UT 10 Y 11. RADIACIONES
Concepto
El concepto de radiación es bastante ambiguo, basta con consultar las diversas definiciones que se hallan en los diccionarios. En principio, por radiación entendemos la 'propagación de energía a través de un medio'; como la energía tiene muy diversas formas (ej. el sonido, bajo esta definición, sería una forma de radiación) en física contemporánea el concepto de radiación es más específico y se refiere a dos tipos básicos de radiaciones: radiaciones electromagnéticas y radiaciones materiales (partículas subatómicas de alta velocidad). Con lo anterior nuestra definición quedaría como 'propagación de energía en forma de radiaciones electromagnéticas y partículas subatómicas de alta velocidad'.
La radiación electromagnética está constituida por fotones, elementos subatómicos sin masa en reposo, y toma la forma de una onda que puede propagarse sin necesidad de un soporte material, es decir puede viajar por el vacío. Ejemplos de radiaciones electromagnéticas serían la luz solar o las ondas de radio.
La radiaciones materiales (o corpusculares), a diferencia de las electromagnéticas (inmateriales), están constituidas por partículas con masa emitidas por los átomos. Diversos procesos naturales y artificiales pueden provocar que los átomos emitan electrones, protones, neutrones y otras partículas subatómicas con muy alta velocidad (del orden de km/s)
Clasificación
Desde el punto de vista de su naturaleza ya tenemos una primera clasificación:
∙ Radiaciones Electromagnéticas (ej. rayos gamma, rayos X, ultravioleta, luz visible, ...)
∙ Radiaciones Materiales (Corpusculares) (ej. rayos alfa = núcleos de He, rayos beta = electrones, ...)
Por su origen:
∙ Radiaciones Naturales: las producidas por procesos naturales como la radiación solar o la desintegración de elementos radiactivos.
∙ Radiaciones Artificiales: las generadas por la actividad humana como las ondas de radio o la radioterapia.
Por su energía:
∙ Radiaciones Ionizantes (RI): son capaces de producir ionización del medio que atraviesan.
∙ Radiaciones No Ionizantes (RNI): no son capaces de ionizar el medio, su contenido de energía es inferior al de las RI.
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La ionización es un proceso físico o químico por el cual un átomo pierde o gana electrones dando lugar a iones, uno negativo y otro positivo. Este proceso se produce frecuentemente en algunas reacciones químicas, mientras que en física la ionización supone que la radiación que incide sobre un átomo es capaz de vencer la energía de unión de un electrón al átomo (potencial de ionización) desplazándolo lejos del átomo como electrón libre. En ocasiones, la energía transferida al electrón no es capaz de desalojar al electrón de su átomo pero aumenta su energía interna provocando por ejemplo el salto del electrón a otra órbita de la corteza electrónica, este fenónemo se denomina excitación.
La interacción de las radiaciones con la materia es compleja y tiene múltiples formas de ionización-excitación, una de las formas más características es el efecto fotoeléctrico por el cual un fotón de alta energía es capaz de ionizar un átomo liberando un electrón (fotoelectrón)
Tanto las radiaciones electromagnéticas como las materiales pueden producir ionización, todo depende de la energía que transporten
11.1. INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA DE RADIACIONES
Radiación Electromagnética (EM) - Espectro Electromagnético
Una radiación electromagnética es una doble onda constituida por un campo eléctrico (E) y otro magnético (B) perpendiculares entre sí.
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La energía de una onda electromagnética es función de su frecuencia, y se expresa a través de la relación de Planck:
E = h · V
donde h es una constante física (constante de Planck) y V es la frecuencia de la onda electromagnética.
Dado que la onda viaja a la velocidad de la luz (c) su longitud de onda se expresa como:
λ = c / V
Es decir, la energía se incrementa con la frecuencia (o la disminución de su longitud de onda) y viceversa.
Denominamos espectro electromagnético a la relación de las diferentes radiaciones electromagnéticas ordenadas por su frecuencia (o su propiedad inversa la longitud de onda) Esta ordenación da origen a diferentes grupos de radiaciones, que de mayor a menor energía serían:
∙ Rayos Gamma
∙ Rayos X
∙ Radiaciones Ópticas
o Rayos Ultravioleta (UV) (C - Lejanos, B - Medios, A - Próximos) o Luz visible
o Infrarroja (IR)
∙ Microondas y Radar
∙ Radiofrecuencias : Telefonía móvil, Radio y TV
∙ Campos ELF (Extremada Baja Frecuencia) : Campos EM de línea eléctricas.
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El potencial mínimo de ionización de la mayoría de los átomos que constituyen las biomoléculas es de alrededor de 14 eV, lo que implica (de acuerdo a la relación de Planck) que las radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda sea menor a unos 200 ηm son ionizantes. Dentro del espectro electromagnético las radiaciones ultravioleta B cumplen dicha propiedad por lo que son radiaciones EM ionizantes parte de las UVB, los UV lejanos (UVC), los Rayos X y los Rayos Gamma.
