Juan Pedro Bolívar dirige un nuevo proyecto de investigación en torno a las balsas de fosfoyesos

Ana Rodríguez. Doctor en Física por la Hispalense, Juan Pedro Bolívar Raya es profesor del departamento de Física Aplicada de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad de Huelva y uno de los mayores expertos de la UHU en radiactividad natural y residuos industriales inorgánicos (los que se generan en actividades, normalmente industriales, y que contienen una fracción muy pequeña de materia orgánica).

Precisamente, en relación con estos campos, el experto se encuentra al frente de un nuevo proyecto de investigación concedido por la Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación del Ministerio de Economía y Competitividad (Mineco) y titulado ‘Flujos de radionucleidos emitidos por las balsas de fosfoyesos de Huelva; evaluación de su dispersión, riesgos radiológicos y propuestas de restauración’.

Para comprender mejor estos conceptos, Juan Pedro Bolívar explica que radionucleido se denomina a «cada tipo de núcleo radioactivo. Toda la materia está formada por átomos, y un átomo está formado por su núcleo (constituido a su vez por protones positivos y neutrones, que son partículas neutras), y a su alrededor giran las partículas negativas denominadas electrones. En condiciones normales los átomos son neutros. Pues bien, el diámetro del núcleo es unas cien mil veces menor que el del átomo, mientras que casi toda su masa y energía están en el núcleo. La radiactividad se refiere a partículas muy energéticas que emiten ciertos núcleos inestables tratando de convertirse en otros átomos con núcleos estables. Por ejemplo, el potasio-40 (radiactivo y que existe en la naturaleza), se desintegra por emisión beta y se convierte en argón-40, que es estable y pertenece a otro elemento químico distinto».

De los 3.000 tipos de átomos diferentes que existen en la Tierra sólo 25o son estables, siendo el resto radioactivos, «pero afortunadamente las concentraciones de la mayoría de ellos en la Tierra son insignificantes, a excepción de tres que poseen una vida media del orden de la edad de la Tierra (unos 4.500 millones de años), siendo los isótopos de uranio, torio y potasio-40 los más abundantes, generando la mayoría de la radiactividad terrestre que recibimos, y que se denomina fondo radiactivo natural», explica el físico.

Si las partículas radiactivas atraviesan las células de los seres vivos pueden producir su muerte o generar mutaciones en su material genético. No obstante, según comenta Bolívar, los seres vivos conviven desde siempre con el fondo radiactivo natural, e incluso se sabe que esta radiactividad natural es una de las múltiples causas de las mutaciones celulares. «Pero tengamos en cuenta que los mismos efectos generados por la radiactividad pueden también producirse por sustancias químicas. La radiología ambiental es la parte de la radioecología -ciencia interdisciplinar que combina la física, la química y la biología- que evalúa las dosis radiactivas recibidas por los seres vivos que habitan en el medio ambiente», añade el experto.

Así pues, desarrollados estos conceptos, Bolívar pone de relieve que el nuevo proyecto de investigación sobre los fosfoyesos de Huelva, que está iniciando ahora sus actividades y que tiene una duración de cuatro años, tiene como objetivo central el desarrollo e implementación de un modelo de transporte y dispersión de radionucleidos en depósitos de residuos NORM, los cuales son Materiales con Radiactividad Natural aumentada en relación a su estado inicial en la naturaleza.

El equipo de investigación que lidera la Onubense, y en el que también participan investigadores de las universidades de Cádiz, Sevilla y de la Metropolitan State University of Denver de EE.UU, usará las balsas de fosfoyeso de Huelva como sistema de referencia para calibrar y validar los modelos de transporte y emisiones de depósitos de residuos NORM. Asimismo, y como aplicación particular, estos modelos de transporte de radioelementos en depósitos de residuos NORM permitirán evaluar la eficacia de la restauración realizada.

Se trata, por tanto, de una iniciativa que pretende ahondar en la búsqueda de soluciones a este problema medioambiental en la capital onubense y que, además, puede considerarse una continuación de un proyecto anterior que también dirigió Bolívar Raya entre los años 20111 y 2014. Aquel llevaba por nombre ‘Caracterización de las balsas de fosfoyesos de Huelva para su gestión y control ambiental’ y su conclusión más destacada fue que la radiactividad de las balsas que llega a Huelva es indistinguible de su fondo radiactivo natural.

