ES2323019T3

ES2323019T3 - Gel aspirable para la descontaminacion de superficies y su uso.

Info

Publication number: ES2323019T3
Application number: ES06806930T
Authority: ES
Inventors: Sylvain Faure; Paul Fuentes; Yvan Lallot
Original assignee: Areva NC SA; Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA; Orano Demantelement SAS
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2009-07-03
Anticipated expiration: 2026-10-03
Also published as: RU2449392C2; US20080228022A1; KR20080071551A; EP1941515A2; JP5197371B2; DE602006005509D1; UA98930C2; ATE424612T1; EP1941515B8; WO2007039598A3; KR101282748B1; FR2891470A1; US8636848B2; CN101278358B; FR2891470B1; CN101278358A; WO2007039598A2; RU2008117408A; EP1941515B1; JP2009511653A

Abstract

Gel constituido por una disolución coloidal, caracterizado porque comprende: - del 5 al 25% en peso de un agente espesante inorgánico con respecto al peso total del gel, - un tensioactivo en cantidad estrictamente inferior al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel y, preferiblemente, en una cantidad que va del 0,01 al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel, no incluyéndose el valor del 0,1%, - de 0,5 a 7 moles, por litro de gel, de un ácido o de una base inorgánica, y - eventualmente de 0,05 a 1 moles, por litro de gel, de un agente oxidante que tiene un potencial normal de oxidorreducción E0 superior a 1,4 V en medio ácido fuerte o de la forma reducida de este agente oxidante, - siendo el resto agua.

Description

Gel aspirable para la descontaminación de superficies y su uso.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un gel aspirable que puede usarse para la descontaminación de superficies, así como al uso de este gel.

La descontaminación puede ser por ejemplo una descontaminación radiactiva.

El gel puede usarse sobre toda clase de superficies que van a tratarse, tales como superficies metálicas, superficies de material plástico, superficies de materiales vítreos y/o superficies de materiales porosos (por ejemplo superficies de hormigón).

Técnica anterior

Los geles de la técnica anterior no se secan o lo hacen en varias decenas de horas y todos deben eliminarse al cabo de algunas horas mediante aclarado con agua. En ese caso, el aclarado también permite interrumpir la acción del gel sobre la pared y controlar la duración de acción del gel.

El aclarado presenta el inconveniente de generar efluentes líquidos del orden de 10 l de agua por kg de gel usado. Estos efluentes de descontaminación, cuando se trata de descontaminación radiactiva, deben tratarse en las instalaciones existentes de tratamiento de materiales nucleares. Esto impone por tanto estudios detallados sobre la gestión de estos efluentes y sobre su impacto con respecto a los circuitos de tratamiento de las instalaciones. Además tales geles que deben aclararse no pueden usarse para tratar superficies de instalación que no deben inundarse.

El documento FR-A-2 746 328 describe un gel constituido por una disolución coloidal que comprende el 6% de un agente espesante a base de sílice, el 0,2% de un tensioactivo, 2-3 mol/l de HNO_{3} y de 0,6 a 1,5 mol/l de un agente oxidante a base de Ce (IV) y agua.

El documento FR-A-2 781 809 describe un gel constituido por una disolución coloidal que comprende el 5% de un agente espesante a base de sílice, el 0,2% de un tensioactivo, de 0,1 a 1,5 mol/l de base inorgánica y agua.

La solicitud WO 03/008529, presentada junto con la presente por la CEA y la COGEMA y publicada el 20 de enero de 2003, describe un procedimiento y un gel de tratamiento, especialmente de descontaminación. Se ha determinado la composición de este gel de manera que puede aplicarse fácilmente sobre la superficie que va a descontaminarse, después tras un secado total en algunas horas, eliminarse con la radiactividad que ha fijado mediante simple cepillado o aspiración. Este gel está constituido por una disolución coloidal que comprende del 5 al 15% en peso de sílice con respecto al peso del gel, de 0,5 a 4 mol/l de un ácido inorgánico o de una mezcla de ácidos inorgánicos, y, eventualmente, de 0,05 a 1 mol/l de un agente oxidante que tiene un potencial normal de oxidorreducción E_{0} superior a 1,4 V en medio ácido fuerte o de la forma reducida de este agente oxidante. El procedimiento de tratamiento de superficie descrito en ese documento comprende aplicar el gel sobre la superficie que va a tratarse, mantener el gel sobre esta superficie hasta su secado, y eliminar residuos secos de gel mediante aspiración o cepillado.

La presente invención tiene por objetivo mejorar aún más el gel y el procedimiento descritos en este último documento. En particular, los inventores han constatado que el gel descrito en ese documento presenta un cierto número de inconvenientes: su viscosidad y su velocidad de secado no siempre se controlan bien, su pulverización no siempre es fácil, la fracturación del gel sobre la superficie no se controla bien (residuos secos del gel demasiado grandes) y ciertos residuos secos del gel se adhieren de manera fuerte al soporte y son difíciles de aspirar o cepillar.

