44 Radon.pdf

El ININ hoy

RADÓN, TRAZADOR NATURAL de interés geofísico y ambiental Miguel Balcázar ([email protected]), Pablo Peña

bargo, esta característica geológica propicia

García ([email protected]), Arturo López

que México sea el tercer productor mundial de

Martínez ([email protected]), Jesús Hernán Flo-

energía eléctrica por geotermia; es por eso que

res Ruiz ([email protected])

en el ININ se han desarrollado técnicas y métodos para aplicar esta técnica nuclear en di-

El radón es un gas natural radiactivo que se

chos procesos geofísicos.

genera a partir de la serie del uranio y que se detecta por la emisión de una partícula alfa.

En campos geotérmicos es una condición ne-

Su transporte a la superficie por otros geo flui-

cesaria el determinar las fallas locales activas ,

dos proporciona una huella “digital” de pro-

ya que asociadas a éstas se localizan las fuen-

cesos geofísicos geotérmicos, hidrológicos,

tes de calor [1]. La hipótesis es que debido a la

sísmicos y volcánicos. Recientemente se ha

gran actividad termodinámica del campo existe

encontrado que la difusión local del radón

una gran cantidad de gases generados en el

también es muy útil como trazador natural para

subsuelo que transportan al gas radón hacia

determinar la distribución de contaminación

la superficie. Este transporte se ve favorecido a

por derrames de hidrocarburos en el subsuelo.

través de las fallas activas, por lo que la determinación de la distribución superficial de radón

Puesto que el radón es un gas radiactivo res-

en el campo es una radiografía aproximada

pirable su presencia en concentraciones anor-

de dichas fallas. Esta hipótesis se probó

males es considerada por la normativa inter-

exitosamente en el campo geotérmico de Los

nacional como un riesgo para la salud hu-

Azufres en los años 80. Posteriormente se ha

mana en casas habitación, lugares de traba-

realizado, bajo contrato con la Gerencia de

jo, minas y manantiales de recreación en don-

Proyectos Geotermoeléctricos de la Comisión

de puede encontrarse en concentraciones por

Federal de Electricidad, la determinación de

arriba de los valores permitidos.

sitos de fallamiento activo en los campos geotérmicos del Ceboruco, Derrumbadas, Tres

Determinación de Fallas Activas en Campos

Vírgenes y La Primavera. En el caso particular

Geotérmicos

de Los Azufres se ha logrado delimitar la zona de producción del campo.

México se ubica en una de las zonas sísmicas y volcánicas más activas del Planeta. Sin em3 2 Contacto

Nuclear

La figura 1 muestra las curvas de igual valor

de concentración de radón en el campo

otros efectos relacionados como: la distancia

geotérmico de Los Azufres.

del sistema de detección al epicentro y los parámetros ambientales de precipitación

Bajo subcontrato con el Instituto de Investiga-

pluvial, temperatura y presión atmosférica. Se

ciones Eléctricas (IIE), se aplicó este método

ha identificado también como complemento

en el campo geotérmico de Aguachapán-

de precursores sísmicos a geogases como el

Chipilapa en la Republica del Salvador en

CO2, entre otros. En 1999 se inició la observa-

1993, determinándose en conjunto con el IIE,

ción sistemática de posibles precursores

los sitios de perforación exitosa para la pro-

sísmicos en un manantial de aguas profun-

ducción del campo [1]. Uno de los autores

das en la costa de Guerrero [2], registrando

(MBG) participó en el año 2002 como exper-

las variaciones temporales de radón, tempe-

to del Organismo Internacional de Energía

ratura del manantial, emisión de CO2, pH y

Atómica en el establecimiento de esta técnica

nivel del agua. La Figura 2 muestra el equipo

en la compañía nacional de INGEOMINAS,

utilizado; las graficas son un ejemplo de la

de la República de Colombia, para el campo

variación del radón y el gas CO2, para esta-

geotérmico de Paipa. La utilidad de esta téc-

blecer una correlación multi variable por com-

nica es incrementar la eficiencia de las perfo-

putadora.

raciones para la localización final de las fuentes de calor ya que el costo de cada perforación es de alrededor de 1 millón de dólares. Correlación Multivariable de Precursores Sísmicos En la literatura internacional se ha reportado que un porcentaje cercano al 80% de las actividades sísmicas presenta un máximo de radón, aunque no todos los máximos de radón son precedidos de un evento sísmico. El sismo del 19 de septiembre de 1985 fue ejemplo claro del radón como indicador de sismos en México, cuya manifestación de radón se dio en lugares tan distantes del epicentro como lo es el campo geotérmico de Los Azufres. Las variaciones o máximos de radón pueden ocurrir en el lapso de unos cuantos minutos, así que su detección requiere equipos electrónicos que permitan transmitir en tiempo real esta variación. Asimismo, la posible validez de este precursor requiere de una correlación estadística a largo plazo que permita discernir o filtrar

Figura 2. Equipo multivariable y resultados en riesgo sísmico

Contacto

Nuclear !!

