Medición de Radioactividad Natural Monitoreo Expeditivo

Por Lic. Vicente Pascual Marino vmarino@cab.cnea.gov.ar

Resumen

   Se ha realizado un muestreo expeditivo en las piletas de decantación y del agua de producción del área,. Durante los años 1995 y 1996 se tomaron muestras que a las que se le efectuaron análisis físicos y químicos . Los valores obtenidos serán analizados y discutidos en el presente informe.

   Se utilizaron: un dosímetro (mRem/h) y un scintillómetro (mide radiación alfa, beta y gamma). El fondo de lectura en el área es de 45/50 cuentas/seg. y en las zonas de piletas resulta mayor de 300 cuentas/seg.

   Si bien no existe una regulación al respecto a nivel nacional, se tiene conocimiento que la provincia del Neuquén está estudiando algún tipo de reglamentación sobre el tema en cuestión.

   En el mismo no están contemplados ni analizados los potenciales compuestos no radioactivos de carácter contaminantes como ser: mercurio, plomo, etc.

   Las conclusiones y recomendaciones del presente informe guardan carácter confidencial.

Agradecimientos

   Se agradece al Lic. Jorge Marticorenea (asesor científico de CNEA) y a Guillermo Facchini (Oficial de Seguridad Radiológica del RA6) la discusión y aportes realizados al presente informe.

Conclusiones y Recomendaciones

   Si bien estos materiales no presentan un alto riesgo de tipo laboral respecto de la irradiación se deberían tomar algunas medidas preventivas para el caso de la toxicidad, como ser:

1.- Inhalación e ingesta

   Controlar los ambientes cerrados donde se efectúen tareas de limpieza de tanques y separadores, analizando los residuos y el polvo ambiente generado La utilización de máscaras, filtros adecuados y su control.

1.2.- No consumir el agua potabilizada hasta tanto no se haga un seguimiento sistemático del contenido de uranio total (WW8).

1.3.- Utilizar guantes y cuidar la higiene para evitar la ingesta.

2.- Control Ambiental

   Los residuos (de limpieza o sedimentos) una vez analizados y cuantificados respecto de su masa se deberá decidir sobre su disposición final si se requiere.

   Para el caso que deba ser confinado se puede optar por un “depósito” con una cubierta adecuada o bien redepositarlo en pozos de exploración o cualquier otro fuera de la actividad productiva, solucionando definitivamente el problema que ocasiona como contaminante. Hay que destacar que pueden ser agresivos al sistema a través del lixiviado por la contaminación de los acuíferos.

Nota:

   Es conveniente que las autoridades de las Empresa prosigan con las tareas de control a los fines de tener un conocimiento acabado de los yacimientos.

   La participación de geólogos de las Empresas con conocimientos de la secuencia estratigráfica y estructural de la región, pueden inferir el escurrimiento de estas soluciones y tener un conocimiento más acabado en el ámbito regional. De esta manera se podría observar (con análisis de las aguas) y a través del tiempo si resultaría posible una concentración o no de estos elementos.

---

Introducción

CICLO DEL URANIO

   El uranio es, después del torio, el elemento más abundante del grupo de los atícnidos. Su Clarke¹ (2,7ppm) es mayor que el del Estaño, Wolframio, Molibdeno, Antimonio, y muchos otros metales que, sin embargo, se encuentran localmente en concentraciones mucho más ricas ya que el uranio rara vez alcanza más del 1%. El uranio es unas diez veces más abundante en las rocas ácidas que en las básicas. Sus estados de oxidación en la naturaleza son dos: U⁴⁺ y U⁶⁺. El ion tetravalente (UO2) es muy poco soluble en el agua, mientras que el U⁶⁺ lo es relativamente. El ion tetravalente se presenta en las rocas ígneas y el hexavalente en los sedimentos. La uraninita se oxida muy fácilmente ( U⁴⁺ > U⁶⁺ ) y forma el ion uranilo(UO2)²⁺, una molécula fuertemente soluble compuesta por dos iones O^2- separados por un ion U⁶⁺ . Este ion forma complejos con los iones carbonato [ (UO2)(CO3)3^4- ] y sulfato [(UO2) (SO4)2^2-]

   El uranilo formado por oxidación de una zona mineralizada es eliminado rápidamente en solución.

