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Sobresaliente cum laude para una tesis realizada en el CIEMAT sobre comportamiento de materiales de barrera en almacenamientos de residuos radiactivos

 

20/01/2020

Medio ambiente

El pasado 13 de enero tuvo lugar en la Sala de Juntas de la Facultad de Geología de la Universidad Complutense de Madrid la defensa de la tesis doctoral de Roberto Gómez Espina, que bajo el título “Modificaciones microestructurales, mineralógicas y geoquímicas en bentonitas sometidas a cambios térmicos e hidráulicos”, obtuvo la calificación de sobresaliente cum laude.

  

La tesis doctoral “Modificaciones microestructurales, mineralógicas y geoquímicas en bentonitas sometidas a cambios térmicos e hidráulicos” se llevó a cabo en el CIEMAT en el marco de varios proyectos financiados por la Comisión Europea y ENRESA, y el doctorando disfrutó durante su realización de una ayuda concedida por el CIEMAT como Personal Investigador en Formación. El trabajo estuvo dirigido por María Victoria Villar, investigadora de la Unidad de Geología Ambiental del Departamento de Medioambiente de CIEMAT.

  

La tesis presenta un trabajo fundamentalmente experimental que estudia diferente aspectos del comportamiento de los materiales de barrera en almacenamientos de residuos radiactivos. Tiene un componente aplicado muy importante, ya que aparte de la mejora en el conocimiento de los procesos que pueden tener lugar en un sistema de barreras, aporta valores experimentales que pueden usarse directamente en los modelos de comportamiento. Por tanto, contribuirá a la evaluación del comportamiento a largo plazo de almacenamientos de residuos radiactivos de alta actividad.

  

Esta tesis ha permitido ampliar una línea de investigación que el grupo de trabajo en que se llevó a cabo inició a principios los años 90. Se trata de los ensayos en celdas termo-hidráulicas (TH) en los que se simula en laboratorio el comportamiento de la barrera de bentonita de un almacenamiento de residuos radiactivos. Estos ensayos aportan datos “en línea” mientras están en marcha y cuando finalizan permiten obtener información sobre las propiedades y estado de la bentonita tras estar sometida a las condiciones de la barrera. La realización de estos ensayos con diferente duración, de hasta varios años, permite analizar la evolución temporal de los posibles cambios. En esta tesis los estudios del estado de la bentonita tras finalizar los ensayos TH (es decir, post mórtem) se han centrado en su geoquímica y mineralogía, utilizando metodologías que no se habían empleado en el grupo y abordando además la modelización geoquímica de los procesos observados. Complementariamente, y en otro tipo de ensayos, se han estudiado las modificaciones microestructurales que puede experimentar la bentonita como consecuencia de su interacción con el agua bajo diferentes condiciones.

  

Las principales y más novedosas contribuciones de esta tesis han sido:

  

- Haber realizado los ensayos termo-hidráulicos en celdas a temperaturas superiores a 100°C, que es la máxima temperatura que hasta el momento se había utilizado. Este aspecto es muy relevante y de hecho, un proyecto financiado por la Comisión Europea comenzado en junio de 2019 (EURAD-HITEC) está dedicado al estudio del efecto sobre la bentonita de temperaturas superiores a 100°C.

  

- El desarrollo de una metodología para la determinación de sales solubles en la bentonita combinando dos técnicas diferentes y su interpretación. Se ha desarrollado también una metodología que permite, por comparación de los resultados obtenidos con las dos técnicas mencionadas, estimar la presencia y cantidad de coloides en la bentonita.

  

- El desarrollo de una metodología para la obtención mediante modelización de la geoquímica del agua de poro.

  

- El estudio de las transformaciones microestructurales que tienen lugar durante los ensayos de presión de hinchamiento y de curva de retención, es decir, durante la saturación de la bentonita con agua tanto en fase líquida y vapor. Ambas condiciones son representativas de las que se darán en la barrera de un almacenamiento, y además se han estudiado para dos bentonitas diferentes, lo que ha permitido evaluar el papel del complejo de cambio.

  

Los conocimientos adquiridos han permitido al doctorando desarrollar un modelo conceptual del comportamiento de la bentonita en el sistema de barreras.

  
 

Figura 1. El doctorando durante la defensa de la tesis en la Sala de Juntas de la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense de Madrid.

  

Figura 2. El doctorando tras recibir su calificación con el tribunal y la directora de la tesis.

  

Figura 3. Esquema del dispositivo experimental para realización de ensayos termo-hidráulicos de simulación de las condiciones de un Almacenamiento Geológico Profundo.

  

Figura 4. Esquema de las interacciones entre las propiedades y características de la bentonita compactada en relación a las condiciones de un Almacenamiento Geológico Profundo.

  
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