Gas radó
En els països industrialitzats l'home urbà passa al voltant del 75% del temps en ambients tancats i en certs casos (nens, malalts crònics i ancians) aquesta xifra s'eleva al 90%. Això explica el creixent interès que està adquirint el coneixement i estudi dels contaminants ambientals presents en interiors, especialment d'aquells que poden tenir efectes significatius sobre la salut. Des del punt de vista de la contaminació radioactiva, en els últims anys ha augmentat la preocupació pel perill que la acumulació de gas radó a l'interior d'edificis pot representar per a les persones que els ocupen. En aquesta nota tècnica es descriuen les característiques i propietats del radó que faciliten la seva entrada en un edifici i s'indiquen mesures per, si cal, reduir el seu nivell en interiors.
El radó i la radiació natural
El radó és un gas radioactiu d'origen natural, procedent de la desintegració del radi-226 que es troba en una petita proporció en l'aire que es respira i és el responsable d'una fracció de la radiació natural que rep l'ésser humà.
La radiació natural forma part del medi ambient i els seus principals components són les radiacions còsmiques, les procedents de els radionúclids, presents en sòls i roques, i les de les substàncies radioactives, que es troben en els aliments, l'aigua i el aire.
Segons l'efecte que la radiació natural pot tenir sobre la població en general es considera que, de mitjana, la radiació total a la que l'ésser humà està exposat representa una dosi equivalent d'un mil · lisievert (mSv) a l'any que es correspon amb el que sol definir-se com "fons radioactiu". Aquest valor varia d'unes zones a altres. Per exemple, les radiacions còsmiques, procedents del espai exterior, augmenten amb l'altitud i la latitud i, així, el fet de viure a 1000 metres d'altura significa rebre fins a un 20% més de radiació que si es resideix a nivell del mar. Paral · lelament, la radiació és superior en els Pols que en l'Equador. També afecta en el total de radiació la naturalesa del terreny i la presència en ell de determinats minerals, concretament roques de fosfats i el mateix carbó que contenen traces de materials radioactius com ara urani o ràdio.
A aquesta radiació natural cal afegir l'augment en les dosis de radiació a causa de la radiació artificial, principalment com conseqüència de l'aplicació de radiacions i materials radioactius en medicina i també, per a la producció d'energia, en la indústria, l'agricultura, i fins i tot en el control de la contaminació.
A la figura 1 es presenta una estimació de la contribució de les diferents fonts d'exposició, d'origen natural i artificial, a la dosi rebuda per la població. Destaca la significació que el radó té en en el conjunt total, ja que aquest compost representa més del 40% de la radiació natural.
Fig 1: Contribució de les diferents fonts d'exposició, d'origen natural i artificial, a la dosi rebuda per la població.
Durant molt de temps va existir l'opinió que la radiació natural no tenia un efecte significatiu des del punt de vista de danys per a la salut del públic en general, però aquesta idea va canviar totalment quan en els anys 70 i 80 es va evidenciar que a l'interior de algunes cases i en diferents països el nivell de radó existent significava concentracions de diverses desenes i fins i tot milers de Bq / m3 , El que indicava que les dosis rebudes pels seus ocupants eren d'algunes desenes de mSv a l'any. El principal causant d'aquesta situació és el radó, que és l'únic element gasós de les cadenes de desintegració radioactives, per la qual cosa es desplaça ambfacilitat a partir del punt en què es genera i entra en els edificis.
Propietats
El radó és un gas noble, incolor, inodor i insípid amb una alta densitat. És soluble en aigua i en altres líquids.
Les seves característiques bàsiques s'indiquen a continuació: Densitat (0 º C i 1 atm.): 9,73 Kg/m3
Coeficient de difusió en aire: 0,1.10-5m2/s
Viscositat (20 º C i 1 atm): 229,0 micropoises
Solubilitat en diversos mitjans (20 º C i 1 atm.
De pressió parcial):
Aigua: 230.10 6 m3/ kg
Glicerina: 13,2.10 6 m3/ kg
Oli: 29/10 6 m3/ kg
Alcohol etílic: 7,4.10 6 m3/ kg
S'identifica concretament com radó l'isòtop 222Rn que forma part de la cadena radioactiva d'origen natural de l'urani-238, encara que també es troben isòtops de Rn a la del tori-232 i l'urani-235, concretament i respectivament el 220Rn o toró i el 219Rn o actinó. Totes aquestes cadenes acaben en la formació d'un isòtop estable de plom, després produir una sèrie de elements radioactius. A la Figura 2 es representa la cadena d'urani-238 i els períodes de semidesintegració dels diferents elements.