Para cuantificar físicamente un campo EM podemos usar tres tipos de magnitudes:
∙ Campo Eléctrico (E) : La unidad de intensidad del campo eléctrico es el V/m
∙ Campo Magnético : Puede medirse como densidad del flujo magnético (B) cuya unidad es la Tesla (T) = Wb/m2o como intensidad del campo magnético (H) cuya unidad es el A/m
∙ Densidad de Potencia* (o Irradiancia) : en W/m2
(*) En el ámbito de las radiaciones ópticas se usan otras magnitudes relacionadas como la energía/unidad de superficie o la densidad de potencia entregada por unidad de ángulo plano,... que se encuentran detalladas en los anexos del REAL DECRETO 486/2010
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El uso de esta diversidad de unidades se justifica porque para longitudes de onda grandes (campos ELF y Radiofrecuencias) los efectos del campo eléctrico y magnético son independientes, mientras que a medida que la frecuencia aumenta los efectos de ambos campos no son separables. Por lo anterior, es común que las radiaciones EM de baja frecuencia se definan en función de sus componentes eléctrica y magnética, mientras que para frecuencias iguales o superiores a las de las microondas se indique sólo su densidad de potencia.
Radiaciones Materiales (Corpusculares)
En la naturaleza existen diversos elementos químicos inestables que tienden a desintegrarse, también existen procesos artificiales que pueden producir el mismo fenómeno. La desintegración de un átomo supone que éste pierde parte de su masa en forma de una partícula subatómica, con emisión secundaria de energía electromagnética en muchas ocasiones. La radiactividad es el proceso natural característico de ciertos átomos (especialmente los de número másico elevado*) que tienden a desintegrarse espontáneamente.
*El Número Másico (A) de un átomo es la suma de sus nucleones (protones + neutrones). Se suele indicar en la parte superior del símbolo del elemento químico.
Por ejemplo, el Uranio tiende a desintegrarse dando origen al elemento químico Torio, emitiendo radiación alfa (un núcleo de He) y energía en forma de radiación EM gamma:238U → 234Th + 4He2+ + γ
Según el tipo de partícula emitida existen diversos tipos de radiaciones materiales, entre las que cabe destacar las siguientes:
∙ Rayos Alfa = Núcleos de Helio con dos cargas positivas
∙ Rayos Beta = Electrones (Beta -) o Positrones - electrones positivos - (Beta +)
∙ Radiación de neutrones
∙ Radiación de protones
En los procesos de desintegración natural se producen habitualmente radiaciones alfa y beta. Las radiaciones de neutrones y protones son generalmente de origen artificial (ej. energía nuclear o bombas atómicas)
La energía de una radiación constituida por partículas materiales depende de su energía cinética, es decir de su masa y de la velocidad de desplazamiento. Las radiaciones producidas en los procesos de desintegración tienen una alta velocidad (km/s), por lo que podemos considerarlas en todos los casos radiaciones ionizantes.
Es importante destacar que en el caso de materiales radiactivos el efecto que pueden producir sobre un determinado objeto o ser vivo depende no sólo de la
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energía que pueden transferir instantáneamente al medio (irradiación) sino también de la radiación que dicho elemento radiactivo va a emitir a medida que se desintegra. Denominamos contaminación radiactiva a la presencia de material radiactivo en un objeto u organismo: se distingue entre contaminación interna (en el interior del organismo, ej. sangre o fluidos corporales) y contaminación externa (exterior al organismo, ej. en superficies de objetos o en el aire)
A la hora de valorar a efectos de prevención de riesgos una radiación ionizante hay que considerar no sólo la energía irradiada, sino la posibilidad de la contaminación radiactiva que puede haber presente en el medio.
La energía transferida a un medio se cuantifica en las unidades tradicionales de energía (J en el SI), mientras que para cuantificar la contaminación debemos usar una magnitud relacionada con la masa y la velocidad de desintegración del material radiactivo. Dicha magnitud se denomina actividad radiactiva:
La actividad radiactiva se define como 'número de desintegraciones de un material radiactivo por unidad de tiempo'. La actividad depende de la naturaleza del elemento radiactivo (lo rápido que se desintegre) y la cantidad inicial de átomos existentes en la muestra:
A = λ · N0
Donde λ es una constante radiactiva específica de cada elemento y N0 el número de átomos
La unidad de A en el SI es el Becquerel o Bequerelio (Bq) que equivale a una desintegración por segundo, aunque todavía es frecuente hallar en la literatura la unidad Ci (Curio) que es la actividad de un gramo de Radio (Ra)
En la normativa legal los límites máximos de contaminación radiactiva se indican en forma de concentraciones, bien por unidad de superficie (Bq/m2) de volumen (Bq/m3) o para contaminación interna como Bq/kg de peso corporal o Bq/volumen de un fluido
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Dosis absorbida, equivalente y efectiva
El efecto de las radiaciones ionizantes depende de la energía total transferida al cuerpo y de la naturaleza de la radiación.
