Tesis:
Desarrollo y diseño de ensayos termo-hidromecánicos integrados para la validación del concepto español de almacenamiento de residuos nucleares de alta actividad.
- Autor: MARTIN MARTIN, Pedro Luís
- Título: Desarrollo y diseño de ensayos termo-hidromecánicos integrados para la validación del concepto español de almacenamiento de residuos nucleares de alta actividad.
- Fecha: 2004
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA NUCLEAR
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: SEDANO MIGUEL, Luís Angel
- Director/a 2º: GALLEGO DIAZ, Eduardo
- Resumen: En el contexto del desarrollo del concepto español del Almacenamiento Geológico Profundo (AGP) en granito, se realizan una serie de experimentos termo-hidro-mecánicos (THM) a diversas escalas, sobre materiales de sellado constituidos por bentonita compactada, para la caracterización experimental de los procesos acoplados de transporte. Sin embargo, la demostración de la confianza en la operación de la barrera de arcilla del AGP, tanto desde el punto técnico e industrial, como de aceptación pública y social, hace necesario el desarrollo de ensayos a largo plazo y escala real. El experimento en maqueta descrito en este trabajo, que simula el concepto español de AGP, evita las limitaciones espaciales de los ensayos en laboratorio al adoptar el espesor real de la barrera de bentonita. Se ha hecho un énfasis especial en la selección e integración de sensores y sistema de adquisición de datos, para la obtención de la evolución de los parámetros, realizándose contribuciones importantes al desarrollo de la tecnología de sensores, para medida de parámetros THM en arcillas. Más de 500 sensores, instalados en el experimento, permiten medir las variables más importantes en la barrera: temperatura, presión total, presión de fluido, y humedad relativa; y en la superficie artificial de hidratación: presión y volumen del agua inyectada, y tensiones en la estructura. La instrumentación ha operado de forma fiable durante el curso del experimento, con una pérdida inferior al 10 por ciento. Se proporciona una descripción detallada del diseño y de las especificaciones de dispositivo experimental, junto con un resumen de los resultados principales y una serie de conclusiones cualitativas sobre el comportamiento THM de la barrera, derivadas del experimento como un todo integrado, durante casi seis años (2072 días) de hidratación y calentamiento simultáneos. Durante el experimento se produjo un sobre-calentamiento del sistema, que hizo que la bentonita en el entorno de los calentadores alcanzase temperaturas superiores a 200ºC. Este hecho fortuito ha supuesto una oportunidad única para la calibración y verificación de los modelos numéricos, al tiempo que constituyó una confirmación de la instrumentación seleccionada. Tras verificar la fiabilidad, tanto de las medidas y del dispositivo experimental, como de los modelos de cálculo, se analizan una serie de hipótesis que permitan comprender y explicar el comportamiento observado. Entre éstas, se destaca la posibilidad de la falta de datos constitutivos de la bentonita y la no inclusión de ciertos fenómenos primarios. Así, se ha discutido, como posible causa, los efectos termo-hidráulicos acoplados; evolución de la micro-macroestructura durante los fenómenos de humectación y secado, y los procesos de cementación; desviación del flujo de Darcy (no linearidad); efectos de la compresión de la fase vapor; o una combinación de todos ellos. Finalmente, se describen las conclusiones, agrupadas por áreas temáticas, y los futuros trabajos, relacionados con los procesos THM de la barrera de arcilla. Se hace hincapié en la necesidad de caracterizar completamente los fenómenos acoplados de transporte, inducidos por efectos térmicos, y los efectos de las modificaciones geoquímicas, sobre los cambios estructurales irreversibles y por ende en las propiedades mecánicas.