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El hormigón como barrera frente al gas radón en el contexto de la radiactividad natural de los materiales de construcción Miguel Ángel Sanjuán Jefe del Área de Cementos y Morteros Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA) ESTRUCTURA DE LA PONENCIA ¿QUÉ ES EL RADÓN? ORIGEN Y EFECTOS SOLUCIONES EN BASE CEMENTO 2 ÍNDICE INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES EL RADÓN? ORIGEN Y EFECTOS SOLUCIONES EN BASE CEMENTO 3 ÍNDICE INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES EL RADÓN? ORIGEN Y EFECTOS SOLUCIONES EN BASE CEMENTO 4 Exposición humana a fuentes naturales y artificiales de radiación (valores medios) Radiación artificial, 13% Radiación terrestre Rayos cósmicos, 10% Radiación gamma terrestre, 14% Alimentos, 12% Radón, 47% Torio, 4% 5 Niveles de radón en la naturaleza 1 10 102 103 104 Ambiente Valor medio Valores para actuar Externo viviendas en viviendas 105 Máx. en viviendas 106 (Bq/m3) Valores en alguna cueva 6 Niveles de radón en la naturaleza 1 10 102 103 104 Ambiente Valor medio Valores para actuar Externo viviendas en viviendas 105 Máx. en viviendas 106 (Bq/m3) Valores en alguna cueva Un buen profesional no trata una enfermedad, sino a la persona que lo padece. Maimónides Moshéh Ben Maimón Médico y filósofo del judaísmo medieval (Córdoba, 1135 – El Cairo, 1204) 7 Niveles de radón en la naturaleza 1 10 102 103 104 Ambiente Valor medio Valores para actuar Externo viviendas en viviendas 105 Máx. en viviendas 106 (Bq/m3) Valores en alguna cueva Un buen profesional no trata una patología, sino al edificio que lo padece. Maimónides Moshéh Ben Maimón Médico y filósofo del judaísmo medieval (Córdoba, 1135 – El Cairo, 1204) 8 ÍNDICE 222Rn INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES EL RADÓN? ORIGEN Y EFECTOS SOLUCIONES EN BASE CEMENTO Gas noble Radiactivo T1/2 = 3,82 días Emisor de radiación alfa (5,49 MeV) 9 ¿Qué es el radón – 222Rn? • El Radón es un gas • Se produce de forma natural • No se ve ni se huele Radón 3,8 días Radio 1.600 años • Penetra en los edificios por la 4,5 millones de años cimentación Uranio 10 Procedencia del Radón Serie radiactiva Serie radiactiva del uranio-238 (238U) Serie radiactiva del uranio-235 (235U) Serie radiactiva del torio-232 (232Th) Transformaciones (238U) (226Ra) (222Rn) (206Pb) (235U) (223Ra) (219Rn) (207Pb) (232Th) (224Ra) (220Rn) (208Pb) 11 Emisión de partículas alfa, El núcleo de 4He procede del núcleo del 222Rn + + + + + + + + + + 222Rn 4He + 218Po 12 Procedencia del Radón - Progenie - Serie del 238U 13 Procedencia del Radón - Progenie - Serie del 238U 14 Procedencia del Radón - Progenie - Serie del 238U Radón-222 ,g Polonio-218 ,g 4 días 3 minutos Plomo-214 27 minutos Bismuto-214 20 minutos b,g b,g Polonio-214 ,g 0,2 milisegundos Plomo-210 22 años Bismuto-210 5 días 218Po y 214Pb suministran la dosis radiológica al epitelio respiratorio b,g b,g Polonio-210 ,g Plomo-206 138 días Estable 15 ÍNDICE 222Rn INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES EL RADÓN? ORIGEN Y EFECTOS SOLUCIONES EN BASE CEMENTO Gas noble Radiactivo T1/2 = 3,82 días Emisor de radiación alfa (5,49 MeV) 16 Generación del Radón y su emanación Permeabilidad Humedad 17 Fuentes de radón y transporte Suelos Materiales de construcción Agua (<5%) Convección Por diferencias de concentración Movimiento relativo del gas en el seno del material que lo contiene Transporte (95%) Difusión Por diferencias de presión/temperatura El fluido que contiene al gas actúa como vehículo de transporte 18 Materiales de construcción • Fuente de radón ocasional en edificios elevados • Sólo algunos materiales como el granito con un elevado contenido en 226Ra • Exhalación dependiente de las fisuras, grietas, etc. • El mecanismo de transporte principal es por difusión • Depende de la presión atmosférica y de la humedad Agua • El contenido de 226Ra/222Rn depende de: • • • • Agitación Temperatura Aguas superficiales (lagos, ríos, termas, etc.) Aguas profundas (pozos, manantiales, etc.) Niska Banja, Serbia 19 Materiales de construcción – Exhalación de 222Radon Radiación del granito 20 Materiales