizan para evitar largos plazos de entrega, producir piezas de recambio bajo demanda y, cada vez más, sustituir los inventarios físicos por datos de stock digitales. En una de las aplicaciones, incluso componentes aparentemente menores —como los tornillos de polímero— se sustituyeron mediante la fabricación aditiva, lo que supuso un importante ahorro de costes.2
Este enfoque se basa en la combinación del escaneo 3D, el modelado digital y la fabricación aditiva, lo que permite reconstruir y reproducir tanto componentes metálicos como de polímeros. Especialmente en el caso de las plantas más antiguas, en las que la disponibilidad de piezas de recambio es limitada, esto elimina uno de los principales retos del mantenimiento. De este modo, la fabricación aditiva pasa de ser un mero método de producción a convertirse en una parte integral de las estrategias de mantenimiento digital y de gestión de piezas de recambio, sobre todo en emplazamientos remotos o de difícil acceso.
Este ejemplo también ilustra por qué los sistemas auxiliares suelen servir como punto de partida para las aplicaciones de fabricación aditiva. Por lo general, son más fáciles de gestionar desde el punto de vista normativo, al tiempo que resultan muy relevantes para el funcionamiento de la planta. También queda claro cómo FA contribuir a un ciclo de mantenimiento y reparación más flexible: en lugar de depender de piezas de recambio escasas y de cadenas de suministro complejas y frágiles, la posibilidad de producir componentes homologados bajo demanda está cada vez más al alcance de la mano.
Aplicaciones y rendimiento relacionados con la seguridad: cuando FA solo sustituye, sino que mejora
Más allá de garantizar la disponibilidad de piezas de recambio, la fabricación aditiva ofrece otro potencial clave en el sector nuclear: la mejora específica de las funciones relevantes para la seguridad. A diferencia de los procesos convencionales, como el mecanizado o la fundición, los componentes fabricados mediante fabricación aditiva se construyen directamente a partir de polvos metálicos o poliméricos. Se pueden crear geometrías complejas sin necesidad de herramientas ni moldes, lo que abre nuevas posibilidades de diseño y permite replantear los componentes desde cero.
Un riesgo bien conocido en la refrigeración de los conjuntos de combustible nuclear es el denominado «problema de fugas», en el que incluso partículas muy pequeñas presentes en el circuito de refrigeración pueden, con el paso del tiempo, provocar un desgaste progresivo y, en casos extremos, daños en las barras de combustible. Las fugas se producen cuando pequeños residuos presentes en el circuito de refrigeración desgastan una barra de combustible, dejando al descubierto las pastillas de uranio; en este caso, basta con un solo hilo de alambre de 5 mm para provocar dicho fallo. Aunque no se trata de un problema frecuente, es fundamental mitigar este riesgo. Tradicionalmente, una filtración más eficaz conllevaba una mayor caída de presión, lo que reducía la eficiencia global de la central.³
Los componentes fabricados mediante impresión 3D y optimizados geométricamente abordan este reto de forma directa: el guiado adaptado del flujo, las funciones de filtrado integradas o el diseño funcional de las piezas pueden reducir los riesgos y mejorar la seguridad operativa. Un ejemplo muy conocido es el FA Stronghold FA para reactores de agua en ebullición desarrollado por Westinghouse. Al aprovechar FA crear canales de flujo internos complejos y sinuosos, permite una filtración eficaz de residuos de 5 mm, al tiempo que mantiene niveles de presión comparables a los de los diseños convencionales menos eficientes, lo que demuestra cómo FA conciliar los requisitos de seguridad y rendimiento.
En diversos tipos de reactores, las adaptaciones geométricas específicas han dado lugar a mejoras cuantificables; por ejemplo, una eliminación más eficaz de partículas extrañas o un aumento del rendimiento sin pérdidas de presión adicionales. Lo más importante no es el componente en sí, sino el principio subyacente: la libertad de diseño y la integración funcional permiten alcanzar nuevos niveles de rendimiento, siempre que se tengan en cuenta de forma sistemática, desde el principio, la cualificación y la facilidad de inspección.
