![\"\"](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/nuclear-waste-storage-cimne.png\"){kind=spacer}
<\/p>\n<\/p>\n
Almacenamiento temporal de residuos radiactivos previo al almacenamiento geol\u00f3gico profundo.<\/em><\/p>\n <\/p>\n La electricidad representa hoy en d\u00eda cerca del 40% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero<\/strong>, seg\u00fan la Agencia Internacional de la Energ\u00eda (IEA). Pa\u00edses como Francia, Suecia, Finlandia o Canad\u00e1 han apostado firmemente por la energ\u00eda nuclear<\/strong>, libre de CO\u2082 durante su generaci\u00f3n, para descarbonizar el sistema energ\u00e9tico.<\/p>\n El almacenamiento geol\u00f3gico profundo<\/strong> es actualmente la soluci\u00f3n m\u00e1s aceptada entre la comunidad cient\u00edfica y las entidades estatales para gestionar los residuos radiactivos de alta y media actividad y larga vida media por el aislamiento y la seguridad que proporcionan de cara al futuro<\/strong>. El Centro Internacional de M\u00e9todos Num\u00e9ricos en Ingenier\u00eda (CIMNE) participa en un ambicioso proyecto de investigaci\u00f3n internacional, DECOVALEX, donde aporta su experiencia en modelos computacionales avanzados para mejorar la comprensi\u00f3n del comportamiento de estos sistemas a largo plazo<\/strong>.<\/p>\n Los m\u00e9todos num\u00e9ricos<\/strong> se han mostrado \u00fatiles para abordar procesos fisicoqu\u00edmicos complejos, convirti\u00e9ndolos en una herramienta prometedora<\/strong>. Simular con precisi\u00f3n el comportamiento geol\u00f3gico es cr\u00edtico no solo para el dise\u00f1o de los almacenes, sino tambi\u00e9n para la gesti\u00f3n y monitoreo de los activos. Mientras los experimentos a escala real tienen problemas inherentes y costos elevados, las simulaciones avanzadas son \u00fatiles para analizar las caracter\u00edsticas y la evoluci\u00f3n de las formaciones geol\u00f3gicas que forman los almacenes.<\/p>\n Con una trayectoria de m\u00e1s de 30 a\u00f1os, DECOVALEX<\/strong><\/a> (Development of Coupled Models and their Validation against Experiments<\/em>) es un proyecto en colaboraci\u00f3n de grupos de investigaci\u00f3n con el apoyo de agencias estatales y organizaciones de gesti\u00f3n de residuos radiactivos<\/strong>, que pretende entender los procesos fisicoqu\u00edmicos en los almacenes geol\u00f3gicos y traducirlos en modelos num\u00e9ricos. La participaci\u00f3n de CIMNE comenz\u00f3, financiada por ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radiactivos S.A<\/em>), en la edici\u00f3n de 1999 a 2003. CIMNE ha continuado participando desde 2008 hasta ahora, actualmente, en su caso, financiado por ENRESA y ANDRA (Agence nationale pour la gestion des d\u00e9chets radioactifs<\/em>).<\/p>\n Hace dos a\u00f1os se cerr\u00f3 la subedici\u00f3n DECOVALEX-23<\/strong> (2020-2023), destinada a abordar un amplio abanico de cuestiones relacionadas con el comportamiento de estructuras naturales o artificiales de rocas arcillosas y cristalinas<\/strong>. Concretamente, pone el foco en la roca arcillosa Callovo-Oxfordian<\/strong>, una formaci\u00f3n geol\u00f3gica especialmente estudiada, elegida en Francia para el almacenamiento de residuos y candidata para el resto de Europa.<\/p>\n Esquema de un almac\u00e9n geol\u00f3gico profundo para residuos nucleares de alta actividad que muestra dos sistemas diferentes: el sistema KBS-3V, con almacenamiento vertical de los contenedores, y el sistema KBS-3H, con almacenamiento horizontal.