Aplicación de la modelizacion geoquímica predictiva a un sistema natural: el berrocal

Resumen

La toma de decisiones en gestión medioambiental requiere la utilización de modelos más o menos sofisticados, con el fin de representar el comportamiento de sistemas naturales y de ingeniería. Estos modelos son de tipo predictivo y se basan en nuestro conocimiento interpretativo de la Naturaleza. En el caso de la gestión de residuos nucleares, tales predicciones se extienden a períodos de tiempo de 1.000 a 10.000 años. Con el objetivo de afianzar nuestra confianza en las posibilidades de utilizar modelos de predicción del comportamiento geoquímico de los futuros emplazamientos de residuos nucleares, se estudian sistemas naturales que reflejan procesos y/o materiales de dichos emplazamientos. Estos estudios se engloban bajo el nombre de Análogos Naturales. Dentro de tales estudios se ha procedido a la comprobación de modelos geoquímicos que describen la especiación acuosa y la solubilidad de elementos traza, tales como D, Th, Sr, etc., cuya movilidad es crítica para evaluar el comportamiento de los emplazamientos de residuos nucleares. Estos ejercicios de modelización predictiva se conocen con el nombre de Ejercicios de Modelización Ciega, y pretenden simular la potencial modelización de solubilidades y especiación en el entorno de un emplazamiento. En este artículo presentamos la metodología de los ejercicios de predicción, así como algunos resultados del ejercicio realizado dentro del proyecto de El Berrocal. El ejercicio de modelización se dividió en dos temas. En la primera de ellas, los modeladores solamente tenían información sobre los elementos mayoritarios hallados en las aguas. En la segunda etapa, se facilitó información acerca de la mineralogía del macizo. El ejercicio rindió unos resultados muy interesantes. Los participantes extrajeron conclusiones concordantes entre sí, tanto en la primera etapa del ejercicio como en la segunda. Las fases puras que escogieron como limitantes de la solubilidad en la primera etapa fueron mayoritariamente coincidentes, así como la especiación de los cationes traza en disolución. En la segunda etapa, contando con la información mineralógica, la concordancia fue mayor, puesto que los participantes partían todos de la misma información en cuanto a la mineralogía existente en el sistema. Con dicha información fue posible eliminar minerales no caracterizados y minimizar así el grado de incertidumbre de las predicciones. Por otro lado, la utilización de modelos de codisolución y coprecipitación para algunos de los metales traza permitió predecir su comportamiento de forma más acertada que asumiendo fases puras de tales traza. El ejercicio permitió esclarecer diferencias entre las distintas bases de datos, así como entre las bases de cálculo de los tres diferentes programas de modelización geoquímica utilizados (EQ3NR, HARPHRQ y PHREEQE), demostrando su eficiencia como práctica comparativa entre distintos procedimientos de modelización. Asimismo, quedó patente su eficiencia para predecir el comportamiento de varios metales traza en un entorno geológico bien caracterizado. De los resultados mostrados en este artículo, podemos inferir que las concentraciones de uranio se predicen más adecuadamente asumiendo la formación de fases mixtas de uranio (VI) con minerales de hierro (III) que considerando fases puras del metal traza. Por otro lado, las concentraciones de bario predichas son ligeramente superiores a las reales si asumimos la disolución congruente de una fase mixta de bario con calcita. Este resultado es de extrema utilidad cuando deseamos realizar una evaluación del riesgo medioambiental. Ocurre exactamente lo mismo en cuanto a otros metales traza se refiere, como el Mn y el Sr.