   En climas mas o menos húmedos, el uranio es transportado por las aguas subterráneas. La cantidad acarreada por los ríos y acumulada en el agua de mar es escasa. La mayor parte del uranio se precipita en cuanto encuentra condiciones reductoras favorables suficientes para la reconvención del U⁶⁺ a U⁴⁺ .Estas condiciones se deben particularmente a la materia orgánica, que puede encontrarse tanto sobre el fondo de las cubetas sedimentarias restringidas, como en el interior de los sedimentos por donde circulan aguas uraníferas. Por ello el uranio se encuentra asociado por lo general con carbón, madera fósil, lutitas bituminosas, petróleo y asfaltitas. La forma del uranio es en estos casos UO2 finamente subdividido, u óxidos en estado amorfo.

⁽¹⁾ Clarke: Promedio teórico para el contenido de un elemento en la corteza terrestre.

   Las hipótesis propuestas para explicar esta concentración de uranio en sedimentos clásticos se dividen en singenéticas y epigenéticas. La primera supone que el uranio se depositó como detrito mineral juntamente con las gravas (placer). La segunda según las cuales el metal radioactivo es posterior a la sedimentación, comprende las siguientes alternativas:

1. Deposición a partir de las aguas subterráneas que adquieren el uranio de rocas ígneas vecinas, o de sedimentos portadores (tobas volcánicas, etc) asociados a las arenas y gravas.

2. Precipitación a partir de soluciones hidrotermales producida tal vez al mezclarse con las aguas subterráneas que impregnan el sedimento.

3. Exudación de soluciones uraníferas por parte de acumulaciones de petróleo o de esquistos bituminosos.

Diagnóstico

   Por lo visto anteriormente estos minerales están presentes en las formaciones geológicas (que conforman en algunos casos concentraciones importantes). Los son arrastrados a la superficie a través del agua de formación y concentrándose en las instalaciones.

   El contenido de Radio se detecta en superficie y por otra parte el Radón y los subproductos se hacen presentes en las industrias de proceso de gas natural.

   Los elementos radioactivos en las rocas del reservorio pertenecen a la serie del Uranio 238 y del Torio 232. Estos compuestos son arrastrados en profundidad al modificarse el estado de equilibrio (o confinamiento) impuesto por la perforación y explotación, al ser transportado luego a la superficie (en solución) a través del agua de producción, y conformando como sólidos las costras y barros dentro de la matriz formada por los materiales de la formación. Cuando cambian las condiciones del transporte hidráulico, sedimentan en las instalaciones de superficie, sean estas de tratamiento, separación de hidrocarburos, en las piletas de purga o de descarga, etc.

Límites máximos fijados por la Ley 24.051
(de Residuos Peligrosos)
Para el Uranio Total Contenido en Aguas

   El contenido de uranio total no debe superar los:

	 10 µgr/L vida acuática agua dulce, 

	500 µgr/L vida acuática agua salada,

	 10 µgr/L agua para irrigación,     

	200 µgr/L p/ganado.                 

	

Posibles Efectos Contaminantes de Materiales Radiactivos Naturales en Explotaciones Petroleras y Gasíferas

   Estas acumulaciones en zonas donde es habitual el mantenimiento aumentan el riesgo de su manipuleo en lo referente a su contaminación por inhalación, ingesta, irradiación, etc. Esto puede llevar al trabajador a recibir dosis más altas que las permitidas.

   Se debe recordar que se han medido en áreas cercanas el “Trapial“ niveles de radiación cercanos a 2,5 miliroetgen/hora a 10 cm medidos en zonas comprometidas que indican la presencia de elementos sensibles, y requieren de manejos controlados para garantizar la seguridad personal.⁽²⁾

   Otro tema a tener en cuenta es el destino de los efluentes, en particular el agua.

Formas de irradiación

1. externas: proviene de fuentes o emisores externos. Las radiaciones beta y más aún las gamma, por su poder de penetración, son las más riesgosas. La exposición en estos casos no puede superar los 25 Rem/año.
2. internas: se originan cuando por ingesta o inhalación se incorpora al organismo un emisor que se solubiliza en la sangre o que se deposita en el tracto respiratorio.

