Universidad Nacional Experimental Francisco De Miranda
Área de tecnología
Complejo académico “El Sabino” Programa de Ingeniería Química
Unidad curricular: Pasantías II
DETERMINACIÓN DE LA RADIOACTIVIDAD AMBIENTAL PRODUCIDA POR EL ELEMENTO RADÓN EN LA CUEVA EL ZANDALIO DEL PARQUE NACIONAL
JUAN CRISÓSTOMO FALCÓN SECTOR ACURIGUA.
Autor: Br. Nerio Mora
CI: 19.006.506
Tutor Académico: Tutor Industrial:
Lic. Pedro Santiago Lic. José Araujo CI: 12.338.037 CI: 13.300.545
Universidad Nacional Experimental Francisco De Miranda
Área de tecnología
Complejo académico “El Sabino” Programa de Ingeniería Química
Unidad curricular: Pasantías II
DETERMINACIÓN DE LA RADIOACTIVIDAD AMBIENTAL PRODUCIDA POR EL ELEMENTO RADÓN EN LA CUEVA EL ZANDALIO DEL PARQUE NACIONAL
JUAN CRISÓSTOMO FALCÓN SECTOR ACURIGUA.
Autor: Br. Nerio Mora
CI: 19.006.506
Tutor Académico: Tutor Industrial:
Lic. Pedro Santiago Lic. José Araujo CI: 12.338.037 CI: 13.300.545
ÍNDICE GENERAL.
Pág.
Índice General. 3
Índice de Tablas. 5
Índice de Gráficos. 6
Introducción. 7
Descripción de la Institución: 9
1.1.- Reseña Histórica de la UME. 9
1.2.- Misión de UME. 9
1.3.- Visión de UME. 10
Actividades Realizadas: 11
2.1.- Descripción de las Actividades Realizadas. 11
2.1.1.- Actividad Nº1: Recopilación de Datos e Información Para la Pasantía y Reconocimiento del Laboratorio.
11
2.1.2.- Actividad Nº2: Acondicionamiento de Detectores Para su
Posterior Ensayo.
11
2.1.3.- Actividad Nº3: Recolección y Acondicionamiento de Muestras Para el Ensayo.
12
2.1.4.- Actividad Nº4: Revelado Químico de los Detectores LR-115 y Análisis de los Resultados Obtenidos.
13
2.2.- Cronograma de Actividades. 16
Resultados y Análisis de los Resultados: 17
3.1.- Resultados. 17
3.2.- Análisis de los Resultados. 20
Conclusión. 21
Recomendaciones. 22
Referencias Bibliográficas. 23
Apéndice. 24
INDICE DE TABLAS.
Pág. Tabla Nº 1: Numero de Trazas Obtenida de Cada Detector LR-115. 17
Tabla Nº 2: Densidad de Trazas Obtenida de Cada Detector LR-115. 17
Tabla Nº 3: Concentración del Gas Radón Obtenida de Cada Detector LR-115.
INDICE DE GRÁFICOS.
Pág. Grafico Nº1: Comportamiento de las Concentraciones del Gas Radón con
Relación a cada muestra en estudio.
18
Grafico Nº 2: Relación entre los Números de Trazas y la Concentración del Gas Radón.
INTRODUCCION.
La radiactividad no es nada nuevo, existe desde que se formó la Tierra hace 4500
millones de años. No se puede percibir por el olfato, el gusto, el tacto, el oído ni la
vista. Sólo en los últimos años se ha aprendido a detectarla, medirla y controlarla. Al
contrario de la creencia popular, la radiación no sólo se produce en las centrales
nucleares o en las bombas atómicas (que en realidad deberían llamarse bombas
nucleares). En efecto, un 99.5% de la dosis de radiación que recibimos proviene de
fuentes naturales; las artificiales, producidas por centrales nucleares o equipos
médicos, no llegan al uno por ciento. La radiactividad está en todas partes: en las
casas, en el aire que respiramos, en los alimentos que tomamos; incluso nuestro
propio cuerpo es radiactivo. La Tierra es radiactiva por naturaleza y expone a los
habitantes a la radiación proveniente de las rocas superficiales y el suelo.