Exposición de la invención

La presente invención alcanza el objetivo mencionado anteriormente por medio de un gel constituido por una disolución coloidal, caracterizado porque comprende:

- del 5 al 25% en peso de un agente espesante inorgánico con respecto al peso total del gel,

- del 0,01 al 0,2% en peso de un tensioactivo con respecto al peso total del gel, y de manera particularmente preferida, un tensioactivo en una cantidad estrictamente inferior al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel,

- de 0,5 a 7 mol, por litro de gel, de un ácido o de una base inorgánica, y

- eventualmente de 0,05 a 1 mol, por litro de gel, de un agente oxidante que tiene un potencial normal de oxidorreducción E_{0} superior a 1,4 V en medio ácido fuerte o de la forma reducida de este agente oxidante,

- siendo el resto agua.

El gel de la presente invención es acuoso, puede ser ácido o básico, oxidante o reductor. Puede usarse para la descontaminación radiactiva de superficies y conduce, tras un secado total en algunas horas, generalmente de 2 a 72 horas, a una temperatura comprendida entre 15ºC y 30ºC y una humedad relativa comprendida entre el 20 y el 70%, a un residuo seco sólido que presenta una excelente capacidad para desprenderse del soporte. Por tanto este gel se denomina "gel aspirable".

El tiempo de secado puede reducirse aún más, por ejemplo por medio de una ventilación, por ejemplo de aire. Con una ventilación de 230 m^{3}/hora, puede reducirse el tiempo de secado por ejemplo a 48 horas o menos, y con una ventilación de 900 m^{3}/hora, puede reducirse el tiempo de secado por ejemplo a 24 horas o menos.

Por "agente espesante" se entiende un agente espesante o una mezcla de agentes espesantes. El agente espesante es preferiblemente mineral. Puede tratarse por ejemplo de alúmina o de sílice.

Cuando el agente espesante es a base de sílice, o de una mezcla de sílices, esta sílice puede ser hidrófila o hidrófoba. Además, puede ser ácida o básica. Puede tratarse por ejemplo de la sílice Tixosil 73 (marca comercial) comercializada por la sociedad Rhodia. Preferiblemente, según la invención, la sílice está a una concentración del 5 al 25% en peso del gel para garantizar aún más eficazmente un secado del gel a una temperatura de 20ºC a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70% de media en de 2 a 72 horas.

Entre las sílices ácidas que pueden usarse, pueden citarse a modo de ejemplos las sílices pirogénicas "Cab-O-Sil" M5, H5 o EH5 (marcas comerciales) comercializadas por la sociedad CABOT y las sílices pirogénicas comercializadas por la sociedad DEGUSSA con la denominación AEROSIL (marca comercial). Entre las sílices pirogénicas, se prefiere la sílice AEROSIL (marca comercial) que ofrece las propiedades espesantes máximas para una carga mineral mínima.

La sílice usada también puede ser una sílice denominada precipitada obtenida mediante vía húmeda mezclando una disolución de silicato de sosa y de un ácido. Las sílices precipitadas preferidas se comercializan con el nombre de SIPERNAT 22 LS y FK 310 (marcas comerciales).

Según un modo de realización particularmente ventajoso de la presente invención, el agente espesante puede ser una mezcla de una sílice mencionada anteriormente y de una sílice pirogénica. En efecto, una mezcla de este tipo mejora el secado del gel y la granulometría del residuo seco obtenido. Ventajosamente, la mezcla de las sílices pirogénica y precipitada representa del 5 al 25% en peso del gel. Esto permite garantizar un secado del gel a una temperatura de 20ºC a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70% de media en de 2 a 72 horas. Por ejemplo, la adición del 0,5% en peso de una sílice precipitada, por ejemplo FK 310 (marca comercial), a un gel al 8% en peso de sílice pirogénica por ejemplo AEROSIL 380 (marca comercial), aumenta la granulometría del residuo seco (ejemplo 2 a continuación) y conduce tras un secado a residuos secos de tamaño milimétrico facilitando la recuperación mediante cepillado o aspiración.

Cuando el agente espesante es a base de alúmina (Al_{2}O_{3}), puede obtenerse por ejemplo mediante hidrólisis a alta temperatura. A modo de ejemplo, puede mencionarse el producto Alumine C (marca comercial) vendido por DEGUSSA. Preferiblemente, la alúmina representa del 10 al 25% en peso del gel. En efecto, estas concentraciones permiten garantizar un secado aún más eficaz del gel a una temperatura de 20ºC a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70% de media en de 2 a 72 horas.

