La Geología de Fukushima
En un momento en el que todos se preguntan dónde pueden estar los coriums de la paralizado planta nuclear de Fukushima Daiichi, es interesante conocer la naturaleza del terreno donde podrían estar escondidos. A pesar de que todos los documentos utilizados para escribir este artículo están disponibles, la mayoría están en japonés, lo que explica que hasta la fecha el conocimiento de la geología de Fukushima se encuentre fragmentado. Basado en el estudio geológico que se llevó a cabo antes de la construcción de la planta, así como en resultados de pruebas sísmicas y recientes investigaciones relacionadas con perforación, este artículo intentará dar una visión actualizada de la naturaleza del sustrato de la planta nuclear, lo que puede ayudar a predecir la posible evolución de la catástrofe que actualmente se está desarrollando.
Entorno geológico general
La central de Fukushima Daiichi está situado en la costa este de la isla Honshu, en el noreste de Japón, sobre un terreno sedimentario del Cenozoico, es decir, perteneciente a la actual época geológica (a 65,5 millones de años del presente). Está separada de la meseta de granito Abukuma por la falla de Futuba
El mapa geológico que se muestra más arriba es de una ilustración titulada "División tectónica de las Montañas Abukuma y ubicación del sondeo", tomada del artículo
"Granitoids with 300 Ma in the Joban coastal region, east of Abukuma Plateau, northeast Japan"
(Autores: Tstsumi, Yukiyasu; Ohtomo, Yukiko, Horie, Kenji, Nakamura, Ko-ichi, Yokoyama, Kazumi), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, Volume 105, p. 320-327 (2010).
Este mapa fue realizado con ocasión de una perforación de 1.005 metros a una docena de kilómetros al sur de la planta de Fukushima Daiichi, cerca de la planta de Fukushima Daini. Publicado en 2010, es el más reciente en el que podemos confiar para conocer el contexto general geológico de la planta paralizada.
La extracción de muestras realizada por los investigadores indica que la capa de roca sedimentaria que constituye el suelo de la costa este de Japón a lo largo de por lo menos un centenar de kilómetros tiene un grosor de 815 metros a la altura de Fukushima Daini.
Un sitio bien documentado
Para obtener más información sobre la geología de los suelos de la planta de Fukushima Daiichi son referencias esenciales los siguientes tres documentos: el primero es el estudio geológico que se llevó a cabo antes de la construcción de la planta (1967); el segundo es una evaluación de seguridad en términos de riesgo sísmico de la instalación nuclear, publicado por Tepco en mayo de 2009; el tercero es un peritaje que resume la situación de la planta de Fukushima Daiichi desde un punto de vista geológico y sísmico, que fue publicado por la autoridad japonesa en materia de seguridad nuclear, la NSC (Nuclear Safety Commission), en junio de 2010.
El primer trabajo recoge dos secciones del terreno en el sitio de la futura planta: una de este a oeste, otra de norte a sur. Con este documento, respaldado por una foto del lugar antes de la construcción (1966), nos damos cuenta de que la costa era originalmente rocosa y que la meseta sedimentaria se excavó para realizar el aterrazamiento necesario para la construcción de la planta nuclear. Según lo previsto en la sección transversal (marcada por la línea roja punteada), la excavación del suelo alcanzó los 10 metros por debajo del nivel del mar y la excavación del sótano está por debajo del nivel del mar.
Estudio geológico del sitio de Fukushima Daiichi antes de 1967 (Secciones coloreadas y anotadas en francés por el autor sobre un documento original japonés en blanco y neցro. Fuente:
http://cryptome.org/0004/daiichi-build-01.pdf , página 103)
Para construir la planta - originalmente sólo la Unidad 1 - las capas sedimentarias superiores fueron excavadas. Estas son depósitos aluviales del Cuaternario compuestos por arcilla y arena desmenuzables o semi-duras (colores verde y marrón en la sección transversal). Así, la planta fue construida sobre roca sedimentaria tipo "mudrock" (tonalidad amarillo en la sección transversal), que es una roca barrosa compuesta de arcilla y limo (arena muy fina). Pero el término "barroso" no significa que la roca sea suave. Simplemente quiere decir que se trata de una roca cuya matriz es arcilla, también se llama "argílita".
