AGUAS RADIACTIVAS II. AGUAS NATURALES Y RADIACTIVIDAD

La exposición natural del hombre a las radiaciones ionizantes se debe a tres fuentes fundamentales:

• Radiaciones cósmicas (Tritio, Carbono-14, Berilio-10...)

• Materiales resultantes de la cadena de desintegración natural del Uranio y el Torio

• Radionúclidos presentes en la corteza terrestre, las rocas, los suelos…

Esta última está determinada por la presencia de radionúclidos naturales en la tierra, el aire, los alimentos y el agua. De los cuatro isótopos del Radio que se derivan de las series de la desintegración radiactiva del Uranio, Actinio y Torio, el Ra-226 producto de la desintegración del U-238 es el más importante, esto se debe a su vida media larga 1622 años y a la abundancia del U-238 en la naturaleza. Tanto el Ra-226 como su producto de desintegración Rn-222 poseen riesgos radiológicos, el Ra-226 por su capacidad de sustituir al Calcio en la estructura ósea. Una vez fijado en esta, su largo período de semidesintegración hace que se produzca una irradiación continuada a la médula ósea. Por ello, los límites establecidos se han calculado para conseguir que esta irradiación no supere un determinado valor, suponiendo un determinado consumo promedio de agua diario durante cierto número de años. El Rn-222 por su retención en los pulmones en la forma de Pb-210 y Po-210. El Ra-226 es una de las principales fuentes de radiactividad en alimentos y el agua.

  

Todas las aguas naturales tienen un cierto nivel de radiactividad. La  legislación española sobre potabilidad de aguas de consumo público incluye un apartado dedicado a establecer los requisitos que deben cumplir las aguas en cuanto a su radiactividad y los métodos que deben usarse para medir ésta. Al depender la radiactividad del agua del contenido radiactivo de los suelos y rocas por los que fluye, cabe esperar niveles elevados en aquellas zonas caracterizadas por su alto nivel de radiación natural.

En las aguas minero-medicinales se observa que, por lo general, los valores de esta radiactividad son superiores en las aguas termales. Si bien hasta el momento no se han fijado límites legales, es costumbre tomar como referencia los niveles guía establecidos para las aguas de consumo público en la Directiva 98/83/CE, recogidos en el Real Decreto 140/2003, actualmente vigente, esto es: 0,1 Bq/L para la radiactividad alfa total y 1,0 Bq/L para la radiactividad beta total. No se trata de concentración máxima admisible, de tal manera que la Directiva 98/83 que ni siquiera cita niveles guía, sino que deja a las autoridades competentes de cada Estado la periodicidad y el tipo de control que consideren adecuado a cada situación.

Sin embargo, es evidente que es del mayor interés conocer cuales son los radioisótopos responsables de la radiactividad de cada una de las aguas minero-medicinales, especialmente en los casos en que la radiactividad alfa global y/o la beta global sobrepasen aquellos niveles guía en su día considerados.

Por otra parte, la Directiva Europea 96/29/EURATOM (de 13 de mayo de 1996) establece las “Normas Básicas relativas a la protección sanitaria de los trabajadores y de la población contra los riesgos que resultan de las radiaciones ionizantes”. En sus Artículos 40 y 41 se refiere a las actividades laborales y, en su caso, al público que esté expuesto a la inhalación de descendientes del radón y cita textualmente entre otros y como ejemplo “los establecimientos termales”. Esta Directiva traspuesta a la legislación española por el Real Decreto 783/2001, de 6 de julio que aprueba el Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes es un aviso de lo necesario que es conocer y controlar este tema en los balnearios y estaciones termales para –en su caso- tomar las necesarias acciones protectoras o correctoras

En las exigencias de análisis radiológicos determinadas en la Directiva europea (98/83 CE) y en el Real Decreto 140/2003, basados en el informe de la OMS (www.who.int) se definen la Dosis Indicativa Total DIT máxima en 0,1 mSv por año (excluidos el Tritio, el Potasio 40, el Radón y sus descendientes). De la misma forma que una actividad en Tritio inferior a 100 Bq/L se considera aceptable.