Según la invención, por "un tensioactivo" se entiende un tensioactivo solo o una mezcla de dos o varios tensioactivos. Por tanto, según la invención, a los geles descritos en el documento WO 03/008529 se les añade, de manera original, una cantidad muy baja de un tensioactivo, o agente de superficie específico, inferior a 2 g por kg de gel, que va generalmente del 0,01 al 0,2% en peso con respecto al peso total del gel. De manera preferida, la cantidad de tensioactivo en el gel según la invención es estrictamente inferior al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel y, más particularmente, esta cantidad se extiende del 0,01 al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel, no incluyéndose el valor del 0,1%. Ventajosamente, se excluyen los valores del 0,2% y el 0,1% de los intervalos referentes a los tensioactivos en el marco de la presente invención.

Según la invención, el agente tensioactivo puede ser un agente tensioactivo o una mezcla de agentes tensioactivos que presenta una o varias de las propiedades siguientes: humectante, emulsionante, detergente. Por tanto, según la invención, el o los tensioactivo(s) usado(s) puede(n) elegirse ventajosamente de las familias de los tensioactivos humectantes, tensioactivos emulsionantes y tensioactivos detergentes. Puede tratarse de una mezcla de diferentes tensioactivos que pertenecen a una o varias de estas familias. Preferiblemente, se elegirá(n) uno o varios tensioactivo(s)
estable(s) en la composición del gel de la presente invención, especialmente al pH del gel que puede ser muy ácido o muy básico. Puesto que la presente invención se refiere a geles, se prefiere evidentemente usar uno o varios tensioacti-
vo(s) nada o poco espumante(s).

Entre los tensioactivos humectantes que pueden usarse en la presente invención, pueden mencionarse por ejemplo los alcoxilatos de alcohol, los alquil-aril-sulfonatos, los etoxilatos de alquilfenol, los polímeros de bloque a base de óxido de etileno o de propileno (por ejemplo IFRALAN P8020 (marca comercial)), los alcoholes etoxilados ligeros (por ejemplo MIRAVON B12DF (RHODIA) (marca comercial)), los fosfatos de éter o una mezcla de los
mismos.

Entre los tensioactivo emulsionantes que pueden usarse en la presente invención, pueden mencionarse por ejemplo los ácidos etoxilados pesados, los ésteres de glicerol, los alcoholes etoxilados pesados (por ejemplo SIMULSOL 98 (SEPPIC) (marca comercial)), las imidazolinas, los ésteres cuaternarios (quats) (por ejemplo DEHYQUART SP (Sidobre Sinnova) (marca comercial)) o una mezcla de los mismos.

Entre los tensioactivos detergentes que pueden usarse en la presente invención, pueden mencionarse por ejemplo las alcanolamidas o los óxidos de amina (por ejemplo OXIDET DMC-LD (Kao Corporation) (marca comercial)) o una mezcla de los mismos.

Los tensioactivos preferidos son aquéllos cuyas marcas comerciales se mencionan en la presente (exposición de la invención y en los ejemplos).

Igualmente puede usarse una mezcla de dos o varios de los diferentes tensioactivos mencionados anteriormente.

Además de las ventajas mencionadas en la solicitud WO 03/008529 y relacionadas con el uso de un gel para el tratamiento de una superficie, la adición de un tensioactivo según la presente invención permite, de manera inesperada, aumentar la recuperación de viscosidad del gel, efecto favorable para evitar que el gel fluya sobre una pared (mejora de las propiedades reológicas del gel: véase el ejemplo 1 a continuación). Esta adición permite igualmente, de manera inesperada, un mejor control de la velocidad de secado del gel, acelerando o retrasando la cinética de secado (véase el ejemplo 2 a continuación). Permite igualmente, de manera inesperada, un control del fenómeno de fracturación en superficie del gel durante el secado: la fracturación es más homogénea y conduce a un aumento de la homogeneidad del tamaño de los residuos sólidos (véase el ejemplo 3 a continuación). Esto permite evitar obtener tras el secado residuos de tamaño demasiado importante que podrían despegarse preferentemente y diseminar radiactividad. Finalmente, la adición de un tensioactivo permite, de manera inesperada, aumentar la capacidad de los residuos sólidos de gel obtenidos tras el secado para desprenderse del soporte (véase el ejemplo 4 a continuación).

En un primer modo de realización de la presente invención, el gel puede comprender un ácido inorgánico o una mezcla de ácidos inorgánicos. En ese caso, este ácido o esta mezcla está presente preferiblemente a una concentración de 1 a 4 moles por litro de gel. En efecto, estas concentraciones permiten ventajosamente garantizar un secado del gel a una temperatura de 20ºC a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70% de media en de 2 a 72 horas.

Según la invención, el ácido inorgánico puede elegirse por ejemplo de ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico o una mezcla de los mismos.