Se denomina dosis absorbida (o dosis impartida) a la energía absorbida por unidad de masa. En el SI la unidad es el Gray (Gy) equivalente a J/kg, la unidad tradicional todavía en uso es el rad = ergio/g , la relación entre ambas 1 Gy = 100 rad
Como cada tipo de radiación ionizante tienen diferente efecto sobre los organismos vivos se hace necesario definir una nueva magnitud denominada dosis equivalente. La dosis equivalente o dosis rem (radiation equivalent in men / in mammals) es el resultado de multiplicar la dosis absorbida por un factor de ponderación (específico de cada radiación y tejido) denominado factor de calidad.
Deq = Da · FC
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El factor de calidad (FC) es una unidad adimensional que se calcula empíricamente a partir de estudios experimentales sobre tejidos o animales. Por ejemplo, los rayos gamma y beta tienen asociado generalmente un FC = 1, mientras los rayos alfa tienen un FC = 4; esto indica que una cierta dosis absorbida de rayos alfa sería equivalente a efectos patológicos a cuatro veces la misma dosis de gamma o beta.
La dosis equivalente se mide en la unidad Sievert (símbolo Sv) y es igual al efecto de un Gy con factor de calidad 1. La unidad tradicional es el rem (rad · FC = 1) por lo que 1 Sv = 100 rem
La dosis equivalente representa el efecto de la radiación sobre un cierto órgano o tejidos, pero si deseamos valorar el efecto conjunto sobre el total del organismo se debe usar un factor de ponderación (factor de calidad) promediado a partir de los factores de calidad de cada tejido; en este caso, la dosis obtenida, que también se cuantifica en unidades de dosis equivalente, se denomina dosis efectiva. Resumiendo, si nos referimos a cuerpo completo hablamos de dosis efectiva, mientras que si queremos evaluar el efecto, por
ejemplo sobre la piel o el cristalino del ojo, hablamos de dosis equivalente.
El principal factor físico que determina el
efecto de las radiaciones ionizantes sobre
un objeto es la llamada Transferencia
Lineal de Energía, concepto que
representa la cantidad de energía que
se transfiere al medio por cada unidad
de longitud que dicha radiación
penetra en el organismo: por ejemplo,
los rayos alfa no son capaces de
atravesar una lámina metálica de un
milímetro de espesor, mientras que los
gamma pueden atravesar varios centímetros de pared. Los rayos alfa transfieren toda su energía en una distancia muy corta (alta TLE) mientras que los gamma por el contrario tendrían una TLE baja.
Desde el punto de vista patológico una radiación alfa sobre la superficie corporal produciría quemaduras intensas superficiales porque transfiere toda su energía a la epidermis, mientras que los gamma, por ejemplo, atravesarían el cuerpo pudiendo producir ionización de componentes corporales internos.
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11.2. RADIACIONES NO IONIZANTES
Mecanismos de Acción Patológica
Habitualmente se habla de dos posibles efectos de las radiaciones no ionizantes:
Efectos Térmicos
Los efectos térmicos son los directamente derivados de la transferencia de energía a los tejidos. Son proporcionales a la densidad de potencia y dependen principalmente del componente magnético de la radiación que origina corrientes eléctricas inducidas en los tejidos, incrementando la energía cinética de los átomos y moléculas, y por tanto elevando la temperatura. Un ejemplo
característico son las quemaduras de la piel provocadas por una excesiva exposición al sol.
Efectos No Térmicos
Los efectos no térmicos son peor conocidos y se atribuyen a la activación de ciertas reacciones químicas en el organismo. Dichos efectos son específicos de la longitud de onda de la radiación y no tanto de la densidad de potencia. Entre ellos destacan los denominados efectos fotoquímicos como los que pueden lesionar las células de la retina por determinadas longitudes de onda cercanas al azul.
Aunque se está investigando en la posibilidad de efectos no térmicos atribuibles a radiaciones electromagnéticas como las ondas de radio, teléfonos móviles y campos de baja frecuencia, no se han detectado efectos patológicos concluyentes, al menos en su posible relación con el cáncer. Sin embargo, ciertos estudios a nivel epidemiológico relacionan (con un riesgo relativo moderado) los campos eléctricos de las torres de conducción de la energía eléctrica con algunos tipos de cáncer, especialmente leucemia.
Varias líneas de investigación están abiertas, entre ellas:
∙ Interacción a nivel molecular, celular o tisular (membranas biológicas) ∙ Interferencias directas con fenómenos bioeléctricos (alteraciones registradas en el electroencefalograma y electromiograma)
∙ Alteraciones en la transmisión de la información genética. Radiaciones Ópticas (RO)
Incluyen las radiaciones que van desde el infrarrojo hasta el ultravioleta, pasando por la luz visible. Se incluyen también las fuentes de luz coherente (láseres) de diferentes longitudes de onda.