Fig 2: Desintegració radioactiva de l'Urani-238
Efectes sobre la salut
El radó és considerat cancerigen per l'Organització Mundial de la Salut (OMS), d'acord amb la International Agency for Research on Cancer (IARC) i l'Environmental Protection Agency (EPA) dels EUA, que ho classifiquen com carcinogen del Grup 1 i del Grup A, respectivament. Concretament, el principal efecte advers derivat de la inhalació de radó i en especial dels seus productes de desintegració és el risc de càncer de pulmó.
El radó, com gas, no és retingut de forma significativa en el tracte respiratori. No obstant això, un 90% dels seus descendents pot estar unit a partícules d'aerosols presents en l'aire, les quals, en funció de la seva grandària, poden ser retingudes a diferents nivells del sistema respiratori. Les més petites, la fracció respirable, arribarà a les zones més sensibles del teixit bronquial i pulmonar, dipositant allí, juntament amb el 10% restant dels productes de desintegració. La deposició d'aquestes partícules, juntament amb aquests productes genera una font d'emissió de partícules a d'alta densitat. En conseqüència, una part d'aquest teixit rep una exposició elevada, augmentant la possibilitat de desenvolupar un procés cancerigen. La dosi rebuda en el pulmó per radiació β o γ és menyspreable enfront de la deguda a les partícules α.
Fonts
En un edifici, les principals fonts de radó són el sòl en el qual està assentat i els materials emprats en la seva construcció.
També pot entrar amb l'aire de renovació, amb l'aigua de subministrament i el gas d'ús domèstic, encara que aquests últims, excepteen alguns casos concrets, es consideren fonts menors. Es tracta d'un gas, la seva concentració en un ambient interior depèn també de determinades pràctiques i hàbits que afavoreixin la seva acumulació, especialment la manca de ventilació, acompanyada de hermeticitat a la construcció, generades per polítiques d'estalvi energètic.
A la figura 3 es representen les fonts més típiques de radó i les rutes d'entrada prioritàries.
Figura 3. Típiques fonts de radó i rutes d'entrada
Sòl
En construccions aïllades o en les plantes baixes d'edificis sense soterrani, la font més important de radó és el radi present en el terreny. La concentració de ràdio a terra es troba generalment entre 10 i 50 Bq / kg, encara que pot assolir valors molt superiors. El valor mitjà és de voltant de 40 Bq / kg. Les concentracions de radó en sòls varien entre 10000
i 50000 Bq / m3
En alguns casos, la presència de radó pot venir, a més, augmentada per l'existència a la zona de materials de rebuig procedents d'operacions realitzades en mines d'urani o de fosfats.
La quantitat de radó que entra en un interior a partir del sòl depèn principalment de la concentració de ràdio-226 en el subsòl i de la permeabilitat d'aquest.
El radó procedent del terreny i dels materials passa l'aire interior per difusió molecular. En una fase inicial, per desintegració del radi existent, es forma una fracció de radó que emana del medi sòlid i ocupa els porus existents podent, a partir de ells, desplaçar-se fins arribar a la superfície i passar a l'aire. Aquest mecanisme vindrà afectat per la distància (longitud de difusió) que el radó pot recórrer abans de desintegrar i que per a un sòl normal és del voltant d'1 m. Aquest procés pot ser accelerat per les diferències de pressió existents entre el gas del sòl i l'interior de la casa. Sovint l'existència de mecanismes extractors de ventilació o intercanviadors d'aire per a calefacció fa que en les habitacions es generin corrents d'aire i depressions que afavoreixen el pas de radó des del terra i des de la pròpia estructura a través dels porus i fissures existents, passant a l'aire en quantitats importants, la qual cosa explica les elevades concentracions que s'han trobat en alguns interiors.
Materials de construcció
Els materials de construcció són, en general, la segona font en importància de radó en interiors. L'emissió de radó a partir dels materials de construcció depèn no només de la concentració de ràdio en els mateixos sinó també de factors com ara la fracció de radó produït que és alliberat del material, la porositat del material i la preparació de la superfície i l'acabat de les parets. És freqüent trobar entre els materials de construcció productes amb un contingut en ràdio i tori de fins a 50 Bq / kg.
Alguns, contenint subproductes de guix i formigó amb alum bituminós, poden presentar, fins i tot, concentracions superiors. També pot ser alta la concentració en maons i formigó si els materials bàsics s'han extret de zones amb elevades concentracions de radiació natural. Exemples d'alguns materials naturals utilitzats en construcció són les toves volcàniques i la putzolana. Quan el contingut en radó dels materials de construcció és alt el mecanisme de difusió abans comentat és important ja que per exemple per al formigó la longitud de difusió és de l'ordre de 10-20 cm.