Según este primer modo de realización, el agente espesante es preferiblemente la sílice o una mezcla de sílices tal como se definió anteriormente.

En un segundo modo de realización de la presente invención, el gel puede comprender una base mineral o una mezcla de bases minerales. En ese caso, la base está preferiblemente presente a una concentración inferior a 2 mol/l de gel, preferiblemente de 0,5 a 2 mol/l, aún más preferiblemente de 1 a 2 mol/l con el fin de garantizar ventajosamente un secado del gel a una temperatura de 20ºC a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70% de media en de 2 a 3 horas.

Según la invención, la base puede elegirse por ejemplo de sosa, potasa o sus mezclas.

Según este segundo modo de realización, el agente espesante es preferiblemente alúmina.

Finalmente, el gel de la invención puede contener un agente oxidante que presenta un potencial normal de oxidorreducción superior a 1400 mV en medio ácido fuerte, es decir, un poder oxidante superior al del permanganato. A modo de ejemplo, tales agentes oxidantes pueden ser el Ce (IV), el Co (III) y la Ag (II). Según la invención, la concentración en agente oxidante en el gel es preferiblemente de 0,5 a 1 mol/l de gel.

Los agentes oxidantes, entre los cuales se prefiere el cerio IV, están preferiblemente asociados a un ácido mineral, por ejemplo el ácido nítrico, a una concentración moderada, es decir inferior a 3 mol/l, y permitiendo un secado rápido del gel tal como se definió anteriormente. El cerio se introduce generalmente en forma de nitrato de cerio (IV) electrogenerado Ce(NO_{3})_{4} o de hexanitrato cérico de diamonio (NH_{4})_{2}Ce(NO_{3})_{6}.

Por tanto, un ejemplo típico de gel de descontaminación oxidante según la invención está constituido por una disolución coloidal que comprende además del agente tensioactivo en las concentraciones de la invención, de 0,1 a 0,5 mol/l de Ce(NO_{3})_{4} o (NH_{4})_{2}Ce(NO_{3})_{6}, de 0,5 a 2 mol/l de un ácido fuerte; por ejemplo de ácido nítrico, y del 5 al 15% en peso de sílice.

Los geles de la invención pueden prepararse fácilmente a temperatura ambiente, por ejemplo añadiendo a una disolución acuosa descontaminante de la técnica anterior el agente espesante mineral que presente preferiblemente una superficie específica elevada, por ejemplo superior a 100 m^{2}/g, después el o los tensioactivo(s) con el fin de obtener un gel según la presente invención.

Generalmente, se prefiere que el gel presente una viscosidad al menos igual a 1 Pa.s y un tiempo de recuperación inferior a un segundo para poder aplicarse sobre la superficie que va a descontaminarse sin fluir, a distancia (por ejemplo a una distancia de 1 a 5 m) o en proximidad (distancia inferior a 1 m, preferiblemente de 50 a 80
cm).

La presente invención se refiere igualmente a un procedimiento de descontaminación de una superficie caracterizado porque comprende al menos un ciclo que comprende las etapas sucesivas siguientes:

(a) aplicar el gel de la invención sobre la superficie que va a descontaminarse,

(b) mantener el gel sobre dicha superficie a una temperatura de 20 a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70%, durante una duración de 2 a 72 horas, de manera que forma un residuo seco y sólido, y

(c) eliminar el residuo seco y sólido de la superficie así descontaminada.

Dicho de otro modo, un ciclo comprende las etapas (a), (b) y (c), y pueden repetirse sucesivamente varios ciclos, hasta que se alcance la descontaminación deseada.

Cuando los contaminantes son radiactivos, el procedimiento de la presente invención es un procedimiento de descontaminación radiactiva.

Según la invención, el gel puede aplicarse sobre la superficie que va a descontaminarse por ejemplo a razón de 100 a 2000 g de gel por m^{2} de superficie, preferiblemente 100 a 1000 g/m^{2}. Se trata de proporciones que permiten una buena descontaminación sin un desperdicio inútil.

Según la invención, el gel puede aplicarse sobre la superficie que va a descontaminarse mediante cualquier medio conocido por el experto en la técnica. No obstante, los medios más apropiados actuales parecen ser una aplicación mediante pulverización, por ejemplo con pistola, o una aplicación con pincel.

Para aplicarse sobre la superficie mediante pulverización, el gel de la presente invención (disolución coloidal) puede conducirse por ejemplo por medio de una bomba a baja presión, por ejemplo usando una presión inferior a 7 x 10^{5} Pa. El estallido del chorro de gel sobre la superficie puede obtenerse por ejemplo por medio de una boquilla de chorro plano o de chorro redondo. La distancia entre la bomba y la boquilla puede ser cualquiera, por ejemplo de 1 a 50 m, por ejemplo de 25 m.

