Resumen

El papel de la energía nuclear en la producción eléctrica en España es fundamental. En 2016 ha sido la principal fuente energética (21.4 % de la energía producida) y ha supuesto más de un tercio (35.2%) del total de todas las fuentes libres de CO2. Sin embargo, el combustible nuclear gastado (CNG), incluso si se somete a reproceso, es un residuo peligroso que puede tener actividad durante decenas o incluso centenares de miles de años. Esto lo convierte en un problema técnico y social que trascenderá durante varias generaciones. La construcción de almacenamientos geológicos profundos (AGP) es la principal alternativa para el almacenamiento a largo plazo este tipo de residuos. En ellos las barreras de bentonita pueden jugar un papel fundamental. En los AGP, además de huecos “tecnológicos” causados por el proceso constructivo, en la roca encajante podrán existir huecos “naturales” (discontinuidades). Los huecos serán zonas de potencial debilidad. Por ello es de interés que la bentonita los selle al hidratarse e hinchar. Además, debe hacerlo sin que el confinamiento se reduzca en exceso, ya que la presión de confinamiento es un parámetro fundamental para el correcto servicio de los AGP.

En la actualidad existen diversos modelos geomecánicos que permiten simular el hinchamiento de las bentonitas a escala de almacenamiento. Sin embargo, estos modelos están implementados en códigos que sólo son capaces de simular sistemas geoquímicos bastante simplificados. Esto dificulta, por ejemplo, la simulación del impacto que sobre el confinamiento tendrá el potencial cambio de las condiciones de salinidad. En consecuencia, es de interés contar con una herramienta que simule el comportamiento de los AGP de modo acoplado, principal objetivo de esta propuesta.

Para desarrollar una herramienta de este tipo partiremos del modelo hidro-mecánico que nuestro Grupo de Investigación ha desarrollado para una geoquímica simplificada. Además, utilizaremos también los módulos geoquímicos que, al amparo de diversos proyectos del Plan Nacional, hemos programado para la simulación de procesos de electrorremediación suelos. Revisaremos el fundamento conceptual del acoplamiento de ambos sistemas.Tendremos especial cuidado en (i) analizar el efecto que una geoquímica no simplificada puede tener en la modelización del comportamiento deformacional de la microestructura de las bentonitas; (ii) revisar el acoplamiento entre las deformaciones macro y microestructurales; y (iii) estudiar con detenimiento las implicaciones que sobre el modelo geoquímico tiene la consideración de un medio de doble porosidad. Se asumirán condiciones no isotermas.

Para obtener información que permita verificar y validar el modelo se realizará una revisión bibliográfica profunda, preparando una base de datos que sea útil a otros investigadores. Se tendrá especial cuidado en asegurar la difusión y transferencia del programa y de la base de datos. Se crearán módulos orientados a la simulación de aproximaciones parametrizadas de los AGP que puedan ser utilizados por entidades y empresas vinculadas con su diseño y operación. Además, se realizarán acciones de transferencia para dar a conocer el trabajo realizado a empresas de base tecnológica para las que la aplicación del modelo pueda ser una vía de negocio. En resumen, se espera contribuir a la gestión a largo plazo de los residuos de una de las fuentes clave dentro del mix energético español y europeo.