Procesos geoquímicos en la interfase acero al carbono/bentonita de un almacenamiento geológico profundo: desarrollo experimental y modelización

• Autores: Elena Torres Álvarez
• Directores de la Tesis: María Jesús Turrero Jiménez (dir. tes.), Laurent De Windt (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2011
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Ballester Pérez (presid.), J. A. Muñoz Sánchez (secret.), Jan van Der Lee (voc.), Julio Astudillo Pastor (voc.), Paloma Gómez González (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    En un Almacenamiento Geológico Profundo (AGP), el aislamiento de los residuos se consigue interponiendo múltiples barreras artificiales (pastilla cerámica de combustible, contenedor y barrera de arcilla) y naturales (formación geológica alojante). La presente investigación se centra en la evolución fenomenológica de la barrera de arcilla y su influencia sobre los procesos de corrosión del contenedor. Dado que la experimentación realizada tiene como fin su proyección a situaciones reales, se ha realizado una aproximación lo más realista posible al sistema de barreras artificiales, utilizando las proporciones, parámetros de operación y materiales considerados en el AGP español. Los resultados se han analizado e integrado considerand o el cambio de escala a las condiciones espacio-temporales reales.

    Los ensayos se llevaron a cabo en celdas herméticas que permiten la aplicación de gradientes térmicos e hidráulicos similares a los esperados. Para simular la interacción entre la barrera de arcilla y el contenedor se emplearon bloques de bentonita compactada en contacto con hierro en polvo o placas de acero al carbono.

    Los resultados revelan que, bajo condiciones insaturadas, los fenómenos de corrosión son localizados y están relacionados con la distribución de agua y solutos en la bentonita y la precipitación de cloruros en las zonas próximas al contenedor. La secuencia de productos de corrosión se inicia con la formación de hidróxido férrico, que se transforma en lepid ocrocita y goethita. Por deshidratación de éstos se obtiene hematita y maghemita. Tras la saturación de la bentonita, la corrosión generalizada será el mecanismo predominante. El hidróxido ferroso y la magnetita serán las fases mayoritarias alcanzánd ose velocidades de corrosión de 2.2 a 5.5 ?m/año. No se observó ningún tipo de alteración mineralógica de la bentonita, ya que los productos de corrosión dificultan la difusión del hierro. El aumento de escala produce una atenuación en la intensidad de los procesos geoquímicos analizados.

  • English

    Geological disposal is based on a multi-barrier approach to safely isolate the waste from the environment. The basic multi-barrier system components are: the waste form, the metal canister, the clay barrier and the host rock. The current research is focused on the phenomenological evolution of the bentonite barrier and its influence on the canister corrosion...