Los terrenos graníticos, los yesos fosfatados y los terrenos uraníferos, presentan los
niveles más altos de este gas, que al pesar siete veces más que el aire, tiende a
concentrarse ligeramente en partes muy cerradas con pocas ventilación como
cuevas, sótanos y viviendas bajas. El radón suele entrar con facilidad a estos sitios a
través de grietas en las paredes y suelos. De acuerdo con la tabla de Mendeleiev, el
radón pertenece a la familia de los gases nobles, llamados así por la ausencia de
reactividad química, propia de este tipo de gases. Además de ser un gas inerte, el
radón es extremadamente móvil. Este gas, incoloro, inodoro e insípido, forma parte
en una pequeña proporción de la composición del aire atmosférico que respiramos y
su solubilidad en el agua es relativamente grande. Su periodo de semidesintegración
es de 3,8 días, lo cual significa que al cabo de este intervalo de tiempo el número de
átomos del mismo existentes en una muestra determinada, se reduce a la mitad por
desintegración radiactiva emitiendo radiación alfa, dando lugar a otros elementos no
gaseosos que, a su vez, también se desintegran emitiendo radiaciones alfa, beta y
gamma, hasta que al final de esta cadena se llega al elemento estable que es el
plomo. A través de la respiración, el radón y sus descendientes penetran dentro del
tiempo, los segundos se depositan sobre las superficies internas del tracto
respiratorio continuando allí su proceso de desintegración, dañando las células
presentes con las radiaciones emitidas, es en este hecho en el que radica el efecto
nocivo del radón para nuestra salud.
En el mundo se ha despertado un creciente interés científico por el estudio del radón
y su constatado efecto nocivo sobre la salud, sin embargo las reacciones frente a
este riesgo ha sido de poco interés, ya que se ponen en manifiestos dos factores de
importancia, como lo son la presencia natural de este en el ambiente y el poco
conocimiento mismo que se tiene sobre él, esto debido a que es relativamente
reciente el esfuerzo en investigar su presencia, su efecto en la salud y su posibles
formas de mitigación. Se ha detectado que la exposición ambiental del Radón y de
sus descendientes representa un 52% de radiación recibida por el ser humano. Por
otra parte la inhalación por medio de su adherencia al polvo en el medio ambiente
representa su mayor riesgo, esto debido a que las partículas llegan al interior de los
pulmones y así bombardean las delicadas células con partículas alfas que
eventualmente generan daño al ADN de las células de los pulmones y de este modo
aumentando el riesgo de contraer cáncer de pulmón (UNCEAR, 2001).
Dentro de este orden de ideas se plantea La Determinación de la Concentración del
Radón en la Población de Sierra Falconiana sector Acurigua, que se realizará a
través de la medición con detectores sólidos LR-115 en forma de películas
fotográficas, ayudando a verificar y a contar la emisión de partículas alfas dejadas en
la película en forma de trazos circulares, que a su vez permitirá realizar los cálculos
de gradientes de concentraciones del radón y así caracterizar los puntos con mayor
incidencia en la cueva, dando respuesta a la problemática planteada en la salud de la
población y de este modo servir de base para futuras investigaciones sobre esta
DESCRIPCIÓN DE LA INSTITUCIÓN.
1.1.- Reseña histórica de la UME.
La UNIDAD DE MICROSCOPIA ELECTRONICA fue inaugurada el 9 de diciembre de
1991, por su fundadora la Dra. Auriestela Sánchez de Mirt e inicia sus actividades en
enero de 1992. La adquisición de un microscopio electrónico por parte de la
U.N.E.F.M, constituyo un anhelo de muchos de docentes e investigadores de nuestra
máxima casa de estudio en el estado falcón, Hoy a sus 18 años de su existencia, la
U.M.E ofrece a toda la comunidad científica de nuestro estado y del país un
laboratorio con condiciones para el análisis de innumerables tipos de muestras y
arrojando resultados muy confiables de los mismos.