Fuentes habituales de RO en el ámbito laboral son:
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∙ Las lámparas de descarga de una cierta intensidad (de alta y baja presión)
∙ La soldadura de arco
∙ Las fuentes incandescentes (como hornos)
∙ Los láseres clases 3B y 4 de camino óptico abierto
∙ El sol (en trabajos al aire libre).
Entre las lámparas de descarga podemos citar:
∙ Las lámparas incandescentes, como las lámparas halógenas de tungsteno utilizadas en iluminación general e industrial, en fotocopiadoras y artes gráficas.
∙ Las lámparas de descarga de gases de alta y baja presión, tales como: las lámparas germicidas (riesgo UV-C) utilizadas en la industria alimenticia, farmacéutica y en hospitales; las lámparas de fototerapia dermatológica (riesgo UV-B); las lámparas de mercurio para procesos fotoquímicos, y las lámparas UV-A de uso profesional para bronceado cosmético.
∙ Las lámparas de arco, por ejemplo las lámparas de Xenón de alta presión, de multitud de aplicaciones en laboratorios, reprografía, iluminación de espectáculos, ...
En el grupo de fuentes incandescentes se incluyen todas aquellas en que se alcanza una elevada temperatura excepto las lámparas. Emiten radiación óptica de forma continua en una ancha banda de longitudes de onda, con una emisión principalmente IR que va ampliándose al visible y, cuando la temperatura supera los 2500 K, se emite también radiación UV. El riesgo potencial depende de la temperatura alcanzada y se presentará en los puestos de trabajo relacionados con el procesado de materiales fundidos o con el calentamiento industrial. Podemos citar como ejemplo, la fundición, el forjado y laminado de metales, el soplado de vidrio, los hornos eléctricos industriales y los radiadores de calor industrial para secado de pintura y esmalte.
Los láseres de una cierta potencia que trabajan con camino óptico abierto (al aire libre o en un recinto cerrado) son potencialmente peligrosos. Podemos citar los láseres de alineamiento en obras públicas, los de investigación y los médico-quirúrgicos.
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Efectos
Destacan los efectos sobre la piel y diversas partes del ojo.
Efectos sobre los ojos
La radiación UV B y C puede ser absorbida por la córnea y la conjuntiva produciendo fotoqueratitis y fotoconjuntivitis, que se caracterizan por dolor intenso, lagrimeo, sensación como de tener arena en los ojos, fotofobia, etc.. Son efectos "agudos" pero reversibles, y suceden siempre que se produce una exposición a dosis altas de radiación, por ejemplo cuando se trabaja sin protección ocular en la soldadura por arco. Estos efectos no aparecen hasta pasadas unas horas de la exposición y normalmente se curan de forma natural al cabo de unas 48 horas.
En el caso de la luz o radiación visible, pueden producirse lesiones térmicas y/o fotoquímicas en la retina, con pérdida de visión parcial o total, si se mira directamente a fuentes artificiales muy intensas que se usan en determinados procesos industriales, al igual que ocurre cuando se mira al sol. Son efectos agudos que pueden ser reversibles e irreversibles. Estos efectos sólo aparecen en exposiciones accidentales de muy corta duración o en exposiciones a fuentes pulsadas durante un tiempo más largo. En exposiciones de corta duración (de pocos segundos) la lesión es de origen térmico; el efecto fotoquímico predomina sobre el térmico en el intervalo espectral del azul (400- 550 nm), para tiempos de exposición largos (de más de 10 s)
La exposición repetida a radiaciones IR intensas que producen temperaturas elevadas en el puesto de trabajo, como por ejemplo las que emiten el vidrio o metales fundidos, ocasiona cataratas de origen térmico, consideradas como una enfermedad profesional. Son efectos crónicos e irreversibles.
Efectos sobre la piel
A corto plazo, la exposición a radiación intensa UV B, C y A produce eritemas o quemaduras solares caracterizados por un enrojecimiento e inflamación de la piel, acompañados a veces de ampollas y levantamiento de la piel. Es un efecto agudo y reversible.
A largo plazo, es decir, a lo largo de la vida, las exposiciones repetidas a radiación UV intensa producen dos tipos de daño:
∙ Unos efectos que se producen siempre, como la aceleración del envejecimiento de la piel y la aparición de queratomas o manchas solares.
∙ Unos efectos aleatorios, como el incremento de la probabilidad de desarrollar algún tipo de cáncer de piel, como son los cánceres de células basales, cánceres de células escamosas y melanomas malignos.
En la siguiente tabla se resumen los principales efectos:
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Radiaciones Electromagnéticas No Ópticas
Se incluyen en este apartado los campos eléctricos estáticos, los de baja frecuencia, las radiofrecuencias y las microondas.
