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Si us plau utilitzeu sempre aquest identificador per citar o enllaçar aquest document: https://hdl.handle.net/2445/206387
Cuantificación y modelización de parámetros de interacción de radionucleidos en suelos
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Resum
[spa] El objetivo general de esta tesis ha sido la realización de un estudio crítico sobre la cuantificación y la predicción del coeficiente de distribución sólido-líquido (Kd) de radionucleidos en suelos del sur de Europa. La mayoría de los datos referidos a las Kd que se utilizan en los modelos de predicción de riesgo para la toma de decisiones, están construidos a partir de datos obtenidos en suelos próximos a la central nuclear de Chernóbil y en suelos de zonas de clima templado, los cuáles no presentan las mismas características que las que presentan los suelos del sur de Europa, y en concreto del territorio español, objeto del presente estudio.
En una primera fase de la tesis, se obtuvieron los valores de Kd de radioestroncio y radiocesio en 30 suelos del territorio español, próximos a instalaciones radioactivas, incluyendo centrales nucleares. Estos suelos presentaron un mayor contenido de carbonatos y de arcillas y un menor contenido de materia orgánica respecto a los suelos de clima templado. La comparación de valores de Kd obtenidos confirmó que los mecanismos de interacción entre los radionucleidos y el suelo son comunes para suelos de climas templados y suelos del territorio español.
Los modelos de predicción del impacto de una contaminación radioactiva pueden utilizar como información de entrada datos individuales de Kd o datos agrupados en función de unos parámetros predeterminados. El uso de criterios de agrupación inadecuados, junto con una gran diversidad de métodos y procedimientos existentes para la determinación del parámetro Kd, conlleva la propuesta de valores de Kd con intervalos de variabilidad de varios órdenes de magnitud, lo que repercute negativamente en los ejercicios de predicción. Por este motivo, en una segunda fase de la tesis se llevó a cabo un análisis crítico de valores de Kd de la literatura y de los criterios previamente utilizados para agrupar estos valores, y se redefinieron criterios de agrupación basados en aquellos factores que rigen la interacción de un determinado radionucleido en los suelos. En este contexto, se creó una nueva base de datos de sorción de radionucleidos en suelos, con más de 2900 entradas para 67 radionucleidos. La base de datos consta de 27 campos obligatorios, más algunos adicionales para ciertos radionucleidos. A partir de la información incluida en la base de datos, se revisaron los criterios para el agrupamiento de los valores de Kd.
Finalmente se desarrollaron modelos de predicción de Kd de radiocesio y radioestroncio a partir de propiedades de suelos, tanto mecanísticos como basados en análisis multivariante. En el caso de radioestroncio, se propuso un modelo mecanístico simple basado sólo en la capacidad de intercambio catiónico y la concentración de Ca y Mg en la solución de suelo, con una varianza explicada del 75% y predicción sin sesgo (pendiente próxima a la unidad). Para radiocesio se propuso un modelo mecanístico sencillo basado únicamente en RIPK, K intercambiable y concentración de K en la solución de suelo, con una varianza explicada del 80% y una pendiente próxima a la unidad. También se evaluó un modelo simplificado sustituyendo la variable RIPK por sus correlaciones con el contenido y el tipo de arcillas, siendo la varianza explicada superior al 55%, por lo que puede considerarse un modelo alternativo adecuado, con la ventaja de no ser necesaria la determinación de parámetros de suelo específicos como el RIP.
Para el desarrollo de los modelos multivariantes, el uso de la Regresión por Mínimos Cuadrados Parciales (Partial Least Squares Regression, PLS) permitió identificar los parámetros clave para predecir los valores de Kd. Los modelos de predicción no variaron significativamente en función del conjunto de datos utilizado llegándose a explicar el 80% de la varianza acumulada de Kd(Sr) con 3 componentes principales, y de Kd(Cs) con cuatro componentes principales. La validación externa de los modelos PLS confirmó su capacidad de predicción de los valores Kd(Sr) y Kd(Cs) a partir de propiedades de suelo, con un porcentaje de varianza explicada de hasta el 85% y sin sesgo.
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GIL GARCÍA, Carlos javier. Cuantificación y modelización de parámetros de interacción de radionucleidos en suelos. [consulta: 1 de desembre de 2025]. [Disponible a: https://hdl.handle.net/2445/206387]