FA abre nuevas oportunidades para componentes complejos sometidos a presión. Los componentes presurizados fabricados mediante fabricación aditiva, con canales optimizados para el flujo, una transferencia de calor eficiente y geometrías variables, demuestran cómo se puede aumentar el rendimiento sin dejar de cumplir con los elevados requisitos mecánicos. Estas aplicaciones combinan las ventajas de la fabricación aditiva con las exigencias reales de los requisitos de cualificación nuclear y ofrecen una perspectiva sólida para la industrialización de FA cualificadas. Dado que la industria nuclear opera estrictamente dentro de normas y marcos normativos definidos, es esencial contar con directrices armonizadas que permitan la adopción de dichos componentes. Un avance clave en este contexto es la próxima norma EN 13445-14, que proporcionará un marco relevante para los equipos de recipientes a presión fabricados mediante fabricación aditiva y respaldará una mayor industrialización.
Cualificación: la base imprescindible para FA el sector nuclear
Precisamente porque la fabricación aditiva contribuye cada vez más a la disponibilidad, la facilidad de mantenimiento y el rendimiento en el sector nuclear, la cualificación pasa inevitablemente a ocupar un lugar central. En ingeniería nuclear, la seguridad no se garantiza únicamente mediante el rendimiento funcional, sino mediante pruebas transparentes y verificables. Los materiales, los procesos de fabricación, los métodos de inspección y la documentación deben funcionar de forma coherente y ser trazables a lo largo de todo el ciclo de vida. Esto es especialmente cierto en el caso de los procesos aditivos, ya que las propiedades de los componentes dependen en gran medida de la estabilidad del proceso —como los conjuntos de parámetros, los materiales utilizados, el propio proceso de fabricación y las etapas de posprocesamiento—.
La homologación no debe considerarse un obstáculo, sino un requisito previo necesario para aprovechar el potencial de la fabricación aditiva en el ámbito nuclear. En la práctica, esto suele hacerse paso a paso: las aplicaciones iniciales se centran en componentes que son más fáciles de gestionar desde el punto de vista normativo o que se encuentran fuera de los sistemas centrales críticos para la seguridad. A medida que se adquiere experiencia, se obtienen datos fiables y se definen claramente los márgenes de los procesos, el ámbito de aplicación puede ampliarse gradualmente. A medida que aumenta la normalización internacional y la cantidad de codificación disponible, este aspecto se va aclarando en cuanto a la forma de proceder.
La supervisión de procesos puede desempeñar un papel clave a la hora de reforzar la fiabilidad de la fabricación aditiva en entornos nucleares. Tecnologías como la huella digital por tomografía óptica (OT) permiten realizar un seguimiento capa por capa durante el proceso de fabricación, creando un registro digital exhaustivo de la producción de las piezas. Esto aumenta la transparencia y facilita la verificación frente a los requisitos de calidad definidos. Al proporcionar pruebas trazables y basadas en datos sobre la estabilidad y la repetibilidad del proceso, la huella digital por OT puede facilitar la homologación y ayudar a acelerar la adopción de FA sectores altamente regulados, como el nuclear.
La fabricación aditiva como factor facilitador de la ingeniería en las primeras fases, y no solo como herramienta de fabricación
El impacto de la fabricación aditiva en el sector nuclear depende en gran medida del momento en que se introduzca en el ciclo de vida de un componente o sistema. Si FA aplica únicamente al final, como método de fabricación sustitutivo, su contribución se limita en gran medida a la disponibilidad y a la reducción de los plazos de entrega. Cuando FA introduce antes —ya en las fases de ingeniería y diseño—, puede influir de manera fundamental en la forma en que se conciben, validan y desarrollan los componentes.
Especialmente en el ámbito nuclear, donde los cambios de diseño en fases avanzadas del ciclo de vida resultan costosos y difíciles de justificar, las decisiones de diseño iniciales tienen un impacto desproporcionado. FA los ingenieros explorar la integración funcional, las trayectorias de flujo optimizadas, la reducción de material, la selección de materiales o geometrías eficientes en el uso de los materiales en una fase mucho más temprana, con el apoyo de iteraciones rápidas y validación física. Como resultado, las decisiones de ingeniería se basan cada vez más en datos y están menos limitadas por supuestos de fabricación heredados.