Fuentes de radiación en el ámbito laboral típicas son:
Campos estáticos
Equipos que utilizan corriente continua, con una frecuencia teórica de 0 Hz. Por ejemplo:
∙ Células electrolíticas: cromado y plateado de metales
∙ Aceleradores de partículas
∙ Resonancia Magnética Nuclear
Campos EM de frecuencia hasta 10 kHz
Emitidos por los equipos que funcionan con corriente alterna a un gran número de frecuencias dependiendo del tipo de aplicación. Dentro de ellos un grupo especial son los equipos eléctricos que funcionan a 50 Hz, que es la frecuencia de la red eléctrica en Europa (60 Hz en EEUU). Son ejemplos de exposición con riesgo potencial los puestos de trabajo siguientes:
∙ Transformación y distribución de energía eléctrica a 50/60 Hz (personal de subestaciones y centros de transformación)
∙ Hornos de calentamiento por inducción, en la industria del acero, procesado de metales y de semiconductores. Trabajan a frecuencia variable, 50 Hz, 600 Hz....10 kHz.
∙ Onda corta de uso médico, hacia 200 Hz.
∙ Sistemas electrónicos de navegación, en puestos de mantenimiento, hacia 70 kHz
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Campos EM alternos de 10 kHz a 300 GHz
Las aplicaciones de altas frecuencias implican la utilización de energías más altas. Ejemplos de exposición:
∙ Calentamiento dieléctrico por radiofrecuencias (RF), en moldeo y soldadura de plásticos, curado de colas y resinas, secado de madera, papel y textiles, ...
∙ Diatermia clínica, en departamentos de Fisioterapia
∙ Antenas de RF (instalación y reparación de antenas emisoras) ∙ Hornos de microondas
∙ Radares de microondas
Efectos
Los efectos de este tipo de radiaciones son fundamentalmente térmicos por creación de corrientes inducidas en el organismo, cuya distribución depende de las condiciones de exposición, del tamaño o forma del cuerpo y de la posición del cuerpo dentro el campo. Las lesiones varían desde la quemadura superficial hasta lesiones de órganos. Los órganos humanos más sensibles a los efectos del calentamiento son aquellos con más dificultad para disipar el calor: los ojos y los testículos.
De manera indirecta, puede producirse un acoplamiento de un campo eléctrico o magnético a algún objeto, tal como una estructura metálica, y de ahí a la persona que lo toca. Un caso especial de acoplamiento es el de los implantes biológicos y los marcapasos, donde además de la naturaleza del material, intervienen el voltaje y la corriente del aparato.
Cuando un objeto conductor se carga como consecuencia de un CEM, se originan corrientes eléctricas que pasan a través del cuerpo humano en contacto con el objeto. Si la persona no está aislada del suelo, la corriente total deriva a tierra siguiendo una trayectoria, en el interior del organismo, que será aquella a través de la cual encuentra menos resistencia eléctrica. Dependiendo de su magnitud, puede ocasionar estimulación de músculos y nervios, incomodidad, choque eléctrico y quemaduras.
En lo referente a efectos no térmicos, aunque en los estudios se habla, entre otros, de síntomas como ansiedad, insomnio, cefaleas y otras alteraciones fisiológicas y psicológicas, todavía no existen datos concluyentes.
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Normativa Vigente y Medidas Preventivas
Normativa
REAL DECRETO 486/2010, de 23 de abril, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a radiaciones ópticas artificiales.
REAL DECRETO 1066/2001, de 28 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento que establece condiciones de protección del dominio público radioeléctrico, restricciones a las emisiones radioeléctricas y medidas de protección sanitaria frente a emisiones radioeléctricas.
En ambas normativas se recogen los niveles máximos permisibles de exposición en función del tipo de radiación implicada.
Medidas Preventivas Generales
Las medidas preventivas como en otros ámbitos de la higiene industrial deben contemplar el control en la fuente, en la transmisión y en el receptor. Entre esas medidas genéricas incluiríamos:
∙ Medidas Técnicas
o Aislamiento de la fuente
o Cerramiento del proceso productivo
o Barreras físicas de la transmisión de la radiación. Apantallamiento o Aumento de la distancia de seguridad
o Mantenimiento preventivo adecuado de todas las fuentes de radiación
∙ Medidas Administrativas
o Limitación del tiempo de exposición
o Señalización del riesgo
o Cambios en la metodología de trabajo
o Limitación del acceso a los lugares de riesgo de irradiación ∙ Medidas Individuales
o Uso de Equipos de Protección Individual
o Formación / Información de los trabajadores
o Vigilancia de salud
Por lo que se refiere a los EPIs frente a radiaciones ópticas hay que indicar que la prevención se efectúa a nivel individual mediante una vestimenta adecuada que limite la exposición dérmica y oculares / gafas de protección con filtros adecuados para el tipo de radiación. En relación a este último punto existe una normativa técnica extensa, que debe consultarse para cada caso particular:
∙ UNE-EN 169:2003 “Protección individual de los ojos. Filtros para soldadura y técnicas relacionadas. Especificaciones del coeficiente de transmisión (transmitancia) y uso recomendado”.