Aire exterior
Pel seu baix contingut en radó, l'aire exterior actua normalment com un factor de dilució. No obstant això, en alguns casos, en edificis construïts amb materials amb un contingut molt baix en ràdio l'aire exterior pot actuar com un font de radó. La concentració de radó en aire exterior està relacionada, principalment, amb la pressió atmosfèrica i en temps estable es presenten oscil·lacions típiques amb els valors més alts durant la nit. Segons les últimes dades disponibles el valor mitjà per al radó és de 10 Bq/m3 en àrees continentals, una mica inferior a les zones costaneres i sobre els oceans de aproximadament 0.1 Bq/m3.
Aigua de consum
La utilització per a ús domèstic d'aigües subterrànies amb una elevada concentració de radó pot significar, en alliberar aquest, un augment de la seva concentració en aire, especialment en banys on en estar l'aigua calenta i en moviment el procés de alliberament queda afavorit. En algunes regions del planeta on l'aigua utilitzada procedeix de pous perforats en roques amb una elevada concentració de radó s'ha demostrat que el nivell de radó en aigua pot arribar a valors entre 100 kBq/m3 i 100 MBq/m3
El valor mitjà mundial de radó en l'aigua de consum es considera que és de 10 kBq/m3
Gas d'ús doméstic
En algunes zones el gas natural utilitzat per cuinar i per a calefacció conté elevades concentracions de radó que s'alliberen al cremar. Generalment aquesta no és una font significativa sent a més molt variable en funció dels canvis en el subministrament de ombustible.
Metodologia per a la mesura del radó en interiors
Per determinar la concentració de radó i dels seus descendents en aire poden utilitzar diferents mètodes. L'elecció entre uns o altres vindrà condicionada per l'instrumental disponible, pel cost i per la durada de la mesura a fer. En general la mesura
de la concentració de radó present en un ambient determinat es basa en el recompte de partícules a emeses tant per ell com pels seus descendents de vida curta. Uns pocs mètodes es basen en la detecció de raigs γ i també hi ha algunes tècniques que detecten radiacions β.
És important en la pràctica distingir si el mètode utilitzat mesura la concentració de gas radó o mesura la concentració o alguna altra característica dels productes descendents de radó. En ambdós casos les tècniques poden classificar-se com actives o passives segons s'utilitzi o no aire forçat per a la captació de la mostra.
És possible distingir, en funció del temps de mostreig, entre les tres metodologies següents:
Mètodes instantanis
Les determinacions es realitzen a partir de mostres d'aire recollides durant curts períodes de temps, generalment entre 1 segon i 20 minuts. Permeten utilitzar instrumental senzill de baix cost i s'obtenen resultats ràpids. No obstant això,
donat el caràcter puntual de les mesures, cal anar amb compte en triar les condicions perquè els resultats obtinguts siguin representatius d'una situació mitjana dins de l'estudi a realitzar. En general aquests mètodes s'utilitzen per realitzar
escombrats generals, estudis per identificar rutes d'entrada de radó a partir del sòl o per comprovar l'eficàcia de accions correctores.
Mètodes de lectura contínua
Es fa passar un flux constant d'aire a través d'un detector adequat durant llargs períodes de temps, avaluant contínuament la concentració. Són mètodes que proporcionen molta informació però resulten cars i estan limitats a tasques d'investigació. Són imprescindibles per estudiar les fluctuacions en temps real de les concentracions ja que permeten obtenir informació sobre la relació existent entre les activitats realitzades i l'edifici, per exemple, l'estudi de les variacions de concentració al llarg del dia o segons les estacions.
Mètodes integrats
Utilitzen dispositius que permeten obtenir informació sobre concentracions mitjana durant un temps que pot arribar a dies, setmanes o mesos. Són els mètodes menys cars i els més utilitzats ja que són els més adequats per a estudis de inspecció i reconeixement i els que permeten, en molts casos, decidir sobre la conveniència de prendre accions correctores després d'efectuar mesures de, almenys, tres mesos de durada. En general els sistemes utilitzats són de tipus passiu.
Entre els equips i dispositius utilitzats amb més freqüència per als mesuraments de radó i dels seus descendents destaquen:
Cèl·lules de centelleig
Poden tenir diferents grandàries i consisteixen en cilindres metàl·lics, amb un extrem transparent, que estan recoberts en el seu interior per una capa uniforme de sulfur de zinc activat amb plata que dóna resposta davant les partícules a. Les mostres de aire s'introdueixen en el seu interior, previ buit, i després assolir l'equilibri es mesura el nombre de llampades de llum amb un tub fotomultiplicador per determinar la concentració de radó en l'aire.