   La máxima admitida en caso de contaminación por uranio es de 5x10 E-12 , µ/Ci/cm³ en aire y de 4x10 E-5 en los líquidos.

⁽²⁾ Medidos por J. Tramaglia, C. Somaruga (UNC).

Definición de Unidades Utilizadas

Nota: Están eximidos de las formalidades de notificación, autorización o registro cantidades de Torio Natural y de Uranio Natural menores de un Kilogramo.

TABLA I
ANÁLISIS DE ACTIVIDAD GAMMA EN MUESTRAS LÍQUIDAS

Resultados expresados en Bq/L ± 10% (enviadas p/C.Soraire segunda visita)

Nota: Análisis realizados en el Laboratorio de Radioisótopos del CAE-CNEA.

TABLA II
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE URANIO TOTAL EN AGUAS

(µg/ml) corresponde a las mismas muestras que la Tabla I

Nota: Los análisis fueron realizados en el Laboratorio de Q.Analítica de CNEA.

TABLA III
ACTIVIDAD NATURAL

Comparar los límites naturales con los análisis de sólidos
Para el caso del rn 222 dudas y para el ra 226 igual.
Respecto de la actividad no así del contenido.

Nota: Esta información está destinada a comparar la cantidad de estos elementos que se encuentran en la naturaleza y sus niveles de actividad, con los detectados en la superficie producto de la explotación y su concentración posterior.

Buena parte de la información y muchas de las tablas que se encuentran aquí han sido adaptadas de información que se encuentra en Merril Eisenbud: Environmental Radioactivity from Natural, Industrial and Military Sources, Academic Press Inc., 3ª y 4ª Ediciones. Otras tablas han sido adaptadas de Informes de los National Council on Radiation Protecti on Reports de 1994 y 1995. La lista de las referencias se encuentra al pie de esta página. Varias de las tablas que siguen se hicieron mediante cálculos basados en los datos disponibles

TABLA IV
Estimación de concentraciones de uranio, torio y potasio
en materiales de construcción
(NCRP 94, 1987, excepto donde se diga otra cosa)

Radioactividad Natural en los Océanos

Actividad Usada en el Cálculo
Uranio: 33mBq/L
Potasio 40: 11Bq/L

Radioactividad Natural en el Cuerpo Humano

   El organismo está constituido por elementos químicos, algunos de los cuales son naturalmente radiactivos por los radionucleidos que los componen y que se ingieren normalmente a través de los alimentos.

   Es razonable suponer que todos los radionucleidos que se hallan en nuestro ambiente están en nuestro organismo en alguna pequeña cantidad. En la tabla damos la dosis media equivalente anual debida a los radionucleidos depositados internamente.

   En la siguiente tabla se detallan las concentraciones estimadas de estos radionucleidos presentes en condiciones normales en el cuerpo de un adulto de 70 Kg, basadas en datos del ICRP 30: ⁽³⁾

TABLA lV
Determinación de Radioactividad Gamma
en una Muestra Líquida (año 1995)

   El análisis del espectro gamma emitido por la muestra mostró la presencia de radionucleídos naturales solamente.

Radionucleído provenientes de la cadena natural del ²³²Th:

   ²²⁸Ra en equilibrio secular con ²²⁸Ac (18.1 ± 3.6) Bq/L

   ²²⁴Ra (7.1 ± 2.1) Bq/L

   La actividad de los isótopos de la cadena natural que siguen en el decaimiento al ²²⁰Rn, es sensiblemente inferior. Esto podría indicar que el Rn, por sus propiedades fisico-químicas, está escapando de la matriz (Gas).

Radionucleídos provenientes de la cadena natural del ²³⁸U:

   ²²⁶Ra (en el cálculo se asume que la relación isotópica entre ²³⁵U y ²³⁸U es la natural y no hay separación de ²²⁶Ra) (6.0 ± 1.8) Bq/L

   La actividad de los isótopos de la cadena natural que siguen en el decaimiento al ²²²Rn, es sensiblemente inferior. esto podría indicar que el Rn, por sus propiedades fisico-químicas está escapando de la matriz.

