L’emmagatzematge de residus nuclears altament radioactius en dipòsits geològics profunds és una de les alternatives millor acceptades per a la seva gestió després del seu ús en plantes nuclears. No obstant això, aquests sistemes encara es troben en fases de disseny teòric i el seu comportament s’avalua a través de programes experimentals. Atès que els residus radioactius triguen milers d’anys a reduir els nivells de radiació, és fonamental comprendre el funcionament dels materials emprats en els sistemes d’emmagatzematge per garantir-ne l’efectivitat sota condicions extremes i durant períodes prolongats. Aquesta investigació té com a objectiu estudiar el comportament d’un dels materials més importants, donada la seva capacitat per segellar i aïllar els residus radioactius: la bentonita. Aquest material és sotmès a fenòmens tèrmics, hidràulics, mecànics i químics dins el sistema. A causa de la complexitat que comporta la realització d’assajos experimentals, l’ús de models numèrics es presenta com una eina valuosa per comprendre el comportament de la bentonita en aquest entorn. En aquest treball s’ha emprat el programa CODE_BRIGHT per analitzar i comparar dos models constitutius dissenyats per reproduir el comportament de materials expansius: el Barcelona Basic Model(BBM) i el Barcelona Expansive Model(BExM). A més, un d’aquests models ha estat utilitzat per simular un esquema experimental a escala real, considerant diferents condicions de salinitat a l’aigua que emplena els porus del material i del terreny. Els resultats obtinguts de l’esquema in situ mostren que la salinitat influeix significativament en el desenvolupament de les deformacions volumètriques i les tensions mitjanes, observant-se una relació inversament proporcional. Així mateix, s’ha aconseguit caracteritzar el comportament de les barreres de bentonita dins del sistema d’emmagatzematge profund, proporcionant una visió més clara de la seva idoneïtat com a barrera protectora en aquest tipus de sistemes.

El almacenamiento de residuos nucleares altamente radiactivos en depósitos geológicos profundos es una de las alternativas mejor aceptadas para su gestión tras su uso en plantas nucleares. Sin embargo, estos sistemas aún se encuentran en fases de diseño teórico y su comportamiento se evalua a través de programas experimentales. Dado que los residuos radiactivos tardan miles de años en reducir sus niveles de radiación, es crucial comprender el funcionamiento de los materiales empleados en los sistemas de almacenaje y garantizar su efectividad bajo condiciones extremas y en períodos prolongados. La presente investigación tiene como objetivo estudiar el comportamiento de uno de los materiales más importantes, debido a su capacidad para sellar y aislar los residuos radiactivos: la bentonita. Este material es sometido a fenómenos térmicos, hidráulicos, mecánicos y químicos dentro del sistema. Debido a las dificultades que conlleva la realización de ensayos experimentales, el uso de modelos numéricos se presenta como una herramienta valiosa para comprender el comportamiento de la bentonita en este entorno. En este trabajo se ha empleado el programa CODE_BRIGHT para analizar y comparar dos modelos constitutivos diseñados para reproducir el comportamiento de materiales expansivos: el Barcelona Basic Model(BBM) y el Barcelona Expansive Model(BExM). Además, uno de estos modelos ha sido empleado para simular un esquema experimental a escala real, considerando distintas condiciones de salinidad en el agua que rellena los poros del material y del terreno. Los resultados obtenidos del esquema in situ muestran que la salinidad influye significativamente en el desarrollo de las deformaciones volumétricas y en las tensiones medias, observándose una relación inversamente proporcional. Asimismo, se ha logrado caracterizar el comportamiento de las barreras de bentonita dentro del sistema de almacenamiento profundo, proporcionando una visión más clara de su idoneidad como barrera.

The storage of highly radioactive nuclear waste in deep geological repositories is one of the most accepted alternatives for its management after its use in nuclear power plants. However, these systems are still at the theoretical design stage and their behaviour is still being evaluated through experimental programs. Since radioactive waste takes thousands of years to reduce its radiation levels, it is crucial to understand the performance of the materials used and to ensure their effectiveness under extreme conditions and in the long term. The present research aims to study the behaviour of one of the most important materials, due to its ability to seal and isolate radioactive waste: bentonite. This material is subjected to thermal, hydraulic, mechanical and chemical phenomena within the system. Due to the difficulties in carrying out experimental tests, the use of numerical models is presented as a valuable tool to understand the behaviour of bentonite in this environment. In this work, the software CODE_BRIGHT has been used to analyse and compare two constitutive models designed to reproduce the behaviour of expansive materials: the Barcelona Basic Model (BBM) and the Barcelona Expansive Model (BExM). In addition, one of these models has been used to simulate a full-scale experimental scheme, considering different salinity conditions. The results obtained from the in situ scheme show that salinity significantly influences the evolution of volumetric deformations and mean stresses, with an inversely proportional relationship. It has also been possible to characterise the behaviour of bentonite barriers within the deep storage system, providing a clearer view of their suitability as a protective barrier in this type of system.