Investigadores estudiarán si los microbios que corroen los metales pueden crecer en la instalación de desechos nucleares propuesta por Canadá

Con Canadá acercándose a mover todo su combustible nuclear gastado a una sola instalación y recubriendo cada contenedor de combustible en arcilla de bentonita, los investigadores están estudiando si esa arcilla podría albergar vida microbiana, que podría devorar los contenedores de metal.

«Descubrí que la vida microbiana siempre nos sorprende», dice Myrna Simpson, una de las investigadoras y profesora del departamento de ciencias físicas y ambientales de la Universidad de Toronto Scarborough. «Los microbios crecerán en los lugares más extraños».

La instalación de almacenamiento propuesta, denominada depósito geológico profundo (DGR), se ubicaría entre 500 y 800 metros bajo tierra en uno de los dos sitios de Ontario. Todas las habitaciones que almacenen desechos nucleares se empaquetarán y sellarán con arcilla de bentonita, un material que se hincha y ayuda a disipar el calor y reduce el movimiento del agua cuando se empaqueta herméticamente.

Pero la arcilla se extrae de un depósito natural en Wyoming e inevitablemente llegará incrustada con diminutos fragmentos de materia orgánica. Los microbios también estarán en la arcilla y las rocas que rodean la instalación, y en el agua subterránea que pueda atravesarla. Parte de esa vida microbiana puede producir sulfuro, un compuesto químico que podría provocar la corrosión de los contenedores de metal que contienen el combustible usado.

Para probar si los microbios pueden crecer, el grupo que construye la DGR de Canadá, la Organización de Gestión de Residuos Nucleares (NWMO), reunió a Simpson y a los profesores Josh Neufeld y Greg Slater de la Universidad de Waterloo y la Universidad McMaster, respectivamente.

«Mi laboratorio tiene la capacidad de estudiar la química de la materia orgánica, pero ¿qué significa eso en términos de microbiología?» dice Simpson. «Al combinar fuerzas con los profesores Neufeld y Slater, podemos juntar los resultados de una manera holística».

El equipo estudiará muestras de agua subterránea y rocas circundantes en los dos sitios propuestos para el DGR, cerca de Ignace en el norte de Ontario y en el área de South Bruce en el suroeste de Ontario. Sus resultados se sumarán a un conjunto de datos que ayudará a la NWMO a decidir una ubicación, junto con otros aspectos del proyecto.

«Si encontramos condiciones que promuevan el crecimiento microbiano, esta información se puede incluir en el diseño de la DGR para minimizar los riesgos potenciales», dice Simpson.

Investigadores para replicar condiciones en las profundidades subterráneas

Canadá tiene alrededor de 3 millones de paquetes de combustible nuclear usado, que contienen el uranio sólido que alimenta los reactores nucleares. Se almacenan en contenedores sobre el suelo en siete instalaciones en todo el país, y se agregan 90,000 cada año. Los contenedores solo duran entre 50 y 100 años, pero el combustible nuclear usado debe almacenarse durante un millón de años antes de que sus niveles de radiación vuelvan a los del mineral de uranio natural. Para Canadá, y casi todos los países que producen energía nuclear comercialmente, la solución es un DGR.

Un DGR es una red de túneles que conectan salas de combustible nuclear usado. Canadá planea colocar cada paquete de combustible en un contenedor de metal especializado, que luego se encerrará en una caja de arcilla de bentonita altamente compactada. Las cajas se apilarán una de ancho y dos de alto, luego todos los espacios vacíos en la habitación se rellenarán con arcilla y se sellarán con una pared de la misma.

«Los microbios van a impulsar la química», dice Simpson. «Si la química cambia, entonces tienes un escenario completamente diferente en términos de estabilidad. Esto es algo que probaremos en colaboración».

El equipo de investigación está dirigido por Neufeld, quien estudiará las formas en que la arcilla de bentonita puede sustentar la vida microbiana. Slater complementará su investigación con conocimientos sobre los microbios que podrían activarse. Mientras tanto, Simpson estudiará cómo la materia orgánica que se encuentra en la arcilla y DGR puede reaccionar ante la vida microbiana.

Aunque su investigación no puede simular completamente estar a 500 metros bajo tierra, Simpson dice que la mayoría de las condiciones del DGR se pueden replicar en el laboratorio o estudiar en entornos geológicos equivalentes. El equipo puede simular cómo se empaqueta la arcilla, la densidad, la temperatura, el contenido de sal del agua subterránea y otras condiciones de la instalación.

«Trabajar con los profesores Neufeld y Slater generará un conocimiento nuevo e integrado sobre cómo los microbios pueden crecer y cooperar bajo tierra, y qué condiciones impiden sus actividades», dice Simpson. «Esta asociación tiene muchos beneficios y estoy emocionado de ser parte de este equipo».