El tiempo suficientemente corto de recuperación de la viscosidad, gracias a la composición del gel de la presente invención, permite al gel adherirse a la pared, incluso cuando se pulveriza.

Según la invención, la duración de secado del gel es de 2 a 72 horas gracias a la composición del gel de la presente invención y a las condiciones de secado mencionadas anteriormente.

Según la invención, cuando el gel está seco, los residuos secos y sólidos del gel pueden eliminarse fácilmente de la superficie descontaminada por ejemplo mediante cepillado y/o mediante aspiración.

El procedimiento de la invención puede comprender una etapa previa de eliminación de polvo de la superficie que va a descontaminarse. Por tanto, el procedimiento de la invención puede comprender una etapa complementaria de eliminación de polvo de dicha superficie que va a descontaminarse, seguida por una descontaminación de la instalación con polvo eliminado por medio del procedimiento de la invención.

La eliminación de polvo puede consistir por ejemplo en una limpieza previa de la superficie que va a descontaminarse, por ejemplo mediante soplado o aspiración del polvo, con el fin de eliminar las contaminaciones sólidas no fijadas.

A continuación, se aplica el procedimiento de descontaminación de la invención de manera que se eliminan las contaminaciones fijadas sobre la superficie. El gel de la presente invención se seca totalmente tras haber actuado sobre la superficie y se desprende fácilmente de la pared mediante aspiración o cepillado.

El procedimiento de la presente invención encuentra particularmente un interés en, y se refiere a, la descontaminación de las instalaciones nucleares, por ejemplo de conductos de ventilación de instalaciones nucleares.

El procedimiento de la presente invención se aplica especialmente a la descontaminación de superficies metálicas, ventajosamente cuando son importantes y todo ello tanto en el marco del mantenimiento periódico de instalaciones existentes como durante el saneamiento y/o el desmantelamiento de instalaciones nucleares.

Las superficies afectadas no son necesariamente horizontales, sino que pueden ser inclinadas o incluso verticales. Este procedimiento se aplica a cualquier tipo de superficie, especialmente a superficies metálicas, contaminadas por grasa, por una capa de óxido muy adherente o en la masa o por otros contaminantes radiactivos o no.

Los geles según la invención pueden usarse por ejemplo para descontaminar cubas, conductos de ventilación, piscinas de almacenamiento, cajas de guantes, etc.

Resulta evidente que el tratamiento de la superficie podrá renovarse varias veces (varios ciclos), sucesivamente, con el mismo gel o con geles diferentes, preferiblemente según la presente invención.

Gracias al agente tensioactivo a baja concentración, se mejora el secado del gel y conduce a un fenómeno de fracturación homogénea. El tamaño de los residuos secos es monodisperso y se aumenta la capacidad de los residuos para desprenderse del soporte con respecto a los geles de la técnica anterior. Además, tal como muestran los ejemplos a continuación, los inventores han constatado que la presencia de agente(s) tensioactivo(s) según la presente invención hace que el gel sea a veces más eficaz para el tratamiento de la superficie.

Por tanto, no se necesita ningún aclarado con agua y el procedimiento no genera ningún efluente secundario. El residuo seco obtenido tras el secado puede eliminarse fácilmente, preferiblemente mediante cepillado o aspiración, pero también mediante chorro de gas, por ejemplo mediante chorro de aire comprimido.

Con la presente invención, se conservan y se mejoran las ventajas de los geles aspirables de la técnica anterior: se evita la operación de aclarado de un gel clásico mediante agua y ya no se produce ningún efluente líquido que deba tratarse posteriormente. Se deduce una simplificación en cuanto al ámbito global de tratamiento de la contaminación.

Además de las numerosas ventajas mencionadas anteriormente, los inventores han mostrado que los geles de la presente invención pueden aplicarse más fácilmente sobre la superficie que va a descontaminarse mediante pulverización o con pincel, después tras un secado total en algunas horas, eliminarse más fácilmente con la radiactividad que han fijado mediante un sencillo cepillado o aspiración.

Otras características y ventajas de la invención se apreciarán con más claridad tras la lectura de los ejemplos siguientes facilitados evidentemente a modo ilustrativo y no limitativo.

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Breve descripción de las figuras

- Figura 1: valores mínimo y máximo de viscosidad (V) de los geles de la presente invención fijados por los inventores en función de la velocidad de cizallamiento.

- Figura 2: reograma de geles que no contienen tensioactivos (técnica anterior) y de geles que contienen tensioactivos según la presente invención: variación de la viscosidad (V) en función del tiempo (s).

- Figura 3: influencia del envejecimiento sobre la viscosidad del gel de la presente invención: variación de la viscosidad (V) en función del tiempo (s).

- Figura 4: cinéticas de corrosión obtenidas con muestras de aluminio tratadas mediante geles ácidos o básicos que contienen o no un tensioactivo según la presente invención.