de construcción “El secreto de la longevidad La localidad homenajea a Rufina Martín, la séptima vecina que cumple cien años” 18.11.11 - EL NORTE | SEGOVIA. Coca, Segovia 21 Distribución espacial del Radón <5 5-6 10 El Radón penetra en los edificios por la cimentación y asciende a través de las conducciones y porosidad de los materiales de construcción Se diluye con el aire exterior que entra en el edificio 22 Distribución espacial del Radón <5 El Radón también puede penetrar en los edificios por la red de agua 5-6 10 23 Contribución de las diferentes fuentes de Radón en un edificio Gas del suelo 85 - 90% Agua < 1% Emanación 2 - 5% Difusión 1 - 4% Suelo que contiene Radio La principal fuente del Radón en un edificio es el suelo (90%) Las demás, en muchos casos, son despreciables Los valores presentados son cualitativos, varían de unas viviendas a otras (localización, materiales, ventilación, etc.) 24 ¿Por qué es importante el control del edificios? + + + + + + + +2 + + + Radon - 222 4He + 218Po 222Rn en El Radón produce partículas radiactivas cuando se transforma en sus “descendientes”. Estas partículas se pueden inhalar y depositar en los pulmones en donde daña el tejido pulmonar 25 Efecto del 222Rn y de sus descendientes en los pulmones La inhalación de radón (y descendientes) hace que se adhieran al tejido pulmonar, en donde se produce la irradiación alfa en las células La radiación altera las células aumentando la posibilidad de generar cáncer pulmonar Es la 2ª causa de cáncer pulmonar (La 1ª es el tabaco) 26 Soluciones 1990 2010 2014 27 ÍNDICE 222Rn INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES EL RADÓN? ORIGEN Y EFECTOS SOLUCIONES EN BASE CEMENTO Gas noble Radiactivo T1/2 = 3,82 días Emisor de radiación alfa (5,49 MeV) 28 Estrategia a seguir - Conocer las zonas afectadas por 222Rn (a nivel nacional) - Definir las especificaciones del contenido de 222Rn en viviendas (a nivel nacional) - Normas de ensayo para determinar la permeabilidad del hormigón al 222Rn - Certificación del hormigón con relación a su permeabilidad al 222Rn (a nivel empresarial) - Plan de marketing de hormigones especiales impermeables al 222Rn (a nivel empresarial) Exhalación del 222Radon (mapa del CSN) 34 35 Vías de entrada en viviendas 36 2011 – Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) Criterios de intervención radiológica en lugares de trabajo con exposición a fuentes naturales de radiación o Dosis efectivas sin considerar al radón o Concentraciones de 222Rn y control requerido (media anual) < 600 Bq m-3 No se requiere un control específico 600 – 1000 Bq m-3 requiere un control específico BAJO 1000 Bq m-3 requiere un control específico ALTO Lugares de trabajo con una permanencia de personal elevada Nivel de actuación: 300 Bq m-3 37 Guías Seguridad CSN 11.01 11.02 38 AEN/CTN 73/GT [1 Radón] AEN/CTN 73/GT 1 Radioactividad natural en ambientes interiores Materiales base cemento como barrera frente al 222Rn: De cara al nuevo Código Técnico de la Edificación (CTE) es necesaria una norma para la medida del coeficiente de difusión en materiales porosos (aplicable a morteros y hormigones). El SubComité AEN/CTN 73/GT [1 Radón] aprobó su elaboración. 39 Código Técnico de la Edificación Radioactividad natural en ambientes interiores Materiales base cemento como barrera frente al 222Rn: El Código Técnico de la Edificación (C.T.E.) incluirá en su reglamentación a las aplicaciones de morteros y microhormigones con prestaciones de barrera frente al radón. 40 CONCLUSIÓN La cimentación y el contorno de hormigón de los edificios con unos espesores suficientes, dependiendo de la compacidad de cada hormigón, son capaces de servir como elemento protector frente al gas radón procedente del suelo. Para cada diseño de la mezcla de hormigón que se pretenda emplear con este fin, se deberá de determinar su permeabilidad al radón, o al aire cuando se conozca la correlación entre ambos gases, mediante ensayos normalizados. Se recomienda certificar este producto por tercera parte para garantizar las prestaciones buscadas y ganar la confianza del usuario final. ¡Gracias por su atención! 42 PUBLICACIONES DE IECA 43