Riesgos en la Salud por Concentraciones

Salvaguardias, así como el Instituto Nacional

Anormales de radón

de Investigaciones Nucleares han realizado campañas de monitoreo en casas habitación

La mayor dosis de radiación que recibe el ser

de diversos sitios del país como la Ciudad de

humano del ambiente proviene de la inhala-

México, Toluca y Zacatecas, entre otros. Sólo se

ción de radón. Esta dosis está íntimamente re-

han encontrado algunos casos aislados de

lacionada con la composición del suelo (ma-

concentraciones de radón ligeramente por arri-

yor o menor contenido de uranio) y con el

ba de los límites adoptados por la

tipo de material utilizado en las construccio-

Environmental Protecction Agency de EU (148

nes.

Bq/m3), por la Comunidad Europea (200 Bq/ m3 para edificaciones nuevas y 800 Bq/m3 para

Con la finalidad de evaluar posible riesgos a

antiguas), y Canadá (400 Bq/m3). Los sitios

la salud por concentraciones anormales de

problema encontrado en México tienen una

radón en casas habitación o sitios de trabajo,

remediación simple e inmediata: ventilación del

la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y

lugar y eliminación de aerosoles que fomentan la captura de los productos de decaimiento alfa emitidos por el radón. Algunas compañías extranjeras establecidas en México requieren observar la normativa de su país de origen, la cual les exige el monitoreo de radón previo a una construcción o en el lugar de trabajo ya establecido, o en el caso de los espeleólogos medir la concentración de radón para determinar el tiempo que pueden permanece dentro de una cueva sin riesgo a la salud. Esto ha originado diversas solicitudes de servicio al ININ. En mayo de este 2006 se proporcionó el servicio de medición de la concentración de radón [3] (ver Figura 3), en el almacén Cadbury Adams S de R L de C V situado en el Parque Industrial Toluca 2000. El almacén tiene 140 m de largo, 80 m de ancho y 15 m de altura. Los valores de la concentración de radón oscilaron entre 4 y 50 Bq/m3 y los promedios entre 22 y 32 Bq/m3. Ninguno de los valores encontrados requiere de una intervención. Están por debajo de los 148 Bq/ m3 que recomienda la Environmental Protection

Figura 3. Determinación de concentración de radón en la oficina y un punto de almacén en el parque industrial Toluca 2000

3 4 Contacto

Nuclear

Agency (EPA)

Contenido PRESENTACIÓN

3

DIRECTORIO ININ DIRECTOR GENERAL

M. en C. José Raúl Ortiz Magaña SECRETARIO TÉCNICO

EL ININ HOY

La gran desviación estándar observada en los

identificación de las zonas de recarga para

promedios se debe a la movilidad del gas

establecer estrategias de explotación raciona-

radón en el almacén y a la turbulencia oca-

lizada y para identificar y limitar el uso de

sionada por el incremento de la temperatura

suelo de estas zonas de recarga de dichos

desde los 17 a los 23 °C y la reducción de la

acuíferos. El radón es un excelente trazador

humedad relativa desde 60% a 46 %, durante

de las rutas subterráneas de recarga de estos

el transcurso de las mediciones.

acuíferos [4], ya que el agua produce lixiviación del radio natural, precursor del

Dr. Julián Sánchez Gutiérrez DIRECTOR DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

Dr. Luis Carlos Longoria Gándara DIRECTORA DE INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA

M. en C. Lydia Paredes Gutiérrez DIRECTOR DE SERVICIOS TECNOLÓGICOS

Ing. Walter Rangel Urrea DIRECTOR DE ADMINISTRACIÓN

M. en A. Hernán Rico Núñez

Acción modificadora de la CLOROFILINA de daño genético ACELERADOR TANDETRÓN y algunas aplicaciones potenciales Calibrador de potencia térmica para el REACTOR TRIGA MARK III (método calorimétrico) CPT

