Las barreras naturales, incluidas las formaciones geológicas (sal, argilita, entornos sedimentarios o cristalinos) constituyen el componente más importante del complejo sistema de múltiples capas que aísla los residuos almacenados de la biosfera. Por lo tanto, el diseño y la evaluación del rendimiento de los depósitos de residuos requieren un conocimiento y una comprensión exhaustivos del comportamiento de la roca huésped. Itasca ha sido pionero en la investigación y el desarrollo de la ingeniería de rocas en el aislamiento de residuos nucleares subterráneos durante décadas en todo el mundo para todos los tipos de rocas (rocas duras, sales y arcillas). Por ejemplo, en medios cristalinos, el estado de fracturamiento del macizo rocoso (DFN, por sus siglas en inglés) es la principal vía de potencial circulación de fluidos y transporte de radionúclidos. El modelado de la evolución del fracturamiento alrededor de las salas de depósito (es decir, la zona de daño de excavación) y su efecto sobre la permeabilidad del macizo rocoso es una parte esencial de la evaluación de seguridad. En las formaciones arcillosas y salinas, el comportamiento de la fluencia (creep) es uno de los factores más importantes que afectan la estabilidad de las estructuras de soporte y, por lo tanto, el rendimiento a mediano y largo plazo de las instalaciones de almacenamiento. Las tasas de deformaci{on de la fluencia se ven afectadas no solo por el estado de tensiones, sino también por los cambios de temperatura de la roca debido a que la fuente de energía del residuo se descompone lentamente con el tiempo.
Itasca ha participado en una amplia gama de actividades para el aislamiento de residuos, que incluyen:
- investigación para comprender mejor la deformación y la fracturaci{on de la roca huésped;
- desarrollar conceptos clave para evaluar la seguridad del repositorio;
- evaluar el desempeño a largo plazo de los depósitos de residuos nucleares;
- análisis geomecánicos detallados en apoyo del diseño del repositorio;
- una gama de servicios de monitoreo microsísmico, emisión acústica y ultrasonidos desarrollo de instalaciones geológicos de eliminación de desechos; y
- desarrollo de herramientas de software y capacidades para el análisis del flujo de agua y el transporte de contaminantes cerca de un depósito de residuos en un entorno de roca fracturada, deformación, daños y otros procesos en geomateriales relevantes para el aislamiento de residuos.
El trabajo de Itasca en este campo ha oscilado entre escalas de tiempo de minutos a un millón de años y de escalas de longitud de granos de roca y microdaño a la tectónica, incluido el impacto del agua, la carga térmica, la glaciación, los terremotos y los diques volcánicos. Durante décadas de trabajo en proyectos, Itasca ha participado en proyectos de bajo nivel de aislamiento de residuos nucleares y en proyectos de investigación y diseño de aislamiento de residuos nucleares de alto nivel en Australia, Canadá, Finlandia, Francia, Alemania, Gran Bretaña, España, Suecia, Suiza, y varios sitios a lo largo de los Estados Unidos.
Los servicios en aislamiento de residuos incluyen:
- idoneidad del sitio
- caracterización del sitio
- caracterización de la roca
- pruebas de bloqueo in situ
- Daños por excavación y zonas perturbadas.
- desempeño de la zona perturbada
- desempeño de campo cercano
- Efectos termo-hidromecánicos (THM) acoplados.
- localización de deformaciones
- infiltración de agua subterránea
- análisis de flujo en fracturas
- análisis de prueba de bombeo
- lechada de fracturas
- evaluación ingenieril de la barrera
- análisis de estabilidad, incluyendo degradación a largo plazo.
- requerimientos de soporte
- carga térmica
- Análisis numéricos de las tensiones y desplazamientos esperados y su evolución con el tiempo.
- orientación y revisión de la regulación; revisión de solicitudes de licencia
- intrusión humana
- evaluación de efectos tectónicos, sísmicos y glaciales.
- la propagación de diques volcánicos y su interacción con el repositorio.
- diseño y procesado de arreglos microsísmicos.
- emisiones acústicas
- monitoreo ultrasonicas
- imágenes tomográficas