La UNIDAD DE MICROSCOPIA ELECTRONICA cuenta con una gama de
microscopios ópticos, el microscopio electrónico, equipos que facilitan y cercioran el
trabajo seguro de las muestras, actualmente esta unidad está a cargo del Lic. José
Araujo (Jefe de la unidad) y Jonny Yánez (Asistente de Laboratorio).
Esta unidad está adscrita al Centro de Investigaciones de Ciencias Básicas (CICBa);
esta línea de investigación se encuentra bajo la directriz del Lic. Pedro Santiago y
que propulsa la investigación científica en varias áreas de interés ambiental.
1.2.- Misión de la U.M.E.
Generar conocimiento en el área de la microscopía electrónica y el microanálisis en
diferentes áreas, prestando apoyo al la docencia universitaria y servicio en el
procesamiento de muestras, así como apoyo al resto de los laboratorios adscritos al
1.3.- Visión de la U.M.E.
Ser una unidad de investigación de excelencia, dedicado a la promoción y
generación del conocimiento de microscopia electrónica y el microanálisis, con el
compromiso de apoyo al estudiantado y en búsqueda de la aplicación de ayuda a las
comunidades con pertinencia social, para el apoyo del sistema educativo y la
motivación del talento humano en el que hacer investigativo de la región con
ACTIVIDADES REALIZADAS.
2.1.- Descripción de las actividades realizadas.
Durante el desarrollo de esta Pasantía Industrial II se efectuaron diferentes
actividades para llevar a cabo el estudio de “Determinación de la radioactividad
ambiental producida por el elemento radón en la cueva el Zandalio del parque nacional Juan Crisóstomo Falcón sector Acurigua”, durante un lapso de ocho (8) semanas, las mismas se distribuyeron de las siguientes maneras:
2.1.1.- Actividad Nº1: Recopilación de Datos e Información Para la Pasantía y Reconocimiento del Laboratorio.
Lo primero que se hizo fue una revisión bibliográfica de la información existente en
textos, revistas, normas y decreto, tesis e internet concedente al estudio de gas
radón; todo esto con la finalidad de establecer conocimientos claros y de gran
importancia acerca de este compuesto radioactivo; Cabe destacar, que este proceso
de búsqueda de información se realizo a lo largo del período de desarrollo de las
pasantías industriales para el desarrollo de este trabajo.
Por otro lado se realizó un breve reconocimiento del funcionamiento de los equipos y
las normas de seguridad que se deben tener en cuenta a la hora de manipular
algunos reactivos, ya que el desconocimiento de las normas de seguridad pueden
llevar a la personas a cometer algunos accidente tales como aspirar un compuesto
toxico, o corrosivo, o al uso indebido de cualquier compuesto.
2.1.2.- Actividad Nº2: Acondicionamiento de Detectores Para su Posterior Ensayo.
En esta parte se elaboró una cámara de conteo que facilitara la visualización de las
trazas de radón sobre el detector LR-115, estos detectores de trazas consisten en
pequeñas cámaras de difusión de PVC en cuyo interior hay expuesta una película de
detección de partículas cargadas (alfas, iones, fragmentos de fisión, etc.), y se
encargan de captar información sobre la cantidad de partículas que llegan a una
superficie en un determinado tiempo. Esta técnica permite incluso la discriminación
de las trazas en tamaños y excentricidades, lo que da información de la energía y
masa de las partículas y de la distribución angular de la radiación incidente. Algunas
de las aplicaciones de esta técnica se encuentran en dosimetría, estudio de
reacciones nucleares, radiografía con neutrones, etc, y particularmente en nuestro
caso medición de los niveles de Radón.
