Resumen de Preparación y caracterización de carbones activados para la retención de efluentes en centrales nucleares
El presente trabajo se enmarca dentro de las líneas de investigación que se desarrollan en el grupo de investigación GAIRBER (Grupo de Aprovechamiento Integral de Residuos Biomásicos y Energías Renovables) del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Extremadura (UEX). La investigación de GAIRBER se centra en el aprovechamiento de residuos biomásicos con fines energéticos, así como la obtención de materiales de alto valor añadido, carbones activados, y su posible aplicación en procesos de adsorción tanto en fase gaseosa como líquida. Concretamente, en este trabajo se aborda la preparación y caracterización de carbones activados a partir de residuos biomásicos, para su posterior utilización en procesos de retención de ioduro de metilo radiactivo.
Este trabajo, surge a raíz del Proyecto de Investigación 076/03, bajo el convenio existente entre la Central Nuclear de Almaraz (CNA) y la UEX (2003) y es continuado, mediante el Proyecto 2PR04B016, asociado a una beca predoctoral a Dña. Silvia Román dentro del programa de Formación de Personal Investigador de la Junta de Extremadura (2004-2008).
Teniendo en cuenta las premisas expuestas, en esta investigación se establece como punto de partida, la disponibilidad del carbón patrón empleado en la Central Nuclear de Almaraz (Carbón CNA) para retención de radioiodos y como objetivo a perseguir, la obtención de carbones que simulen el comportamiento del mismo en la adsorción de ioduro de metilo.
Resulta obvio, el punto de partida de este trabajo, realizar un estudio pormenorizado de las características texturales y superficiales del Carbón CNA, así como del mecanismo de adsorción involucrado en su utilización. En base a ambos factores, se optimizan las características a presentar por los carbones que se preparen y sean destinados a la mencionada aplicación.
Como materiales precursores de los sólidos adsorbentes, se emplean diferentes residuos biomásicos generados en la Comunidad Autónoma de Extremadura, hueso de aceituna, cáscara de nuez, cáscara de almendra y poda de almendro. La realización de distintas series experimentales de activación física con diferentes agentes y condiciones de activación, permite la obtención de carbones activados de características similares a las del Carbón CNA. Al objeto de incrementar la especificidad de los sólidos adsorbentes en el proceso de adsorción, y minimizar la desorción del compuesto radiactivo, la funcionalidad de la superficie de los sólidos es modificada mediante impregnación con Trietilendiamina (TEDA) con funcionalidad electrón-donor. En estos carbones, se procede al ensayo de retención de ioduro de metilo radiactivo bajo condiciones similares a las de la Central Nuclear.
En base a los resultados obtenidos y al estudio de las características físico-químicas del adsorbente (carbón), adsorbato (ioduro de metilo) e impregnante (Trietilendiamina); así como de las interacciones moleculares que se establecen en el sistema interfacial, es propuesto el tipo de mecanismo implicado en el proceso de adsorción. Se contempla así, un mecanismo bimodal de adsorción donde concurran simultánea e independientemente dos tipos de procesos, adsorción mediante interacciones no específicas entre el ioduro de metilo y la superficie de los adsorbentes, y adsorción mediante interacciones específicas del agente impregnante y adsorbato que conlleva la formación de compuestos estables.