Radionucleídos provenientes de la cadena natural del ²³⁵U:

   ²³⁵U (en el cálculo se asume que la relación isotópica entre ²³⁵U y ²³⁸U es la natural y no hay separación de ²²⁶Rn) (0.274±0.082) Bq/L

Actividad asociada a la presencia de K:

   ⁴⁰K (38.7±7.7) Bq/L

Nota: Análisis realizados por el Lab. de Análisis por Activación Neutrónica del CAB-CNEA.

TABLA V
Determinación de Radioactividad Gamma
en dos muestras sólidas (año 1995)

   El análisis del espectro gamma emitido por la muestra mostró la presencia de radionucleídos naturales solamente.

Radionucleídos provenientes de la cadena natural del ²³²Th:

   ²³⁸Ra en equilibrio secular con ²³⁸Ac

muestra superficial (1.61±0.32) Bq/gr
muestra profunda ( 0.56±0.11) Bq/gr

   ²²⁴Ra muestra superficial (1.69±0.34) Bq/gr

muestra profunda (0.59±0.10) Bq/gr

Radionucleídos provenientes de la cadena natural del ²³⁸U:

   ²²⁶Rn muestra superficial (0.77±0.15) Bq/gr

muestra profunda (0.182±0.036 Bq/gr

   ²²⁶Ra (en el cálculo se asume que la relación isotópica entre el ²³⁵U y ²³⁸U es la natural y no hay separación de ²²⁶Ra)

muestra superficial (0.63±0.13)Bq/gr
muestra profunda (0.206±0.041)Bq/gr

Radionucleídos provenientes de la cadena natural del ²³⁵U:

   ²³⁵U (en el cálculo se asume que la relación isotópica entre ²³⁵U y ²³⁸U es la natural y no hay separación de ²²⁶Ra)

muestra superficial (0.0288±0.0058)Bq/gr
muestra profunda (0.0095±0.0019)Bq/gr

Actividad asociada a la presencia de K:

   ⁴⁰K muestra superficial(0.282± 0.056)Bq/gr

muestra profunda (0.391±0.078) Bq/gr

Nota: Análisis realizados por el Lab. de Análisis por Activación Neutrónica del CAB-CNEA.

TABLA VI
Análisis de muestras geológicas (residuos de piletas 1995)

Nota: Análisis realizados por el Lab. de Análisis por Activación Neutrónica del CAB-CNEA.

TABLA VI
Análisis de muestra líquida (piletas año 1995)

Nota: Análisis realizados por el Laboratorio de Análisis por Activación Neutrónica del CAB-CNEA.

Del Anexo II, Ley 24051 (Residuos Peligrosos - Argentina)

Tabla I

   Niveles guías de calidad de agua para fuentes de bebida humana con tratamiento convencional.

bario total: 1.000 µg/L
uranio total: 100 µg/L

Tabla II

   Niveles guía de calidad de agua para protección de vida acuática, agua dulce superficial.

uranio total: 10 µg/L

Tabla III

   Niveles guía de calidad de agua para protección de vida acuática, aguas saladas superficiales.

bario total: 1000 µg/L uranio total: 500 µg/L

Tabla IV

   Niveles guía de calidad de agua para protección de vida acuática, aguas salobres superficiales

Interpretación de los resultados

1. Los contenidos de U total en agua superan los establecidos por la ley 24051.
   Detectado: entre 100 y 200 µg/L (ver Tabla ll )

2. Se deberá prestar atención a los compuestos de bario (radiobarita?) y al bario total, que al igual que el Estroncio y el Calcio que como sulfatos, silicatos y carbonatos son compuestos que forman incrustaciones y sedimentan aumentando la cantidad de masa.
   Detectado: 431 µg/g (sólidos)

3. Del mismo modo que el anterior se deberá verificar el estroncio.
   Detectado: 0.3 % (sólidos)

4. Los contenidos de Th y Uranio (sólidos) 7.14 µg/g y 3.54µg/g respectivamente por lo cual se debería cuantificar el volumen de residuos de las piletas.

5. Se observa una mayor actividad natural (Bq) comparando las naturales en condiciones estables en las rocas y las concreciones analizadas de las piletas. Lo que indica un transporte y acumulación en dichos sedimentos.

6. La actividad medida en las muestras de agua también indican valores superiores a las concentraciones naturales (océanos) ver Tabla ll.

Volver

Volver al Principio

Si tiene alguna duda o sugerencia, comuníquese con nosotros!