La cámara de conteo consta de una lamina plástica de acetato, en la fue grabado
con una hoja milimetrada de tal manera que permitiera la visualización de campos
ópticos específicos de 1mm2 de área y agrupada a un porta objeto para su practico
manejo, lo que delimita los campos visuales a la hora realizar el conteo de la trazas
de radón y reduciendo el tiempo de conteo así como también el margen de error en
el conteo de los impactos de partículas radioactivas del gas radón.
2.1.3.- Actividad Nº3: Recolección y Acondicionamiento de Muestras Para el Ensayo.
Las muestras de suelos fueron recolectadas en la cueva el zandalio del parque
nacional Juan Crisóstomo Falcón sector Acurigua de sierra falconiana, Para ello se
perforaron huecos de 0,15 m de profundidad y un poco más de 0,06 m de diámetro
en el cual se procedió a la toma de la muestra en distintos puntos desde la entrada
hasta el final de la cueva; posterior a dicha recolección se realizo el traslado de las
muestras a las instalaciones del CICBA, específicamente en el laboratorio de la
UME, luego se seleccionaron los envases plásticos donde se colocaría las
muestras de suelo y el porta detector que iva a sostener el detector LR-115. En el
estudio fueron catalogadas en 6 muestras contenidas en recipientes 100 cm3 con
una cantidad de muestras que abarcan un volumen de 65 cm3, de esta forma se
procedió a la implantación de detectores sólidos LR-115 de nitrato de celulosa con la
ayuda de un porta detector que en este caso fue una base de anime ubicada en la
evitar el paso de polvo o vapor de agua que pueda depositarse sobre la lamina del
detector que causen errores en los resultados obtenidos y así estar seguro que las
partículas alfa emitidas por la desintegración de los radionúclidos presentes en el
suelo lleguen a impactar la película del detector dejándola marcadas para su
posterior conteo, el tiempo de incubación de los detectores expuesto a la radiación
fue de 18 días.
También se preparo la solución del revelado químico de los detectores LR-115, con
Hidróxido de Sodio al 10%m/v esto se hizo para la fijación de las trazas de radón y
así lograr una mayor visualización de la misma. La solución se preparo a partir de
NaOH solido, y se añadieron 50 gramos del compuesto en 500ml de agua destilada,
el agua se agrego poco a poco hasta que la solución estuviera homogénea.
2.1.4.- Actividad Nº4: Revelado Químico de los Detectores LR-115 y Análisis de los Resultados Obtenidos.
Después de que el detector a sido expuesto a la radiación ionizante en un tiempo
de incubación de 18 días, este debe ser sometido a un ataque químico de desgaste
superficial, presentándose un ataque preferencial en las zonas donde incidió la radiación ionizante, formándose un “cono”, al cual se le suele llamar trazas grabadas,
a lo largo de la trayectoria de la partícula incidente.
En el proceso del revelado químico se introducen los detectores por medio de un
resorte que sirven de soporte para los detectores, en la solución de Hidróxido de
Sodio al 10%, dicha solución debe estar a una temperatura promedio de 55°C en un
baño termostático, durante un tiempo de 55 minutos aproximadamente, este
procedimiento se realiza para aumentar el tamaño de las trazas sobre el detector y
Por ultimo se realizo el conteo de las trazas nucleares lo que permitió conocer la
concentración del gas radón, el numero de traza en cada detector y la densidad de
las trazas, todo esto con la ayuda del detector LR-115 en donde se observo con el
microscopio óptimo a unos 10x de aumento el impacto de las partículas alfas.
Para el cumplimiento de esta etapa de la investigación se utilizaran las ecuaciones
propuestas por Cervantes en 2005. Las cuales proporcionan una herramienta para el
cálculo de las densidades y por consiguiente las concentraciones en cada punto de
muestreo.
Densidad de Trazas: ρ =
ecuación (1) Cervantes
Donde:
ρ = densidad de trazas nucleares, (Txmm-2
xdia-1)
∑T=sumatoria del número de impactos (trazas) para cada campo óptico.
n =cantidad de campos ópticos.