- Figura 5: fotografía que permite una comparación visual de un gel según la presente invención (a la izquierda) y de un gel de la técnica anterior, es decir sin tensioactivo (a la derecha).

En estas figuras, "V" representa la viscosidad en Pa.s; "t" representa el tiempo en segundos (s); "Cor" representa la corrosión observada en \mum.

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Ejemplos

Ejemplo 1

Se prepara un gel de referencia que comprende AEROSIL (8% en peso), HNO_{3} 0,1 M y H_{3}PO_{4} 1,5 M.

En este ejemplo, las condiciones de uso del gel para su secado son las siguientes: 22ºC y el 40% de humedad relativa.

: Para poder pulverizar el gel a baja presión, se fija el límite de viscosidad en 100 mPa.s a alto cizallamiento (700 s^{-1}). Para obtener un gel que no fluye sobre la pared, se necesita una viscosidad superior a 1 Pa.s a bajo cizallamiento (10 s^{-1}).

Esto puede traducirse de manera gráfica por medio del reograma representado en la figura 1.

La viscosidad de los geles debe estar preferiblemente en las zonas blancas del gráfico que garantizan una puesta en práctica fácil del gel.

La adición de tensioactivos en baja cantidad según la presente invención permite optimizar las propiedades reológicas de los geles aspirables de la técnica anterior.

La figura 2 presenta los reogramas obtenidos para diferentes geles ácidos que contienen diferentes tensioactivos (CRAFOL AP56, SYNTHIONIC P8020 y DEHYQUART 5P (marcas comerciales) a 1 g.kg^{-1} de materia activa y a solamente el 8% en sílice. Las diferentes composiciones de geles estudiados se indican en esta figura.

A modo comparativo, también se representa en esta figura el reograma de un gel ácido de la técnica anterior, es decir sin tensioactivo.

En esta figura se constata que la incorporación de un tensioactivo a la formulación del gel permite, de manera sorprendente, al tiempo que se disminuye la carga de sílice, alcanzar los criterios de viscosidad definidos. En efecto, la viscosidad de los geles con tensioactivos es inferior a 100 mPa.s a un alto cizallamiento y superior a 1 Pa.s a un bajo cizallamiento.

La presencia de tensioactivos en los geles de sílice según la presente invención mejora considerablemente su comportamiento reológico y con independencia de la carga eléctrica del tensioactivo (1, 0 ó -1). Por tanto la carga eléctrica no es un criterio suficiente para seleccionar un tensioactivo.

Aunque los tensioactivos se han elegido en este ejemplo para que sean estables en medio ácido, tienen no obstante tendencia a degradarse en las condiciones altamente ácidas adoptadas aquí.

Por tanto, es preferible verificar el contenido de los tensioactivos en el gel con el fin de determinar la duración de validez del gel y de saber si pueden prepararse por adelantado o en el momento de su uso.

Los reogramas de los geles se trazan a tiempos de envejecimiento dados (de 0 a 14 días). La figura 3 muestra el comportamiento reológico de un gel que contiene un tensioactivo (CRAFOL AP56 (marca comercial)) en el tiempo D = 0, D = 2, D = 7 y D = 14 días. En esta figura, se ha representado la influencia del envejecimiento sobre la viscosidad del gel de la presente invención: variación de la viscosidad (V) en función del tiempo (s).

Se constata en el caso del CRAFOL AP56 (marca comercial) que la viscosidad a alto y bajo cizallamiento disminuye con la edad del gel. Pero ello no impide el uso de este tipo de gel durante una duración de al menos quince días.

Finalmente, se ha ampliado el estudio del envejecimiento de los geles a otros tensioactivos distintos de los descritos anteriormente.

La tabla I a continuación recoge el balance de los ensayos realizados con los tensioactivos seleccionados durante ensayos de formulaciones en el laboratorio.

Se constata, según los valores de esta tabla, que el CRAFOL (marca comercial) no es un caso particular.

Entre los tensioactivos sometidos a prueba, varios responden a los criterios necesarios para una buena pulverización, especialmente DEHYQUART SP y SYNTHIONIC P8020 (marcas comerciales).

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TABLA I

1

2

Ejemplo 2 Efecto del tensioactivo sobre el tiempo de secado del gel

En este ejemplo, se somete a prueba la presencia de SYNTHIONIC o de ANTAROX (marcas comerciales) a la cantidad del 0,1% en geles de ácido fosfonítrico de 1,5 M a 3,5 M, que comprenden el 10% en peso de Aerosil 380 (marca comercial).

En el gel, las moléculas de tensioactivos se colocan en las superficies de contacto gel/aire y sílice/disolución con el fin de minimizar los contactos con las moléculas de agua. Por tanto la superficie del gel está recubierta de moléculas tensioactivas que pueden ralentizar la evaporación o acelerarla.