15

19

22

DIRECTORIO CONTACTO NUCLEAR CONSEJO EDITORIAL

Carlos Arredondo Sánchez Matilde Breña Valle Guillermo Duque y Mojica Homero Jiménez Domínguez Gustavo Molina EDITOR

Importancia de los procesos químicos en la remoción de NO’x en fluentes gaseosos

24

ININ, BYU, UNAM y UAEM fortalecen la investigación en seudocereales

28

RECONOCIMIENTO a trabajadores del ININ

29

RADÓN, TRAZADOR NATURAL de interés geofísico y ambiental

32

El radón como trazador en procesos am-

radón, en el subsuelo y como el contenido de

bientales

radio es característico de la litología del sitio, la ruta de carga puede ser modelada. Estos

El radón es un gas presente en forma natural

estudios de este tipo se llevan a cabo en los

en el ambiente. Una vez que se determina el

acuíferos del Valle de Toluca.

no riesgo, hemos encontrado que resulta un excelente trazador en procesos ambientales

Es posible la determinación de la distribución

como recarga de acuíferos y origen de conta-

de contaminación por hidrocarburos en el

minación por hidrocarburos. Ambas activida-

subsuelo por la partición preferencial de radón

des se desarrollan actualmente bajo un pro-

con los hidrocarburos. La distribución de radón

yecto bilateral con Alemania.

superficial presenta mínimos de concentración en aquellos lugares donde la contaminación

El abastecimiento de agua y su cuidado como

es mayor, hipótesis que fue exitosamente com-

recurso vital, requiere contar con procesos de

probada en un campo aéreo abandonado de

Omar Sarabia Guajardo REALIZACIÓN

Javier Martín Ortega Escalona FOTOGRAFÍA

Armando Iturbe German ASISTENTE TÉCNICO

Laura Gallegos Celada del Castillo

Contacto Nuclear es el órgano informativo interno oficial del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, organismo público descentralizado del Gobierno Federal. El ININ tiene entre sus fines la investigación y el desarrollo de excelencia en ciencia y tecnología nucleares, orientados a satisfacer la demanda de servicios especializados de los sectores productivos. Tiene su domicilio en el Centro Nuclear «Dr. Nabor Carrillo Flores», Carretera México-Toluca s/n La Marquesa, Ocoyoacac, Estado de México, C. P. 52750. e-mail [email protected], Ing. Omar Sarabia Guajardo.

2

Contacto

Nuclear

ENTORNO NUCLEAR RESERVAS DE URANIO y los factores económicos para su transformación en ELECTRICIDAD

4

Forma SENER Comité en Materia Nuclear

9

QUÍMICA DEL HIDRÓGENO EN SISTEMAS BWR

10

Figura 4. Personal del ININ, de PEMEX y contraparte alemana del UFZ realizando muestreo de radón en pozos de agua

Contacto

Nuclear !#

Alemania donde la remediación del terreno

trándose una magnifica correlación [5]. Recien-

originó la determinación de la contaminación

temente se iniciaron trabajos en PEMEX ten-

tanto con técnicas convencionales de perfo-

dientes a aplicar esta técnica en el país. La

ración como con esta técnica nuclear, encon-

Figura 4 muestra un sitio de trabajo.

Figura 1. Isovalores de radón en el campo geotérmico de Los Azufres

Referencias 1. 2. 3. 4. 5.

36

Contacto

Nuclear

M. Balcázar Libro: Radon Measurements by Etched Track Detectors Capítulo: Radon and geothermal energy production, Pp 345-361. Editorial World Scientific 1997. T. Streil, M. Balcázar and V. Oeser EPOS1 a multiparameter measuring system for earthquake prediction research Geofísica Internacional Vol 41-3 (2002)289-293 M. Balcázar, P. Peña, A. López, J.H. Flores-Ruiz, Servicio de medición de radón en el Almacén de Cadbury Adams S de RL de CV Informe Técnico, IT.G.CAMB/DFR/05/2006, Mayo 2006. M Schubert, W. Buerkin, P. Peña, A. López, M. Balcázar On-sit determination of the concentration in water samples: methodical background, and results from laboratory studies and field-scale test Radiation Measurements Vol 41 (2006) 492-497. M. Schubert, P. Peña, M. Balcázar, R. Meissner, A. López Determination of radon distribution patterns in the upper soil as tool for the localization of sub-surface NAPL contamination Radiation Measurements, Vol. 40/2-6 (2005) pp 633-637.