<\/em><\/p>\n Las magnitudes fisicoqu\u00edmicas b\u00e1sicas son las primeras en amenazar la integridad de los almacenes nucleares y afectar potencialmente su seguridad. La temperatura (T), la humedad (H) y las tensiones mec\u00e1nicas (M) son actores principales e interact\u00faan de manera compleja a trav\u00e9s de lo que se conoce como comportamiento THM<\/strong> (Thermo-Hydro-Mechanical<\/em>). Los efectos hidromec\u00e1nicos se han estudiado en detalle mediante pruebas in situ y estudios num\u00e9ricos, dejando de lado el efecto de la temperatura. Aunque este efecto no parezca evidente, los residuos nucleares de alta actividad liberan grandes cantidades de calor<\/strong> que influyen decisivamente en la estructura que los rodea. El aumento de la temperatura puede generar presiones internas dentro de la roca debido a la expansi\u00f3n desigual del agua y los minerales y provocar fisuras<\/strong>.<\/p>\n En uno de los estudios propuestos se ha analizado num\u00e9ricamente la respuesta THM de los almacenes con residuos de alta actividad a escala real<\/strong>. Los modelos han considerado la excavaci\u00f3n, la instalaci\u00f3n del almac\u00e9n y su operaci\u00f3n a largo plazo y han reproducido con \u00e9xito las condiciones geol\u00f3gicas iniciales. Las simulaciones en las que ha participado CIMNE confirman que las grandes cantidades de calor aumentan significativamente la presi\u00f3n de los poros, debilitando la estructura de la roca, ya da\u00f1ada por la excavaci\u00f3n. Adem\u00e1s, muestran c\u00f3mo el espacio entre los microt\u00faneles<\/strong>, que alojan los contenedores de residuos nucleares, es un factor determinante<\/strong>: una separaci\u00f3n demasiado peque\u00f1a favorece la concentraci\u00f3n de tensiones y la formaci\u00f3n de zonas da\u00f1adas, aunque no se propagan a las rocas sanas.<\/p>\n Las fracturas de la estructura provocadas por la alta presi\u00f3n no son exclusivas del comportamiento anterior. La corrosi\u00f3n o degradaci\u00f3n de los metales<\/strong>, especialmente en el caso de los residuos radiactivos de alta actividad y larga vida media, provoca la liberaci\u00f3n de gas<\/strong>, normalmente hidr\u00f3geno, que a largo plazo tambi\u00e9n incrementa la presi\u00f3n interna.<\/p>\n Otra l\u00ednea del proyecto se ha encargado del impacto de la presi\u00f3n y de la liberaci\u00f3n de gas, y de calcular cu\u00e1l es la presi\u00f3n umbral<\/strong> a partir de la cual se da\u00f1a la roca. Obtener estos par\u00e1metros es fundamental para que el dise\u00f1o de los almacenes de residuos radiactivos facilite la circulaci\u00f3n de los gases<\/strong> a trav\u00e9s de la estructura y prevenga da\u00f1os. El equipo ha simulado las condiciones de alta presi\u00f3n que provocan fisuras en la roca y, a pesar de las limitaciones actuales de los resultados, los modelos pueden predecir en qu\u00e9 condiciones se forman las fisuras y qu\u00e9 se debe controlar para evitarlas.<\/p>\n Esquema de un contenedor de residuos radiactivos en un almac\u00e9n geol\u00f3gico profundo, rodeado de roca arcillosa.<\/em><\/p>\n En el marco del proyecto, se ha realizado un experimento pionero a escala de laboratorio que simula las condiciones de un almac\u00e9n geol\u00f3gico con residuos de alta actividad<\/strong> en el laboratorio \u00c4sp\u00f6 Hard Rock, en Suecia. Este experimento ha reproducido de manera controlada los efectos THM en una muestra representativa de roca arcillosa y ha monitorizado la posible formaci\u00f3n de fisuras.<\/p>\n Los datos obtenidos son muy valiosos y evidencian el potencial de los modelos num\u00e9ricos: solo han requerido modificaciones leves<\/strong> para reproducir los fen\u00f3menos clave, incluso a gran escala. No obstante, las simulaciones contin\u00faan necesitando los datos de laboratorio para realizar un calibrado inicial y, junto con la complejidad de los procesos f\u00edsicos, condicionan la capacidad predictiva de esta herramienta.