∙ UNE-EN 175:1997 “Protección individual. Equipos para la protección de los ojos y la cara durante la soldadura y técnicas afines”.
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∙ UNE-EN 170:2003 “Protección individual de los ojos. Filtros para el ultravioleta. Especificaciones del coeficiente de transmisión (transmitancia) y uso recomendado”.
∙ UNE-EN 171:2002 “Protección individual de los ojos. Filtros para el infrarrojo. Especificaciones del coeficiente de transmisión (transmitancia) y uso recomendado”.
∙ UNE-EN 172:1995 “Protección individual del ojo. Filtros de protección solar para uso laboral”.
∙ UNE EN 60825-1 “Seguridad de los productos láser. Parte 1: Clasificación del equipo, requisitos y guía de seguridad”
∙ UNE EN 207: 1999 “Filtros y protectores de los ojos contra la radiación láser (gafas de protección láser)”.
∙ UNE EN 208: 1999 “Gafas de protección para los trabajos de ajuste de láser y sistemas láser (gafas de ajuste láser)”.
En el caso de radiaciones EM no ópticas, dada la naturaleza de estas radiaciones, no existen equipos de protección individual eficientes, aunque en todo caso deberán usarse botas aislantes, vestimenta y ropa adecuada que proteja de los contactos directos con estas fuentes.
11.3. RADIACIONES IONIZANTES
Mecanismos de Acción Patológica
A nivel molecular las radiaciones ionizantes producen alteraciones por acción directa sobre biomoléculas diana (ácidos nucleídos, proteínas y lípidos de membrana) o de manera indirecta a través de la ionización de agua. Este último mecanismo es el más importante ya que de la ionización del agua (elemento corporal más abundante) se generan radicales derivados con gran poder de oxidación (radicales superóxido)
En cualquiera de los dos casos, la lesión de ácidos nucleicos y otras biomoléculas afecta a la viabilidad de las células y los tejidos que ven alterados sus estructuras biológicas (membranas y organelas celulares) o afectan a su funcionalidad (alteraciones del metabolismo o de la reproducción celular)
No todos los tejidos son igualmente radiosensibles. Dos científicos franceses de principios del siglo XX postularon la ley que lleva su nombre ley de Bergonie-Tribondeau, que indica que 'la radiosensibilidad de los tejidos es función de la capacidad mitótica del tejido y de su grado de diferenciación'.
El término capacidad mitótica hace referencia a la capacidad reproductiva (de regeneración) de un tejido: por ejemplo, las mucosas tienen una capacidad alta de regeneración, mientras que el sistema nervioso no se reproduce. La diferenciación celular es un término que indica la especialización de un tejido, por ejemplo un eritroblasto (célula madre de los glóbulos rojos en la médula) está poco diferenciado, mientras que el glóbulo rojo es una célula ya madura especializada. Por ello, los tejidos menos especializados y con mayor
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capacidad de regeneración serán más sensibles a la radiación. En una escala de mayor a menor radiosensibilidad tendríamos, por ejemplo:
∙ Médula ósea, Órganos Endocrinos y Mucosas
∙ Tejido muscular, conjuntivo y huesos
∙ Tejido nervioso
A nivel de los órganos hay que diferenciar dos tipos de efectos: los derivados de la lesión estructural de los tejidos, que serían proporcionales a la tasa de radiación absorbida y los relacionados con la alteración del código genético (DNA). En el primer caso hablamos de efectos deterministas donde existe una relación directa entre dosis y magnitud de la lesión (relación dosis-efecto), en el segundo hablamos de efectos no deterministas o estocásticos, donde existe una relación dosis-respuesta entre la dosis y la probabilidad del efecto.
Efectos deterministas típicos serían:
∙ Quemaduras
∙ Lesiones dérmicas radiolíticas
∙ Cataratas
∙ Esterilidad
∙ Aplasia de la médula ósea ... y
∙ El síndrome de irradiación global como el que aparece en los accidentes nucleares o explosiones de bombas atómicas
El síndrome de irradiación global es típico de niveles de radiación muy elevados, se inicia con destrucción de la médula ósea y mucosas digestivas, y finaliza con la lesión del sistema nervioso central. Según la dosis recibida la mortalidad oscila entre 50 y un 100% de los casos en un periodo muy corto de tiempo.