El segundo informe examina la respuesta del suelo a las ondas emitidas desde la superficie por todo el sitio, sobre todo desde la piscina de enfriamiento común, que se encuentra al oeste de la Unidad 4. Esta piscina, diseñada para enfriar más de 1000 toneladas de combustible gastado, fue objeto de una atención particular: las secciones este-oeste y norte-sur se cruzan en este lugar preciso.
Mapa del sitio con la ubicación de la sección transversal debajo (Línea roja)
Sección transversal Este-Oeste (Gracias a Hiroko por su ayuda en la traducción)
Esta sección muestra una discontinuidad del suelo a una profundidad de unos 200 m, que se corresponde con un cambio en la naturaleza de la roca. Entre el nivel del suelo y -200 m, se encuentra la capa geológica de Tomioka, que data del Neógeno. La capa inferior es más grande, y está marcada como perteneciente al Paleógeno - Neógeno y corresponde a la capa de Taga.
El tercer documento presenta un análisis detallado, presentando también dos secciones de los distintos estratos geológicos dentro de esta gruesa capa sedimentaria cenozoica. Esta es la lista de los estratos principales, identificados por letras, desde el más cercano a la superficie del suelo, hasta el más profundo. Está seguido por mapas, secciones y un cuadro analítico:
- T3: Roca de barro y arena (capa Tomioka, Neógeno)
- T2: Arenisca con alguna inclusión de toba (capa Tomioka, Neógeno)
- T1: Arenisca con importantes inclusiones de toba (capa Tomioka, Neógeno)
- TI: Areniscas arcillosas (capa Taga , Paleógeno - Neógeno)
- Yu: Rocas lodosas y arenosas alternantes (capa Yunagawa , Mioceno Temprano)
- Sr: Arenisca dura y rocas lodosas (capa Shiramizu, intermedia entre el Oligoceno y Mioceno)
El mapa muestra la ubicación de las dos secciones (Ver más abajo)
Sección transversal Este-Oeste (ubicación de la planta añadida en rojo)
Sección transversal Norte-Sur (ubicación de la planta añadido en rojo)
Una falla sospechosa
En varias de estas secciones, una antigua falla, anterior al Mioceno superior, es claramente visible en el emplazamiento nuclear. Considerando que el estudio geológico llevado a cabo antes de la construcción de la planta no revela esta falla (los sondeos no van más allá de una profundidad de 200 metros en ese momento), se desprende de los documentos de fecha 2009 y 2010 que Tepco y la NSC la conocieron después de varios años. La siguiente sección muestra esta falla con más profundidad (-1300 m):
Es evidente que hay una necesidad de reconsiderar la forma en que se conceden las autorizaciones para la construcción de las centrales nucleares (1). Una falla no activa se comporta como un volcán inactivo: una vez que un evento sísmico o volcánico se sabe que ha ocurrido incluso en un pasado muy remoto, puede reaparecer si se reunen las condiciones de nuevo. No sería de extrañar que, durante el terremoto del 11 de marzo de 2011, esta falla se haya reactivado, causando graves daños a la planta, tales como la grieta descubierta después del terremoto:
La permeabilidad de las capas
Andreas Küppers, un geólogo alemán que intervino en el sitio durante la construcción de la planta, fue entrevistado en marzo de 2011 por el diario Die Welt. Según este especialista del Centro de Geoinvestigación de Potsdam (GFZ Deutsches GeoForschungszentrum), las diferentes capas de argilita sobre las que se construyó la planta es probable que sean impermeables y deberían ser capaces de evitar el contacto con las capas freáticas (2). Pero esta opinión no es compartida por todos. Se conoce la opinión de un geólogo japonés - que quiere permanecer en el anonimato - a través del foro estadounidense
" Physics Forum": según él, la roca de fondo de la región está constituida por arenisca tosca, muy permeable, y contiene grandes cantidades de agua de la vecina montaña Abukuma. Esta agua subterránea fluiría por debajo de la meseta hacia el mar a una velocidad muy baja, de unos 50 cm / día (3).