De acuerdo con la Directiva europea (98/83 CE) y el Real Decreto 140/2003, todas las aguas destinadas al consumo humano que estén distribuidas por las redes privadas y públicas o utilizadas por la industria agroalimentaria deben determinar la actividad en tritio y a la evaluación anual de su Dosis Indicativa Total (DTI).

La Dosis Indicativa Total (DIT) se determina para un consumo diario de 2 litros de agua para un adulto. De realización compleja, la determinación  de la DIT se solicita únicamente cuando la medida de las actividades alfa total y beta total superan, como he indicado anteriormente los siguientes límites máximos:

- 0,1 Bq/L para la actividad Alfa Total

- 1,0 Bq/L para la actividad Beta Resto

El respeto de estos límites máximos implica una  DIT inferior a 0,1 mSv/año. Si se supera uno de los límites máximos, sería necesario proceder a realizar un conjunto de análisis complementarios específicos para determinar la DIT.

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AGUAS RADIACTIVAS I. UNIDADES Y SU SIGNIFICACIÓN

Es importante tener idea clara sobre las unidades de medida que empleamos para medir la actividad radioactiva y la exposición a las radiaciones:

El becquerel o becquerelio (símbolo Bq) es una unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades que mide la actividad radiactiva. Equivale a una desintegración nuclear por segundo.

El Gray y el Rad. El Gray (Gy), que es la unidad aceptada por el Sistema Internacional de dosis absorbida, corresponde a la absorción de 1 J de energía por Kilogramo de tejido.

El Rad (Radiation Absorbed Dose; Dosis de Radiación Absorbida) corresponde a la absorción de 1 x 10^-2 J de energía por kilogramo de tejido. Por lo tanto 1Gy =100 Rad.

La unidad en el Sistema Internacional de la dosificación efectiva es el Sievert (Sv). Esta unidad da un valor numérico con el que se pueden cuantificar los efectos estocásticos (probabilísticos) producidos por las radiaciones ionizantes. Es decir los efectos absolutamente aleatorios, que pueden aparecer, pero no lo hacen necesariamente. Lo más que se puede decir es que existe una cierta probabilidad de que estos efectos se produzcan. Los ejemplos más conocidos son el desarrollo de cáncer y las mutaciones genéticas.; pudiendo aparecer tras la exposición a pequeñas dosis de radiación ionizante. No necesitan una dosis umbral determinada para producirse; si bien al aumentar la dosis aumenta la probabilidad de aparición de estos efectos, que suelen ser de tipo tardío.

No todas las formas de radiación tienen la misma eficiencia para dañar material biológico. Por ejemplo; un Rad de radiación alfa puede producir más daño que un Rad de radiación beta. Para hacer la corrección a estas diferencias de dosis de radiación, se multiplica por un valor que mide el daño biológico relativo causado por la radiación. El factor de multiplicación se conoce como Efectividad Biológica Relativa de radiación y se abrevia como RBE (Relative Biological Effectiviness). La RBE es aproximadamente 1 para la radiaciones gamma y beta y aproximadamente 10 para la radiación alfa. El valor exacto de la RBE varía con la rapidez de la dosis, la dosis total y el tejido afectado.

El producto de la dosis de radiación en Rads por la RBE de la radiación proporciona la dosis efectiva en unidades de REM (Roentgen Equivalent for Men; Equivalente en Roentgen para el Hombre).

N^ro de Rems = (N^ro de Rads)(RBE)

Una exposición de 600 Rem es mortal para casi cualquier ser humano. Para poner este número en perspectiva; una radiografía dental típica significa una exposición de aproximadamente 0.5 mRem. La exposición medida para una persona en un año, debida a las fuentes naturales (llamada Radiación de Fondo) es de aproximadamente 360 mRem.