En cuanto a la eficacia de los geles, la figura 4 representa las cinéticas de corrosión obtenidas, con muestras de aluminio tratadas mediante el gel ácido, el gel ácido que contiene ANTAROX (marca comercial) a 2 g.kg^{-1} y el gel ácido que contiene SYNTHIONIC (marca comercial) a 2 g.kg^{-1}.

Las condiciones operativas son las siguientes: 22ºC y humedad relativa del 40%.

Los resultados experimentales muestran que la presencia de SYNTHIONIC o de ANTAROX (marcas comerciales) aumenta el tiempo de secado de aproximadamente 30 minutos a una hora para los geles ácidos.

Las cinéticas de corrosión de la figura 4 muestran que los geles según la presente invención, es decir que contienen un tensioactivo, son globalmente tan eficaces como el gel ácido modelo, a veces más eficaces.

Ejemplo 3 Efecto del tensioactivo sobre la fracturación

La figura 5 es una fotografía que permite una comparación visual de un gel según la presente invención (a la izquierda) y de un gel de la técnica anterior, es decir sin tensioactivo (a la derecha), secados en las mismas condiciones de temperatura, de humedad y de tiempo.

Se prepara una película de gel oxidante con cerio 0,5 M y que contiene 3 M de ácido nítrico (referencia a la derecha sobre la fotografía) sobre una muestra de acero inoxidable.

Se añade 1 g/kg de tensioactivo humectante SYNTHIONIC P8020 en la composición del gel (muestra de la izquierda).

La fracturación obtenida en superficie del gel que contiene el tensioactivo es más homogénea a la izquierda. El tamaño de los residuos sólidos es monodisperso (de 1 a 2 mm) (presente invención).

Esto evita la formación observada a la derecha (técnica anterior) de una polidispersidad de tamaño de los residuos sólidos más voluminosos (de 5 a 7 mm) y más difíciles de recuperar ya que son más adherentes.

Ejemplo 4 Efecto del tensioactivo sobre la adherencia del gel secado sobre una superficie

Se depositan 800 g/m^{2} de tres geles que contienen el 20% de Tixosil (marca comercial) y 1,5 M de ácido fosfórico, el primero sin tensioactivo, el segundo con el 0,1% de DEHYQUART SP (marca comercial) y el tercero con el 0,1% de SYNTHIONIC 8020 (marca comercial), en forma de película sobre acero blando, a 22ºC y al 40% de humedad.

Tras 3 horas de secado a 22ºC, con una humedad relativa del 40% y un barrido de aire a una velocidad de 0,1 m/s, se da la vuelta a las muestras para hacer que caigan los residuos secos bajo el efecto de la gravedad.

Solamente se despegan el 5% de los residuos secos sin tensioactivo, el 15% con el DEHYQUART (marca comercial) y el 20% con el SYNTHIONIC (marca comercial).

Por tanto el tensioactivo del gel de la presente invención favorece el despegado del residuo sólido, lo que es muy importante para limpiar la superficie tratada y para facilitar la recuperación de los residuos secos del gel, sobretodo en una descontaminación radiactiva.

Ejemplo 5 Efecto del tensioactivo sobre las propiedades de desengrasado del gel

Se prepara un gel alcalino desengrasante que contiene 15 g de alúmina mezclada con 100 ml de sosa a 1 mol/l.

Se realiza una prueba de desengrasado con el gel preparado sobre una placa untada con lanolina.

Tras 24 horas; se aspira el gel secado sin tensioactivo pero no se desengrasa la placa.

Se añaden 2 g/l de un tensioactivo no iónico del tipo REWOPAL X 1207 L (marca comercial) según la presente invención. Se lleva la eficacia del desengrasado al 8% al cabo de una hora, al 43% al cabo de 3 horas y el 74% de la grasa se elimina al cabo de 24 horas.

Ejemplo 6 Efecto del tensioactivo sobre las propiedades de descontaminación radiactiva del gel

Se preparan y se someten a prueba dos geles oxidantes con cerio para la descontaminación de una célula contaminada inoxidable.

El primer gel contiene sílice de tipo AEROSIL (marca comercial), ácido nítrico a 3 M y amonio-nitrato de cerio a 0,33 M. El segundo es idéntico al primero, pero contiene además 1 g/l de tensioactivos SYNTHIONIC (marca comercial).

Se aplican con pincel los dos geles sobre dos superficies de 400 cm^{2} contaminadas radiactivamente, una en el suelo (2,2 mGy/h) y la otra en el muro (1 mGy/h).

Tras un único paso de gel y secado durante 24 horas, el gel que contiene el tensioactivo se elimina más fácilmente mediante un simple cepillado que el gel sin tensioactivo.