De hecho, a la luz de los datos recogidos, parece que las opiniones de estos dos geólogos pueden no estar en conflicto, ya que ambos tipos de capas existen: argilita (o sedimento) y arenisca. Sin embargo, Andreas Küppers, en línea con el estilo de comunicación de Tepco, se abstiene de revelar toda la información que posee: es decir, que no sólo hay argilita a prueba de agua, sino también algunos estratos de arenisca permeable que permite que las aguas subterráneas avancen hacia el mar. Además, la presencia de esta falla bajo la planta hace que sea posible que el agua descienda verticalmente sin ser detenida por una capa impermeable horizontal de argilita, poniendo en contacto capas freáticas que se podrían creer independientes.
Buenas y malas noticias
La buena noticia es que la fuga de agua radiactiva de la planta no será capaz de remontar hacia las tierras de Japón y la meseta Abukuma debido a la pendiente descendente de las capas geológicas. Las malas noticias son que existe una falla que parece estar activa en la planta de Fukushima Daiichi y que permitiría la contaminación radiactiva de los acuíferos a una profundidad de varios cientos de metros, ya que atravesaría los diferentes estratos "impermeables" (4). Esto también significa que los radionucleidos se dirigirían naturalmente hacia el mar arrastrados por la corriente de agua subterránea que fluye a través de las capas permeables de piedra arenisca. La arenisca es de hecho la piedra ideal para los acuíferos, ya que es permeable y fracturada, permitiendo un fácil movimiento de agua. Y, por último, existe el problema de que el tipo de roca sobre la cual la planta fue construida sea demasidado "blanda", lo que significa que un terremoto no puede más que desestabilizar los edificios [
, como se ha señalado para el edificio nº4, cuyos muros ya no son verticales. enlace (esta frase no aparece en la traducción al ingles)]
Ya el 31 de marzo 2011, Tepco anunció que la capa freática estaba contaminada con yodo radiactivo, de acuerdo con un análisis de una muestra tomada a una profundidad de 15 metros bajo el primer reactor (
enlace). Hoy en día, si uno o más coriums se han hundido en el suelo, la contaminación habrá ido muy probablemente en aumento. Pero Tepco ya no comparte ninguna información sobre la contaminación de las aguas subterráneas. Su única preocupación es la de presentar una hermosa fachada exterior, lo cual nunca resolverá este tipo de contaminación desastrosa de suelos y aguas subterráneas: la contaminación subterránea es irreparable, porque no hay acceso a ella.
(1) En Francia, por desgracia, la situación no es mejor: la autoridad de seguridad nuclear parece no ha manifestado objeciones al informe pericial realizado por EDF, que parece haber falseado los datos relativos a los riesgos sísmicos de varias centrales nucleares preocupada por la rentabilidad.
Los documentos de origen pueden ser consultadas en:
Nuclaire : EDF a falsifi les donnes sismiques !
(2) "Die Wahrscheinlichkeit IST hoch, dass dieses Gestein dicht ista und zu keinen Kontakt Grundwasserleitern zulässt", Die Welt, 15 de marzo de 2011.
(3) Esta información sobre el origen y la dirección del flujo de agua es confirmada por la primera sección de este artículo: la pendiente general de los estratos del Cuaternario va de la montaña hacia la costa.
(4) Ayer otra vez, Tepco fingía no tener conocimiento de la falla sobre la cual se construyó la planta, y estaba tratando de desviar la atención hablando de algunas fallas activas situadas a 50 km del sitio. Enlace a este boletín de NHK:
Fukushima | Scoop.it. Enlace a un video de JAMSTEC que muestra una falla activa submarina descubierta recientemente a lo largo de Fukushima: http://www.youtube.com/watch?v=ZAidW9t6f9Q&antiestéticature=player_embedded!
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Las siguientes fuentes fueron consultadas para escribir este artículo:
Clasificación de las rocas sedimentarias (Universidad Libre de Bruselas):
Diferentes capas geológicas de la región de Fukushima:
Secciones geológicas de la planta de Fukushima Daiichi:
Clasificación de las rocas detríticas:
Permeabilidad de la arenisca:
Artículo en la costa noreste de Japón:
Wikipedia Hidrología:
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Artículo original en francés:
"La Geología de Fukushima"
La géologie de Fukushima - Le blog de Fukushima
En inglés:
The Geology of Fukushima - Le blog de Fukushima