En este sentido, el físico matiza que «hay que distinguir entre contaminación e impacto en la salud, y obviamente estas balsas de residuos sí producen actualmente un relativo impacto radiactivo sobre la Ría de Huelva, pero tengamos en cuenta que éste es muy inferior al que generan los ríos Tinto y Odiel. Este impacto deberá reducirse prácticamente a cero si se realiza una adecuada restauración en la clausura de las balsas de fosfoyeso, como se exige a cualquier otra instalación industrial».

Por otro lado, Juan Pedro Bolívar indica que en muchos países desarrollados (EE.UU., Francia, Grecia, Bélgica, etc.), podemos encontrar balsas de fosfoyesos y «la restauración que se está haciendo en ellas es muy similar a la que creo, aún no se conoce el proyecto final, se contempla en el proyecto de restauración que actualmente está evaluando el Ministerio de Medio Ambiente, con el asesoramiento por el Consejo de Seguridad Nuclear en materia de protección radiológica».

En este sentido, y desde el punto de vista de este experto, la mejor solución para este tipo de residuos es la que se está llevando a cabo a día de hoy en la mayoría de países desarrollados y que consiste en un sellado superficial y lateral del depósito de fosfoyeso con varias capas, con el objetivo de evitar la liberación al medio ambiente de los contaminantes contenidos en el residuo, ya sea por la vía atmosférica o acuática.

«En general, la solución tecnológica más habitual consiste en sucesivamente poner una geomembrana de muy baja permeabilidad en contacto con el residuo y sobre ésta una capa de arcilla. Encima de esta última iría una capa de drenaje, terminando con una última capa de suelo natural sobre la que se desarrolle vegetación y fauna autóctona del lugar. Los espesores de cada una de estas capas los calculan los ingenieros y técnicos en función de la tipología de residuos almacenados y la climatología del lugar donde se ubican», explica el profesor de la UHU.

Premio y proyectos. Estas investigaciones en torno a los fosfoyesos son sólo una parte del extenso currículum del profesor Juan Pedro Bolívar. Una labor en el marco de la Onubense, cuyo nombre ha contribuido a encumbrar a nivel internacional en más de una ocasión, que ha sido premiada recientemente por la Cátedra AIQBE, haciéndole entrega hace sólo unos días del Premio de Investigación del Área Científico-Tecnológica en reconocimiento a sus contribuciones en el área de técnicas de medida de radionucleicos, radiología ambiental y de la valoración de residuos inorgánicos.

Un galardón a 25 años de trayectoria investigadora en la UHU que ha agradecido especialmente a la Universidad y la Cátedra de la Asociación de Industrias Químicas, Básicas y Energéticas (AIQBE) y que le llena de alegría por venir de su propio colectivo: «los premios que te dan tus colegas son los que producen mayor satisfacción, ya que, obviamente, son las personas que mejor pueden valorar tu trabajo», ha manifestado Bolívar.

En este cuarto de siglo, el investigador, director del Grupo de Investigación Física de Radiaciones y Medio Ambiente de la Universidad de Huelva, ha publicado más de 120 trabajos en revistas internacionales, realizado numerosas comunicaciones en congresos por todo el mundo y habiendo dirigido más de una decena de proyectos competitivos de carácter nacional o autonómico y más de 30 con empresas e instituciones.

El galardón de la Cátedra AIQBE reconoce, en concreto, la experiencia investigadora de Bolívar Raya en relación a sus contribuciones en el área de radionucleidos y de la valoración de residuos inorgánicos. En el primer caso, el experto destaca algunos de sus trabajos, en los que ha puesto de relieve las múltiples aplicaciones que estos núcleos radioactivos poseen, tanto los de origen natural como artificiales producidos por el hombre.

«Por ejemplo, hemos estudiado el berilio-7 y el plomo-210 como radionucleido presente en los aerosoles atmosféricos (partículas sólidas muy pequeñas en suspensión en el aire del tamaño del orden de la micra o milésima de milímetro), para evaluar el origen de masas de aire y de los aerosoles que transportan, las mezclas de aire superficial con las capas superiores de la atmósfera, o para cuantificar las fechas en que se han depositado las capas recientes de un sedimento», explica el físico.