Para el gel que contiene el tensioactivo, la contaminación en el suelo es tan sólo de 0,4 mGy/h y de 0,2 en el muro. La contaminación se ha dividido entre un factor 5,5 mientras que en el gel sin tensioactivo el factor de descontaminación sólo es de 5.

Claims

1. Gel constituido por una disolución coloidal, caracterizado porque comprende:

- un tensioactivo en cantidad estrictamente inferior al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel y, preferiblemente, en una cantidad que va del 0,01 al 0,1% en peso con respecto al peso total del gel, no incluyéndose el valor del 0,1%,

- de 0,5 a 7 moles, por litro de gel, de un ácido o de una base inorgánica, y

- eventualmente de 0,05 a 1 moles, por litro de gel, de un agente oxidante que tiene un potencial normal de oxidorreducción E_{0} superior a 1,4 V en medio ácido fuerte o de la forma reducida de este agente oxidante,

- siendo el resto agua.

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2. Gel según la reivindicación 1, en el que siendo el gel a base de sílice, la sílice representa del 5 al 25% en peso del gel.

3. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la sílice es una sílice pirogénica, una sílice precipitada o una mezcla de sílice pirogénica y de sílice precipitada.

4. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que siendo el gel a base de una mezcla de sílice pirogénica y de sílice precipitada, la mezcla de las sílices pirogénica y precipitada representa del 5 al 25% en peso del gel.

5. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que siendo el gel a base de una mezcla de sílice pirogénica y de sílice precipitada, la sílice precipitada representa el 0,5% en peso del gel, y la sílice pirogénica representa el 8% en peso del gel.

6. Gel según la reivindicación 1, en el que siendo el gel a base de alúmina, la alúmina representa del 10 al 25% en peso del gel.

7. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el gel comprende un inorgánico o una mezcla de ácidos inorgánicos presente a una concentración de 1 a 4 moles por litro de gel.

8. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ácido inorgánico se elige de ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico o una mezcla de los mismos.

9. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el gel comprende una base inorgánica o una mezcla de bases inorgánicas presente a una concentración de 0,5 a 2 moles por litro de gel.

10. Gel según la reivindicación 9, en el que la base inorgánica se elige de sosa, potasa o una mezcla de las mis-
mas.

11. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende de 0,5 a 1 mol/l de un agente oxidante que tiene un potencial normal de oxidorreducción E_{0} superior a 1400 mV en medio ácido fuerte elegido de Ce (IV), Co (III) o Ag (II).

12. Gel según la reivindicación 1, que comprende además del agente tensioactivo, del 5 al 15% en peso de sílice, de 0,5 a 2 mol/l de ácido fuerte y de 0,1 a 0,5 mol, por litro de gel, de Ce(NO_{3})_{4} o (NH_{4})_{2}Ce(NO_{3})_{6}.

13. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente tensioactivo es un agente tensioactivo o una mezcla de agentes tensioactivos que presenta una o varias de las propiedades siguientes: humectante, emulsionante, detergente.

14. Gel según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el agente tensioactivo se elige del grupo que comprende los alcoxilatos de alcohol, los alquil-aril-sulfonatos, los etoxilatos de alquilfenol, los polímeros de bloque a base de óxido de etileno o de propileno, los alcoholes etoxilados ligeros, los fosfatos de éter, los ácidos etoxilados pesados, los ésteres de glicerol, los alcoholes etoxilados pesados, las imidazolinas, los quats, las alcanolamidas y los óxidos de amina, o una mezcla de los mismos.

15. Uso de un gel según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para la descontaminación radiactiva de una superficie.

16. Procedimiento de descontaminación de una superficie caracterizado porque comprende al menos un ciclo que comprende las etapas sucesivas siguientes:

(a) aplicar el gel tal como se definió según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 sobre la superficie que va a descontaminarse,

(b) mantener el gel sobre dicha superficie a una temperatura de 20 a 30ºC y una humedad relativa del 20 al 70%, durante una duración de 2 a 72 horas, de manera que forma residuos secos y sólidos sobre dicha superficie, y

(c) eliminar residuos secos y sólidos de la superficie así descontaminada.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que el gel se aplica sobre la superficie que va a descontaminarse a razón de 100 a 2000 g de gel por m^{2} de superficie.

18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 ó 17, en el que el gel se aplica sobre la superficie que va a descontaminarse mediante pulverización o con pincel.

19. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que los residuos secos y sólidos del gel se eliminan de la superficie descontaminada mediante cepillado y/o mediante aspiración.

20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que dicho procedimiento comprende una etapa previa de eliminación de polvo de dicha superficie que va a descontaminarse.

21. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, en el que dicho procedimiento se refiere a la descontaminación de las instalaciones nucleares, por ejemplo de conductos de ventilación de instalaciones nucleares.

22. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, en el que la descontaminación es una descontaminación radiactiva.