2011 Jornada Científica de la Sociedad Española de Arcillas 14 de ...

Jornada Científica de la Sociedad Española de Arcillas. 14 de Noviembre de 2011
LECCIONES APRENDIDAS DEL ENSAYO FEBEX IN SITU:
MODIFICACIONES EN EL COMPLEJO DE INTERCAMBIO CATIÓNICO POR
EL EFECTO DEL GRADIENTE TERMO-HIDRÁULICO Y LA COMPOSICIÓN
DEL AGUA INTERSTICIAL
A.M. Fernández*, A. Melón*, D.M. Sánchez Ledesma*, M.V. Villar*, J. Cuevas**
*CIEMAT, Dpto. Medio Ambiente, 28040 Madrid
**Facultad de Ciencias. Universidad Autónoma de Madrid. Cantoblanco, 28049
Madrid
Las bentonitas compactadas se consideran el material más idóneo como
relleno y sellado en un almacenamiento de residuos radiactivos debido a sus
propiedades físico-químicas. Una de estas propiedades deriva de la carga
eléctrica en las superficies, cuya cantidad afecta a la capacidad de una arcilla
de interaccionar con el agua y los solutos. La distribución de carga eléctrica se
centra en dos grupos funcionales que dan lugar a diferentes reactividades. 1)
grupos aluminol y silanol en los bordes, donde se producen los procesos de
complejación superficial, y 2) las cavidades ditrigonales, en las que se
producen las reacciones de intercambio catiónico. El exceso de carga negativa
(parámetro CEC) tiene importantes repercusiones en el grado de hinchamiento,
hidratación, comportamiento reológico, propiedades ácido/base, adsorción y
retención de solutos.
En los últimos años, la determinación de la CEC y los cationes intercambiables
ha sido uno de los principales problemas abordados, encontrándose una gran
cantidad de métodos. Esto es debido a que la CEC depende de las condiciones
de medida: pH, fuerza iónica, relación sólido:líquido, temperatura, y constante
dieléctrica del medio. El método estándar con NH 4 OAC 1M a pH 7 y 25ºC tiene
inconvenientes. Por ello, existen otros métodos basados en utilizar soluciones
extractantes a pH 8.2 para evitar la disolución de carbonatos y sulfatos;
disolventes menos polares que el agua; y disoluciones con cationes de alta
afinidad (Cs, Co(NO 3 ) 3+ 6 o Ag-Tiourea, saturada en calcita).
En el proyecto FEBEX, se han utilizado diferentes métodos para analizar
cationes de cambio en distintos ensayos con bentonita en condiciones
naturales, y una vez sometida a procesos de hidratación y calentamiento a
distintas escalas (Figura 1). De ellos se concluye que: 1) aunque la bentonita
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