El efecto no determinista más característico es el desarrollo de cáncer. Las radiaciones ionizantes se han relacionado con numerosos tipos de cáncer como leucemias, linfomas, cáncer de tiroides y otros, como se demuestra por el estudio de casos de exposición a las bombas nucleares de Hiroshima y Nagasaki, los militares norteamericanos expuestos a pruebas nucleares o los afectados por la explosión de la central nuclear de Chernobyl. También se incluirían entre los efectos estocásticos las alteraciones de las células germinales que provocan alteraciones hereditarias (mutaciones) del material genético.
Fuentes de Radiación Ionizante
A nivel laboral las principales fuentes de radiación ionizante, aparte de las instalaciones de generación y almacenamiento de energía nuclear o instalaciones nucleares, son:
∙ Las instalaciones radiactivas, en las que se utilizan, manipulan o almacenan fuentes radiactivas. Entre ellas podemos citar los hospitales,
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centros asistenciales y organismos, en los cuales puedan existir unidades de Medicina Nuclear, Radiodiagnóstico y Radioterapia ∙ Laboratorios en los que se manejan radioisótopos, por ejemplo en técnicas de diagnóstico clínico y también los laboratorios en los que se trabaja con haces externos, tales como difracción de rayos X, aceleradores de partículas, radiografía industrial y gammagrafía, entre otros.
A nivel del público en general, las estimaciones medias son las siguientes:
En esta tabla se observa, que a pesar de la percepción de que las fuentes artificiales de radiación son muy representativas, lo objetivo es que la mayor parte de las radiaciones son de origen natural, y de las artificiales destacan de manera importante la radiaciones médicas (rayos X, tomografías, ...)
Normativa Legal y Prevención de Riesgos
La norma básica reguladora es el REAL DECRETO 783/2001, de 6 de julio, por el que se aprueba el Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes.
Principios básicos de la Protección Radiológica
La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), en las recomendaciones adoptadas en 1977, sentó las bases del Sistema de Protección Radiológica hoy vigente, que debe obedecer a tres criterios generales, que pueden enunciarse:
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∙ Justificación del empleo de la tecnología radiactiva frente a las de tipo convencional, en el sentido de que los beneficios esperados compensen suficientemente el riesgo del daño ocasionado.
∙ Optimización de los procedimientos, de forma tal que las dosis factibles de ser originadas sean tan bajas como, razonablemente, se pueda lograr con los conocimientos actuales. (en inglés ALARA = As Low As Reasonably Achivable)
∙ Limitación de la exposición a la radiación, de forma que los niveles alcanzados en el funcionamiento normal de las instalaciones estén dentro de los límites de dosis establecidos tanto para los trabajadores profesionalmente expuestos como para el público en general.
Técnicas de prevención y limitación del riesgo de irradiación externa
La dosis de radiación recibida por un individuo al permanecer en las proximidades de una fuente radiactiva determinada depende de tres factores fundamentales: la distancia entre la fuente y el individuo, el tiempo de permanencia y la materia interpuesta entre una y otra (blindaje).
La distancia
La radiación gamma y los rayos X se propagan en el aire siguiendo la ley de proporcionalidad inversa al cuadrado de la distancia. En muchos casos bastará con alejarse suficientemente de la fuente radiactiva o del generador de rayos X para que el nivel de radiación disminuya a valores tolerables.
En el caso de las partículas alfa y beta debe tenerse en cuenta su limitado alcance en el aire, que depende de su energía inicial. Así, las partículas alfa más energéticas no atraviesan más de unos pocos centímetros en aire en condiciones normales, y solamente una pequeña porción de las partículas beta emitidas por algunos radionucleidos alcanzan a recorrer, en tales condiciones, una distancia superior a tres metros.
El tiempo
Otro factor a tener en cuenta es el tiempo durante el que una persona va a estar expuesta a un determinado nivel de radiación. Lógicamente, cuanto menor sea el tiempo empleado en las operaciones, menor será la dosis recibida. Por ello, es muy importante que las personas que hayan de
operar con fuentes de radiación estén bien adiestradas y conozcan debidamente las operaciones que van a efectuar, con objeto de invertir en ellas el menor tiempo posible.
El blindaje
En la práctica son frecuentes las situaciones en que estos dos factores anteriores (distancia y tiempo), por sí solos, no bastan para conseguir condiciones de trabajo adecuadas. En tales casos se precisa interponer entre la fuente de radiación y las personas potencialmente expuestas, un blindaje
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constituido por material absorbente de composición y espesor apropiados en función de la radiación que estemos utilizando.
Control y vigilancia radiológica
La vigilancia radiológica constituye parte esencial de todo programa de intervención de riesgos de las instalaciones radiactivas, para poder garantizar que ni los trabajadores ni el público en general reciban dosis de radiación indebidas o superiores a los límites establecidos en la normativa vigente. En el RD 783/2001 se establecen los siguientes valores máximos de dosis
Generalmente, el control se efectúa a dos niveles: La vigilancia radiológica individual de los Trabajadores Profesionalmente Expuestos (TPE) a las radiaciones ionizantes y la vigilancia de las zonas de trabajo.