Asimismo, en relación a la valorización de residuos, Juan Pedro Bolívar apunta a la necesidad de cambiar de mentalidad para comprender que estos subproductos resultantes de un proceso industrial o actividad humana pueden ser la materia prima para producir nuevos bienes de consumo, sin impactos para el medio ambiente ni la salud de las personas. En esta línea, el equipo de investigación del profesor de la UHU, en colaboración con el CSIC, posee una patente para el uso del fosfoyeso en la producción de cementos poliméricos de azufre (cementos SPC), habiendo demostrado que el uso de esta sustancia en su composición mejora las propiedades técnicas de estos cementos, muy usados en ambientes muy corrosivos como los marinos.

En esta línea, también han comprobado que ciertos residuos procedentes de la industria de producción de dióxido de titanio mejoran las propiedades técnicas de las cerámicas, como es el caso de los ladrillos usados en la construcción; que las escorias de la industria metalúrgica pueden utilizarse en firmes de carreteras, o para la fabricación de materiales resistentes y aislantes al fuego; y que el fosfoyeso puede usarse como aditivo de asfaltos para mejorar sus propiedades tecnológicas.

Vinculada a este último material, otra de las aplicaciones de residuos la han descubierto en colaboración con la Universidad de Sevilla, pudiendo comprobar que el fosfoyeso es muy adecuado como enmienda de suelos salinos, como es el caso de las antiguas marismas del tramo final del Guadalquivir, que fueron recuperadas para el cultivo del arroz, pero que poco a poco se fueron salinizando y dejando de ser suelos fértiles. Según comenta Bolívar Raya, «la adición a estos suelos de varias toneladas de fosfoyeso por hectárea, de forma similar a como se hace con los fertilizantes, produce la eliminación de las sales sódicas del suelo procedentes del agua marina existente en el subsuelo, recuperando a fértiles estos suelos salinizados por el agua de mar que existe en las capas profundas de los mismos».

Pero el equipo de investigación del profesor Bolívar ha llevado a cabo otros tantos proyectos de los que se siente muy orgullosos, como el de la Estación de Radiactividad Atmosférica de la UHU- ubicada en el Campus de El Carmen y una de las más avanzadas de Europa-, una de las primeras de la Península Ibérica en detectar la pluma radiactiva procedente del accidente de Fukushima, «aunque ésta llegó muy débil y por tanto sin producir impacto radiológico sobre las personas y el medio ambiente», reconoce el experto. Así, lograron demostrar que el camino seguido por esta pluma radiactiva fue a través del Océano Pacífico, cruzando los EE.UU y el Atlántico, para finalmente alcanzar Europa a través de dos trayectorias, una por el Noreste de Francia y otra por el Sureste de la Península Ibérica.

En la actualidad, el equipo de investigación que dirige Juan Pedro Bolívar está trabajando en tres nuevos proyectos. Por un lado, están investigando la potencialidad de sustituir el yeso natural por fosfoyeso como regulador del tiempo de fraguado o endurecimiento del cemento, siendo los primeros ensayos realizados muy prometedores.

Los otros proyectos versan sobre la caracterización y valorización de residuos industriales inorgánicos, así como en la descontaminación de suelos alterados por la industria de fertilizantes, tanto en España como en países como Jordania o Arabia Saudí. «También estamos trabajando en el desarrollo de métodos de medida de radionucleidos de muy bajo nivel en compartimentos ambientales», señala el físico.

Así pues, este reconocimiento al profesor Bolívar es más que merecido dada su extensa labor investigadora que ha obtenido resultados aplicables a diversos procesos productivos, logrando que el conocimiento nacido en el seno de la Universidad revierta a la sociedad de forma patente. De ahí su convencimiento de que “sólo las sociedades que sitúen en un lugar preferente de su escala de valores la dedicación a la Ciencia y la Tecnología serán protagonistas de su futuro”, un futuro del que seguro formarán parte sus próximos descubrimientos.