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¿Cómo eliminaron los científicos de San Petersburgo la contaminación radiactiva del suelo en la isla Vasílievski?

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Marzo marcó el décimo aniversario del accidente en la central nuclear japonesa "Fukushima-1". Sus consecuencias no fueron tan catastróficas como cabría esperar inmediatamente después de la emergencia. Sin embargo, el área alrededor de la planta de energía nuclear aún no es apta para vivir y los desechos radiactivos recolectados en el área de contaminación se encuentran en depósitos temporales y nadie sabe realmente qué hacer con ellos.

Un problema similar, aunque más local, tuvo que ser resuelto en los años noventa por empresarios que compraron una de las parcelas para la construcción en la isla Vasílievski. A mediados del siglo pasado, se ubicó allí un complejo militar-industrial, donde los desechos nucleares gastados se almacenaban en minas especiales. Se eliminaron en la época soviética, pero el hormigón con el que se construyeron las paredes de los pozos resultó no ser un obstáculo muy serio para los elementos radiactivos: estroncio-90 y cesio-137. Se filtraron en el suelo e hicieron que el área no fuera adecuada para la construcción de ninguna estructura.

Para los empresarios, este giro de los acontecimientos fue una sorpresa desagradable. Después de todo, se combatió la contaminación, principalmente mediante la creación de barreras de hormigón para evitar la migración de radionucleidos. Pero en este caso habría que olvidar la construcción de edificios. La única forma disponible de no meterse en líos era "sacar el suelo del volumen económico", es decir, sacarlo y sustituirlo por uno nuevo, pero aquí tampoco funcionó.

A los empresarios se les dijo que no hay cementerios gratuitos de este tamaño, e incluso si aparecen de repente, dicha aplicación prácticamente no tiene posibilidades de aprobación. La operación para retirar una cantidad colosal de tierra contaminada del centro de la ciudad es un negocio problemático (la WHSD se construyó mucho más tarde), al menos atraerá una atención innecesaria y provocará una protesta pública poco saludable. Que sea mejor que todo quede como está, sobre todo porque este lugar está desierto y el fondo radiactivo tarde o temprano volverá a la normalidad.

¿Qué hacer? De hecho, se invirtieron importantes fondos en la compra de un activo valioso, como parecía a primera vista. Con esta pregunta, los constructores se dirigieron a la Universidad de Minería de San Petersburgo, cuyos científicos se dedicaban a la investigación especializada. En particular, estudiaron la posibilidad de limpiar suelos según los estándares permisibles mediante el desplazamiento de isótopos radiactivos por intercambio iónico. La innovación ya se había probado parcialmente en muestras tomadas de los territorios alienados en el área de la central nuclear de Chernobyl, pero aún estaba lejos del final de la encuesta.

Черемисина
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"El coeficiente de difusión del estroncio en el suelo del territorio de la antigua zona industrial era dos órdenes de magnitud más alto que el del cesio. Por lo tanto, si el primer elemento se fijó en la capa superior de 20 a 30 centímetros de espesor, el segundo penetró a una profundidad de varios metros. Como resultado, el volumen de suelos a descontaminar se estimó en no menos de cinco mil metros cúbicos. Esto es aproximadamente dos mil quinientas toneladas. Además, el área estaba llena de desechos de construcción, que también estaban contaminados" recuerda Olga Cheremisina, jefa del Departamento de Química Física de la Universidad de Minería de San Petersburgo (en los años 90, el departamento estaba dirigido por Dmitry Chirkst).

La tecnología desarrollada por los científicos se asemeja a la lixiviación en pilas, que se utiliza para extraer oro de minerales de baja ley. Su esencia radica en el hecho de que la roca se coloca sobre una plataforma de hormigón ligeramente inclinada y se vierte con una solución ácida, que después de un cierto tiempo fluye hacia una paleta especial junto con el metal precioso. En este caso, el papel de este último sería desempeñado por el estroncio y el cesio.

El principal problema al que se enfrentaron los investigadores fue la elección del llamado eluyente, es decir, la base de un líquido capaz de desplazar isótopos radiactivos del suelo. Si se usa ácido en el proceso de lixiviación en pilas, entonces se requería una solución fundamentalmente diferente, mucho más amigable con el medio ambiente. De hecho, de lo contrario, toda su capa orgánica se habría quemado y ni árboles, ni arbustos, ni siquiera hierba podrían crecer cerca del edificio.

En última instancia, basándose en los resultados de experimentos científicos, los científicos se basaron en una solución de cloruro de hierro con la adición de cloruro de amonio, que es necesario para estabilizar la acidez. La aprobación del método de desplazamiento por intercambio iónico de radionucleidos en la zona contaminada comenzó en 1994. Y tres años después, los químicos comenzaron a limpiar prácticamente el territorio.

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"Se colocaron muestras del suelo más contaminado que pesaban entre 80 y 100 kilogramos en una paleta de plástico construida sobre una base de concreto (se montó un techo de polietileno simple encima para protegerlo de la lluvia). Estos montones se humedecieron uniformemente con soluciones de elución del sistema de riego. El agua de lavado se filtró lentamente a través de ellos y a través de los orificios con tubos de drenaje en la parte inferior del sumidero fluyó hacia receptores especiales junto con isótopos de estroncio y cesio. El uso de la tecnología desarrollada de lixiviación por intercambio iónico del suelo con soluciones salinas permitió llevarlo a un grado predeterminado de purificación, correspondiente a los estándares para la construcción de edificios y estructuras" dice Olga Cheremisina.

El trabajo comenzó en agosto y se completó solo en noviembre, cuando la temperatura del aire ya había bajado a valores negativos. Los científicos tenían que apresurarse y trabajar fuera de horario, porque el suelo congelado no dejaba pasar el solvente y el trabajo debía posponerse hasta la primavera. Sin embargo, lo lograron: el suelo se limpió a valores estándar y se mezcló con uno nuevo para excluir los centros de activación locales, después de lo cual los inversores finalmente pudieron comenzar a construir el sitio desafortunado.

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Se ha confirmado que la tecnología de desplazamiento por intercambio iónico de isótopos radiactivos es eficaz. Inmediatamente después del "control por la fuerza" se patentó y posteriormente se utilizó repetidamente en la eliminación de la contaminación radiactiva local.

Por cierto, las cuestiones de la recuperación de tierras y vertederos contaminados han sido uno de los temas centrales de las mesas redondas del Foro Ruso-Alemán de Materias Primas durante más de una década y media. Ambas partes exigen mucho la experiencia de los científicos alemanes y rusos. Entre los organizadores de las conferencias del foro se encuentra el Centro Internacional de Competencia en Educación en Ingeniería de Minas bajo los auspicios de la UNESCO.