A= Área del campo óptico en mm2.
t =tiempo de exposición en días.
Concentración: ρ ecuación (2) Cervantes
= coeficiente de calibración (BqL-1)/(trazas*mm-2*dia-1)
ρ =densidad de trazas, en (Trazas*mm-2
*dia-1).
VP=volumen del porta detector.
Vm=volumen de la muestra.
T=tiempo de exposición del detector.
Luego de obtener cada uno de los resultados de la concentración del gas
radón que se pudieron captar en las muestras, se comparo con la norma permitida y
se verifico que estos parámetros se encuentran en valores normales según agencia
internacional de protección radiológica UNSCEAR. Posterior a ello se redactaron los
análisis y conclusiones respectivas.
2.1.5.- Actividad Nº5: Elaboración del Informe Final de Pasantías II.
En esta etapa se elaborará el informe que contendrá cada una de las actividades
realizadas durante el desarrollo del trabajo de la pasantía, los resultados obtenidos,
análisis de los resultados, conclusiones, recomendaciones, etc. Este trabajo fue
desarrollado bajo la supervisión del tutor académico y el tutor industrial siguiendo las
normativas establecidas por la coordinación de pasantías de la Universidad Nacional
RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS. 3.1.- Resultados.
Tabla N° 1: Numero de trazas obtenida de cada detector LR-115
Muestra N° de Trazas
1 1026
2 1091
3 1127
4 1152
5 1258
6 1354
Fuente: Propia
Tabla N° 2: Densidad de trazas obtenida de cada detector LR-115
Muestra ρ de Trazas (trazas/mm2*días)
1 0,1900
2 0,2020
3 0,2087
4 0,2133
5 0,2256
6 0,2507
Fuente: Propia
Tabla N° 3: Concentración del gas radón obtenida de cada detector LR-115
Muestra Concentración de 222Rn (KBq/m3)
1 4,3189
2 4,5917
4 4,8485
5 5,1281
6 5,6987
Promedio 4.8883
Desviación
Estándar
0.4793
Fuente: Propia
Grafico Nº1: Comportamiento de las concentraciones del gas radón con relación a cada muestra en estudio.
Fuente: Propia 0 1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
Co n ce n tr ac io n (K B q /m ^3) Muestras
Concentracion de Radón Vs Muestras
Grafico Nº2: Relación entre los números de trazas y la concentración de gas radón.
Fuente: Propia
4 4,2 4,4 4,6 4,8 5 5,2 5,4 5,6 5,8
1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
3.2.- Análisis de los Resultados.
1.- Se determino que los niveles de radón obtenido en las muestras de suelo se
encuentran en rangos normales por lo que se puede decir que estas cuevas se
encuentran actas para las visitas turísticas y que no existe riesgo ninguno de
contraer enfermedad a largo plazo. Por otra parte se logro observar variabilidad de
las concentración según las muestras obtenidas (grafico Nº1), desde un mínimo de
4,3189 KBq/m3 hasta un máximo de 5,6987 KBq/m3;donde en las tablas de
resultados se pude visualizar como iba aumentado la concentración a medida que
se estaba llegando al final de la cueva donde este elemento esta siendo encerrado
por la poca ventilación, también se pudo conocer que el promedio de concentración
de las muestras es de 4,8883± 0,4793 KBq/m3,siendo así se puede decir que estos
valores no superan lo establecido por la agencia internacional de protección
radiológica UNSCEAR (470 KBq/m3), .Aunque hay que tomar en cuenta que la
concentración de radón en el interior de una edificaciones depende no solo de las
características físicas del suelo sobre el que se asienta, sino, además peculiaridades
típicas de cada edificaciones, como son el tipo de construcción, el régimen de
ventilación y el contenido de radio de los materiales de construcción de los cuales
están hechas las misma.