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Categorías de los Trabajadores Expuestos
Deben ser consideradas como trabajadores profesionalmente expuestos aquellas personas que, por las circunstancias en que se desarrolla su trabajo, bien sea de modo habitual, bien sea de modo ocasional, están sometidas a un riesgo de exposición a las radiaciones ionizantes que pudiera entrañar dosis anuales superiores a alguno de los límites de dosis para miembros del público. A su vez, por razones de vigilancia y control, los trabajadores profesionalmente expuestos han de ser clasificados en una de las dos categorías siguientes:
∙ Categoría A: Aquellos trabajadores expuestos que por las condiciones de su trabajo puedan recibir una dosis efectiva superior a 6 mSv por año oficial, o una dosis equivalente superior a 3/10 de los límites de dosis equivalente para el cristalino, la piel y las extremidades.
∙ Categoría B: Aquellas personas que, por las condiciones en que se realiza su trabajo es muy improbable que reciban dosis superiores a 6 mSv por año oficial o a 3/10 de los límites de dosis equivalente para el cristalino, la piel y las extremidades.
La vigilancia radiológica individual de las personas profesionalmente expuestas se practica controlando la radiación externa recibida (mediante la dosimetría personal) y la contaminación interna del organismo (mediante análisis de bioeliminación y determinaciones en contadores de radiactividad de cuerpo entero). El sistema de dosimetría personal consiste en determinar la dosis de irradiación externa recibida por las personas con una periodicidad no superior a un mes, ya sea mediante la lectura del dosímetro personal que porta el trabajador profesionalmente expuesto clasificado en la categoría A, o mediante la dosimetría de área en personas de categoría B.
Clasificación de las Áreas de Trabajo
Para tener la certeza de que se opera dentro de los márgenes de seguridad preestablecidos, es preciso evaluar constantemente las condiciones radiológicas en las zonas de trabajo, que, de forma general, incluye la determinación de los niveles de radiación, la vigilancia del aire, la comprobación de la estanqueidad de las fuentes encapsuladas, la medida de la contaminación en superficies y el control radiológico de los efluentes, todo ello mediante equipos del tipo y sensibilidad adecuados a la naturaleza e importancia del riesgo.
En relación con los niveles de radiación o posibilidades de contaminación, al objeto de facilitar el control, las zonas de trabajo se clasifican como:
∙ Zona controlada. Zona en la que exista la posibilidad de recibir dosis efectivas superiores a 6 mSv/año oficial o una dosis equivalente superior a 3/10 de los límites de dosis equivalentes para cristalino, piel y extremidades. También tienen esta consideración las zonas en las que sea necesario seguir procedimientos de trabajo, ya sea para restringir la exposición, evitar la dispersión de contaminación radiactiva o prevenir o
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limitar la probabilidad y magnitud de accidentes radiológicos o sus consecuencias. Se señaliza con un trébol verde sobre fondo blanco.
Las zonas controladas se pueden subdividir en:
∙ Zona de permanencia limitada. Zona en la que existe el riesgo de recibir una dosis superior a los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol amarillo sobre fondo blanco.
∙ Zona de permanencia reglamentada. Zona en la que existe el riesgo de recibir en cortos periodos de tiempo una dosis superior a los límites de dosis. Se señaliza con un trébol naranja sobre fondo blanco.
∙ Zona de acceso prohibido. Zona en la que hay riesgo de recibir, en una exposición única, dosis superiores a los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol rojo sobre fondo blanco.
∙ Zona vigilada. Zona en la que, no siendo zona controlada, exista la posibilidad de recibir dosis efectivas superiores a 1 mSv/año oficial o una dosis equivalente superior a 1/10 de los límites de dosis equivalente para cristalino, piel y extremidades. Se señaliza con un trébol gris/azulado sobre fondo blanco.
Vigilancia
∙ Trabajadores expuestos de categoría A y en las zonas controladas. Es obligatorio el uso de dosímetros individuales que midan la dosis externa, representativa de la dosis para la totalidad del organismo durante toda la jornada laboral. En caso de riesgo de exposición parcial o no homogénea deben utilizarse dosímetros adecuados en las partes potencialmente más afectadas. Sí el riesgo es de contaminación interna, es obligatoria la realización de medidas o análisis pertinentes para evaluar las dosis correspondientes. Las dosis recibidas por los trabajadores expuestos deben determinarse cuando las condiciones de trabajo sean normales, con una periodicidad no superior a un mes para la dosimetría externa, y con la periodicidad que, en cada caso, se establezca para la dosimetría interna, para aquellos trabajadores expuestos al riesgo de incorporación de radionucleidos.
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∙ Trabajadores expuestos de categoría B. Las dosis recibidas se pueden estimar a partir de los resultados de la vigilancia del ambiente de trabajo.
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