Alteración hidrotermal de la bentonita en el contacto con acero

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Geología y Geoquímica. Fecha de Lectura: 08-07-2024

Detalles Bibliográficos
Autor: Mota Heredia, Carlos
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2024
País:España
Institución:Universidad Autónoma de Madrid
Repositorio:Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAM
Idioma:español
OAI Identifier:oai:repositorio.uam.es:10486/715408
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10486/715408
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Almacenamiento Geológico Profundo
Bentonita
Interacción Acero- Bentonita
MX-80
FEBEX
FEBEX-Mg
Gradiente Hidrotermal
Corrosion
Geología
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Para ello se desarrolla el concepto multibarrera, basado en el uso de un sistema de barreras de ingeniería (EBS, del inglés, Engeneered Barrier System). En el EBS los RRAA son encapsulados en un contenedor metálico, confinado en una barrera de bentonita compactada, que se ubica en una galería subterránea excavada en una formación geológica. Debido a las interacciones entre las barreras, es necesario el estudio de las mismas en las condiciones ambientales que se producirán en función del tipo de metal, bentonita y formación geológica escogida. Para ello se realizan estudios en laboratorios subterráneos in situ de formaciónes geologicas seleccionables para ubicar un almacenamiento geológico profundo (AGP). Adicionalmente a este tipo de estudios, es necesario la realización de estudios a escala de laboratorio en condiciones experimentales bien definidas. Es por ello que esta tesis doctoral se ha realizado con el proposito de estudiar la interacción hidrotermal de la bentonita en el contacto con acero, centrándose en la evolución geoquímica de la barrera de bentonita. Para ello se han diseñado celdas experimentales capaces de simular a escala de laboratorio, las condiciones de un AGP ubicado en una formación arcillosa (agua de poro arcillosa sintética), generando un gradiente térmico (100-40 ºC) desde el acero, e hidráulico (hidratando con una disolución salina)desde direcciones opuestas. Se ha utilizado acero al carbono representativo de conceptos de AGP en España, Belgica o Suiza entre otros. Se han seleccionado bentonita MX-80 (Na-montmorillonita) y bentonita FEBEX (Ca,Mg,Na-montmorillonita) para caracterizar su evoución e interacción con el acero en ensayos de 1, 6 y más de 24 meses de reacción. Adicionalmente se ha estudiado a 1, 6 y 22 meses las interacciones geoquímicas de bentonita FEBEX saturada en magnesio, representativa de un escenario de largo plazo enla barrera bentonítica en el AGP . Se han estudiado los efectos de una fuente de hierro soluble (FeCl2) en la bentonita en las mismas condiciones experimentales, a fin de poder observar una mayor reactividad y comprobar la estabilidad de la bentonita. Se caracterizó la bentonita y los productos de corrosión generados en el contacto con el acero. Se estudiaron propiedades fisicoquímicas de las bentonitas, observando la dismunción de la superficie específica y de la capacidad de intercambio catiónico. El contenido en agua aumentó con el paso del tiempo hasta alcanzar la saturación en los ensayos con FeCl2 y en todos los casos en los ensayos de mayor duración. Se detectaron productos de corrosion en el acero como hematites, magnetita, maghemita, lepidocrocita, siderita o ankerita. Además, se detectó akageneita en los experimentos con FeCl2. Las bentonitas aumentaron su contenido en hierro en escala submilimétrica, y se formaron minerales del grupo de las cloritas como la ferri sudoita en la bentonita en contacto con el acero en experimentos de mayor duración. Además, la bentonita MX-80 experimentó el intercambio de sodio por cationes divalentes. No obstante, las bentonitas mostraron una estabilidad química adecuada en las condiciones experimentales impuestas. Los datos obtenidos en esta tesis serán de utilidad para la validación de los modelos geoquimicos de interación hierro-bentonita en un escenario de AGPEl trabajo de investigación recogido en esta Tesis Doctoral ha sido realizado gracias a la financiación concedida por el proyecto del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea 2014-2018 bajo el acuerdo de subvención N°847593Fernández Martín, RaúlCuevas Rodríguez, Jaime FernandoDepartamento de Geología y GeoquímicaFacultad de Ciencias20242024-07-08doctoral thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06NAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10486/715408reponame:Biblos-e Archivo. 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