Detectors sòlids de traces
Són sistemes passius que es basen en l'ús de materials com ara làmines fines de nitrat de cel·lulosa o policarbonat que tenen la propietat de que hi queden impressionades les traces degudes a les radiacions a emeses pel radó i els seus descendents després d'un temps d'exposició. Aquestes empremtes o traces visibles poden identificar i comptar amb sistemes de microscòpia, sent el seu nombre proporcional a la concentració existent durant el temps d'exposició, proporcionant un valor mitjà de la concentració de radó.
Detectors de carbó actiu
Són també sistemes passius, molt simples, basats en la capacitat del carbó actiu per retenir el radó. Els temps de mostro empleats varien entre dos i set dies i el nivell de radó s'estableix, en aquest cas, mesurant la radiació g emesa pel carbó actiu amb un detector adequat, com el de iodur sòdic.
En el quadre 1 es presenta de forma esquemàtica la manera més generalitzat d'aplicació d'aquests tres tipus de detectors de radó.
Quadre 1: Aplicabilitat dels detectors de radó més usuals
Mesures per reduir el nivell de radó en interiors
És difícil donar regles generals aplicables a totes les situacions en què pugui existir radó en un interior ja que l'experiència està demostrant que no hi ha dos edificis iguals i que les mesures a prendre dependran del tipus d'edifici, de la seva construcció i de la utilització que se li doni. No obstant això, en línies generals, les principals accions que podrien prendre per limitar l'entrada i / o el
nivell de concentració de radó serien les següents:
Depresurización l'espai entre el terra de l'edifici i el terreny per reduir l'entrada de radó.
Augment de la taxa de ventilació de l'edifici per facilitar l'eliminació de radó. Aquest és un dels mètodes més assequibles però cal evitar que es generin depressions a l'edifici que poden tenir un efecte contrari.
Recobriment dels elements (sòl i / o parets) que presentin una emissió de radó elevada i així reduir l'acumulació
de radó a l'interior de l'edifici.
L'aplicació d'altres procediments generals habitualment utilitzats per reduir la presència d'un contaminant presenta dificultats en el cas del radó. Per exemple, els sistemes de tractament de l'aire aplicables en mineria i indústria no ho solen ser en aire interior pels elevats volums d'aire a manejar i al tipus d'entorn. Així mateix, respecte a l'eliminació de les fonts, un dels pocs casos podria ser l'actuació sobre l'aigua de subministrament, amb totes les dificultats que això implicaria.
Guies i valors de referència
Atès que el radó és present de forma natural en el medi ambient i que, al mateix temps és un cancerigen humà per al qual no hi ha un nivell de risc zero, l'establiment de nivells d'acció a partir dels quals prendre mesures correctores és
complex i dificultós.
Com a resultat d'això, els valors existents en diferents països són conseqüència de la seva problemàtica particular, les seves possibilitats i de la sensibilitat pública existent. Per als edificis de nova construcció la tendència general és recomanar el seguiment de codis o pràctiques de construcció, adaptades a les característiques de cada lloc, que limitin el nivell de radó.
El 1990 la Comissió de la Comunitat Europea, basant-se en un informe presentat el 1987 per un grup de treball de la Comissió Internacional de Protecció Radiològica (ICRP) recomana limitar la concentració mitjana anual de gas radó a 400 Bq/m3en edificis ja existents i a 200 Bq/m3 a les noves construccions.
Als Estats Units, l'EPA va recomanar el 1986 prendre els 150 Bq/m3 com el valor a partir del qual s'han de fer una sèrie de intervencions graduals, establint els períodes en què s'ha d'aconseguir la seva reducció (anys, mesos o setmanes).
L'OMS va establir el 1987 la seva recomanació tenint en compte l'exposició a productes descendents de radó, expressada com concentració equivalent de radó (EER), i proposant 100 Bq/m3 EER de mitjana anual com a valor a reduir i 400 Bq/m3 EER per a una actuació immediata. Les construccions noves no han de superar els 100 Bq/m3 EER.
La ICRP va adoptar el 1993 una nova recomanació en la qual proposa, per als edificis existents amb concentracions entre 200 i 600 Bq/m3
Actuacions en funció del nivell de concentració. En aquest mateix document també es proposen nivells de referència per a llocs de treball en què hi ha poca ocupació, per exemple oficines, biblioteques i teatres. Es proposen valors entre 500 Bq / m3 i 1500 Bq/m3
Aquests valors difereixen dels establerts per residències, ja que com és habitual, s'ha considerat que en el àmbit laboral el temps d'exposició és més curt i s'assumeix una sensibilitat diferent davant la radiació entre la població general i la treballadora.