<\/p>\n Estos ejemplos evidencian la relevancia de los m\u00e9todos num\u00e9ricos<\/strong> en contextos donde los efectos son a largo plazo o la experimentaci\u00f3n es costosa desde el punto de vista log\u00edstico y\/o econ\u00f3mico. El personal investigador del cl\u00faster en Geomec\u00e1nica e Hidrogeolog\u00eda<\/em><\/a> del CIMNE ha contribuido a este proyecto desde 2008 como centro de referencia en m\u00e9todos num\u00e9ricos en ingenier\u00eda y sigue involucrado en su nueva edici\u00f3n DECOVALEX-27<\/strong> (2024-2027), que pretende resolver las limitaciones de estos modelos as\u00ed como nuevos desaf\u00edos t\u00e9cnicos. La investigaci\u00f3n del grupo Geomec\u00e1nica<\/em><\/a> de CIMNE trabaja para profundizar en el conocimiento del comportamiento geol\u00f3gico y ha desarrollado herramientas computacionales que son referentes en el an\u00e1lisis de procesos f\u00edsicos aplicados al estudio y dise\u00f1o de estructuras subterr\u00e1neas<\/strong>.<\/p>\n Gracias a la investigaci\u00f3n internacional, la experiencia de los investigadores y un enfoque multidisciplinario, el proyecto DECOVALEX sigue siendo un referente para mejorar la resiliencia en el almacenamiento de residuos nucleares y garantizar su seguridad a largo plazo<\/strong>. Los m\u00e9todos num\u00e9ricos son una herramienta vers\u00e1til y eficaz<\/strong> para poner a prueba el dise\u00f1o de estos sistemas y para mejorar la comprensi\u00f3n de los procesos complejos que tienen lugar.<\/p>\n <\/p>\n [1] Fei, S., Gens, A. Collico, S., Pl\u00faa, C., Armand, G., & Huaning, W. (2025). Analysis of short- and long-term coupled THM behaviours in argillaceous rock for nuclear waste disposal.<\/strong> Geomechanics for Energy and the Environment<\/em>, 42, 100660. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.gete.2025.100660<\/a><\/p>\n [2] Pl\u00faa, C., de La Vaissi\u00e8re, R., Armand, G., Olivella, S., Rodr\u00edguez-Dono, A., Yu, Z., Shao, J.-f., Radeisen, E., & Shao, H. (2025). Numerical investigation of the gas-induced fracturing behavior of the Callovo-Oxfordian claystone.<\/strong> Geomechanics for Energy and the Environment<\/em>, 27, 100669. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.gete.2025.100669<\/a><\/p>\n [3] Tamayo-Mas, E., Harrington, J. F., Damians, I. P., Kim, J. T., Radeisen, E., Rutqvist, J., Lee, C., Noghretab, B. S., & Cuss, R. J. (2025). A comparative analysis of numerical approaches for the description of gas flow in clay-based repository systems: From a laboratory to a large-scale gas injection test.<\/strong> Geomechanics for Energy and the Environment<\/em>, 42, 100654. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.gete.2025.100654<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Almacenamiento temporal de residuos radiactivos previo al almacenamiento geol\u00f3gico profundo. La electricidad representa hoy en d\u00eda cerca del 40% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero, seg\u00fan la Agencia Internacional de la Energ\u00eda (IEA). 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<\/p>\nLa temperatura tambi\u00e9n amenaza<\/h3>\n
Liberaci\u00f3n de gases y fisuras en la estructura<\/h3>\n
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<\/p>\nDel laboratorio a la pantalla: c\u00f3mo pulir los modelos num\u00e9ricos<\/h3>\n
El papel del CIMNE en la seguridad a largo plazo<\/h3>\n