El concepto inherente a esta unidad de medida es que la misma cantidad de energía absorbida puede determinar efectos muy distintos según el tipo de radiación y el órgano expuesto. De este modo, el factor de ponderación de los fotones gamma y de los electrones es uno, mientras que el de los protones es cinco y el de las partículas alfa es cuatro veces más, es de 20. El Sv es una magnitud muy elevada y usualmente se utilizan submúltiplos: el milisievert (mSv: milésima de sievert) y microsievert (mSv: millonésima de sievert). Conviene tener presente ya que frecuentemente se malinterpreta que, por definición, el sievert sólo puede utilizarse para evaluar el riesgo de aparición de efectos estocásticos en los seres humanos pero no, en cambio, sobre la fauna y la flora.

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AGUA SECA

No se trata de algo novedoso, ya que en el año 1968 fue creada una sustancia llamada agua seca que se estuvo ensayando en la industria cosmética, pero el Doctor Ben Carter de la Universidad de Liverpool  presentó en noviembre de 2010 en la revista de la  Society of Chemical Industry un interesante estudio donde investiga a fondo las propiedades de este singular compuesto y extrae interesantes conclusiones presentadas en Boston, Estados Unidos con ocasión de celebrarse la reunión anual de la Sociedad Americana de Química.

El agua seca en realidad está formada por partículas que contienen una gota de agua minúscula, rodeada de una nanocapa de sílice hidrófobo.

Lo interesante que aporta Carter en su estudio sobre el agua seca es que posee la propiedad de absorber y retener hasta tres veces más dióxido de carbono que el agua ordinaria. Además, han encontrado otra propiedad de este compuesto que consiste en su capacidad de ser usada como depósito de gases. Estas características del agua seca la postulan como un agente beneficioso para la lucha contra el calentamiento global además de proporcionar una vía interesante en la investigación del almacenamiento de gases. Se ha comprobado que 1 litro de metano se puede contener en apenas 6 gramos de agua seca, a temperaturas no excesivamente bajas. Lo mismo sucede con los líquidos, por tanto, este material se podría convertir en un excelente medio de transporte para productos peligrosos o potencialmente nocivos, puesto que mientras se encuentran almacenados en el agua seca, son inofensivos.

"Descubrimos también que podemos generar reacciones químicas dentro de estas partículas sin necesidad de agitarlas, con lo cual podemos lograr una reacción química mucho más eficiente desde el punto de vista energético", dice Carter. Y por último, pero no por eso menos importante, los científicos creen que puede emplearse para transportar materiales peligrosos, como el ácido, de manera más segura.

"Podemos transformar el ácido líquido en ácido seco y minimizar los riesgos que generaría una pérdida", comenta el investigador. "Siempre que sean sustancias químicas con una base de agua, se pueden transformar en sustancias secas".

Además, el agua seca muestra una última propiedad que importante para la industria por la energía que ahorra. Se trata de su capacidad de actuar como catalizador en la reacción entre el hidrógeno y el ácido maleico. Lo que se obtiene es ácido succínico, un producto muy usado en la industria alimentaria y farmacéutica. Normalmente hay que mezclar y agitar los precursores del succínico para que se produzca la reacción pero, con el agua seca, eso no sería necesario, con el consiguiente ahorro energético y económico que se consigue a gran escala.

Estas características del agua seca la postulan como un agente beneficioso para la lucha contra el calentamiento global además de proporcionar una vía interesante en la investigación del almacenamiento de gases. Se ha comprobado que 1 litro de metano se puede contener en apenas 6 gramos de agua seca, a temperaturas no excesivamente bajas. Lo mismo sucede con los líquidos, por tanto, este material se podría convertir en un excelente medio de transporte para productos peligrosos o potencialmente nocivos, puesto que mientras se encuentran almacenados en el agua seca, son inofensivos.

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