Este cambio es especialmente relevante para los conceptos de reactores de próxima generación, pero también se aplica a la modernización de las centrales existentes. Cuando la ingeniería FA se introduce en una fase temprana, la innovación no depende únicamente de la rapidez en la creación de prototipos, sino de la capacidad de replantearse los componentes de forma integral, teniendo ya en cuenta los requisitos de homologación, inspección y trazabilidad. De este modo, la fabricación aditiva se convierte en un facilitador de la ingeniería que define las vías de desarrollo mucho antes de que comience la producción.
Reactores de nueva generación: por qué FA el margen de innovación sin comprometer la seguridad
Además de garantizar la seguridad del parque nuclear existente, los esfuerzos de desarrollo se centran cada vez más en los reactores modulares pequeños (SMR) y en los conceptos de reactores de cuarta generación. Estos diseños suelen buscar una mayor integración del sistema, diseños compactos, arquitecturas simplificadas de las instalaciones auxiliares y conceptos avanzados de refrigeración y materiales. La fabricación aditiva puede respaldar estas ambiciones al permitir la evaluación temprana de componentes altamente integrados, conjuntos compactos y geometrías internas complejas que resultan difíciles o poco viables de realizar con los métodos de fabricación convencionales, al tiempo que permite diseñar productos teniendo en cuenta una cadena de suministro futura más ágil y resiliente, lo que mejora la rapidez y la disponibilidad de las piezas. No obstante, las expectativas deben seguir siendo realistas. Los ciclos de desarrollo de los SMR y los reactores de cuarta generación vienen determinados por exhaustivos análisis, ensayos y procesos de cualificación, y no pueden acortarse eludiendo los requisitos normativos. Sin embargo, FA mejorar significativamente las fases iniciales de investigación y conceptualización. La creación rápida de prototipos, los demostradores funcionales y la iteración basada en la geometría permiten validar los supuestos de diseño —como el comportamiento del flujo, el rendimiento térmico o la integración funcional— en una fase mucho más temprana del proceso de desarrollo.
Esto refuerza el papel fundamental de la cualificación. Cuando los diseños mediante fabricación aditiva para los reactores de tamaño reducido (SMR) y los conceptos de reactores avanzados se orientan desde el principio hacia la capacidad de ensayo, la estabilidad de los procesos, la facilidad de inspección y la generación de pruebas, la innovación puede avanzar en paralelo con la preparación normativa. De este modo, la fabricación aditiva no reduce los márgenes de seguridad, sino que amplía la libertad de ingeniería dentro de un marco que sigue siendo plenamente compatible con los estrictos requisitos de seguridad y cualificación de los sistemas nucleares de próxima generación.
Conclusión: FA el sector nuclear: entre la ambición y la viabilidad
En definitiva, la fabricación aditiva da respuesta a retos reales del sector nuclear: la obsolescencia, la disponibilidad de piezas de recambio, la presión derivada del mantenimiento y la exigencia de mejoras en el rendimiento relacionadas con la seguridad. Al mismo tiempo, ofrece el potencial de mejorar aún más la eficiencia y propiciar la innovación en conceptos de reactores emergentes, como los reactores modulares pequeños (SMR) y los sistemas de cuarta generación, en los que los nuevos enfoques de diseño y las capacidades de fabricación avanzadas desempeñan un papel cada vez más importante.
La buena noticia es que la cualificación es exigente, pero factible, siempre que FA introduzca de forma estratégica, paso a paso, basándose en datos y en ámbitos de aplicación que sean realistas tanto desde el punto de vista normativo como operativo. Este enfoque se ve respaldado además por los esfuerzos continuos de normalización y codificación, que siguen creando un marco más claro para su adopción por parte de la industria.
En definitiva, la fabricación aditiva da respuesta a retos reales del sector nuclear: la obsolescencia, la disponibilidad de piezas de recambio, la presión derivada del mantenimiento y la exigencia de mejoras en el rendimiento relacionadas con la seguridad.
Autora: Paula Kainu, directora del sector energético
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1https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/nucleaire-quel-age-ont-nos-centrales-1140104
2 https://www.equinor.com/magazine/3d-printing
3neimagazine.com/news/3d-printed-nuclear-fuel-parts-tested-in-alabama-power-plant/ y https://www.eos.info/content/blog/2026/cómo-la-am-está-revitalizando-las-redes-eléctricas-del-mundo