2.- En el grafico Nº2 se pudo observar el comportamientos de las trazas con
respecto a la concentración y se puede decir que la radiación de partículas alfas que
emitió el gas radón incidió linealmente sobre el detector LR-115 dejándolas
Conclusiones.
1.- Se logro determinar que existe un bajo numero de trazas nucleares en las
muestras de suelos, dándonos así valores de concentración normales lo cual no
superó los niveles de radiactividad establecidos por UNSCEAR (470 KBq/m3).
2.- A través de diferente estudio se ha logrado conocer que las trazas nucleares
tiene su ventaja y desventaja las cuales a continuación se especifica:
Dentro del uso de la radiactividad en las actividades humanas, la más conocida e
importante es la de sus aplicaciones médicas. El uso de la radiación en el
diagnóstico y el tratamiento de enfermedades se han convertido en una herramienta
básica en medicina. Con ella se ha podido realizar exploraciones del cerebro y los
huesos, tratar el cáncer y usar elementos radiactivos para dar seguimiento a
hormonas y otros compuestos químicos de los organismos.
3.- El riesgo para la salud no sólo depende de la intensidad de la radiación y la
duración de la exposición, sino también del tipo de tejido afectado y de su capacidad
de absorción, por ejemplo, los órganos reproductores son 20 veces más sensibles
que la piel.
4.- la realización de charlas educativas dirigidas hacia el personal especializado nos
Recomendaciones.
1.-Realizar charlas a las comunidades e informarles sobre los problemas que causa
el gas radón sobre la salud.
2.- Prolongar el tiempo de estudio de este compuesto radioactivo y aumentar el
número de muestra para así obtener resultados más confiables y exactos.
3.- Mejorar el procedimiento realizado sobre el Revelado Químico, para obtener una
Referencias Bibliografías.
1.- Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo (2002). “NTP-440: Radón
en Ambientes Interiores”. Ministerio de Trabajo y asuntos sociales (España).
2.- Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo (2002). “NTP-440: Radón
en Ambientes Interiores”. Ministerio de Trabajo y asuntos sociales (España).
3.- Browne E. and R.B. Firestone. “Table of radioactive isotopes”. Ed. V. Shirley
(John Willey & Sons, New York, 1986).
4.- “Radón Redution in New Construction-An Interin Guide,” U.S.Environmental
Protection Agency,OPA-87-009,1987, 7 pp.Available from EPA,(513) 569-7771.
5.- Environmental Protection Agency(1995). “El Radón: guía para su protección y la
de la familia. Agencia de los Estados Unidos para la protección ambiental (EPA).Nº
402-K93-005.Septiembre 1995”. Disponible en Internet en:
APENDICE.
A continuación se presentan los cálculos realizados mediante las ecuaciones
(1) y (2) de Cervantes para la obtención de los valores de concentración en cada
muestra.
Cálculos de concentración del gas radón.
Para el experimento se tomaron volúmenes de muestra y del porta detector
como se muestra a continuación:
Volumen del Portadetector:
h= = 87964,594
Volumen ocupado por la muestra:
Muestra 1
Calculando la densidad de las trazas:
ρ (trazas) = = = 0,1900
Calculando la Concentración del gas radón:
*
Muestra 2
Calculando la densidad de las trazas:
ρ (trazas) = =
= 0,2020
Calculando la Concentración del gas radón:
ρ * *
Muestra 3
Calculando la densidad de las trazas:
ρ (trazas) =
= = 0,2087
ρ * *
Muestra 4
Calculando la densidad de las trazas:
ρ (trazas) = =
= 0,2133
Calculando la Concentración del gas radón:
ρ * *
Muestra 5
Calculando la densidad de las trazas:
ρ (trazas) = = = 0,2256
Calculando la Concentración del gas radón:
ρ * *
Muestra 6
Calculando la densidad de las trazas:
ρ (trazas) = = = 0,2507
Calculando la Concentración del gas radón:
Anexos.
