2.3 Review-Based Context-Aware Approaches
2.3.1 Context Discovery
Del punto anterior obtenemos información sobre la posibilidad de encontrar radón en un determinado lugar a partir del conocimiento de la composición del terreno y sus elementos radiactivos. El origen del gas está en el radio que a su vez desciende del uranio, y que por tanto es condición necesaria que existan estos elementos en las rocas para que de su desintegración aparezca el gas radón. Pero además deben darse las condiciones de porosidad y humedad del terreno adecuadas que favorezcan el movimiento del gas hacia la superficie y se produzca la exhalación a la atmósfera. Así, un terreno, que por su composición sea potencialmente fuente de radón, podría ser altamente compacto y obstaculizar la exhalación del gas, permaneciendo encerrado en la estructura interna de la roca sin que constituya peligro alguno.
El movimiento del gas en un medio se debe a dos procesos: - Procesos Difusivos
- Proceso Convectivos
16 Swiss Federal Office of Public Health. Radiologiacal Protection Division. SWISS RADON
1.1.3.1. Difusión
Por difusión se entiende la migración de un soluto desde una zona de alta concentración a una zona de baja concentración, como resultado del movimiento al azar de las moléculas del mismo. El movimiento de un soluto en una solución y la expansión espontánea de un gas son ejemplos de procesos que ocurren por difusión.
La difusión es descrita en general por la Ley de Fick. De acuerdo a ella, la velocidad de difusión, es decir el número de moléculas que atraviesan un área determinada por unidad de tiempo, depende del gradiente de concentración (dC/dx), de la magnitud del área (A), y de un coeficiente característico para cada sistema, conocido como coeficiente de difusión (D).
El coeficiente de difusión caracteriza la facilidad con que cada soluto en particular se mueve en el solvente determinado. La difusión depende de los siguientes factores:
- Gradiente de concentraciones - Tamaño y forma del soluto - Viscosidad del solvente
- Temperatura
- Porosidad
El aumento del tamaño del soluto o de la viscosidad del solvente dificulta la difusión, mientras que el aumento de la temperatura la acelera.
Las unidades del coeficiente de difusión son cm2/seg.
Este proceso difusivo es poco relevante para el caso del radón, en cuanto a que el flujo que se produce por convección es el que aporta la mayor cantidad de radón al interior frente al flujo por difusión.
1.1.3.2. Convección
Por otro lado están los procesos convectivos que son los que realmente influirán de manera sustancial en la tasa de exhalación del gas a la superficie. Este proceso se establece por una diferencia de presión entre la existente en el sustrato donde se encuentra el radón tras la desintegración del radio y la que existe en la atmósfera. Este proceso depende lógicamente de la interconexión entre los dos ambientes, por lo que en rocas con poros cerrados no se dará (Este es el caso de rocas de granito sin fracturar). Depende fundamentalmente de la permeabilidad de los suelos y de la diferencia de presión establecida.
Figura 1.1-(2)
Movilidad del radón entre los poros del terreno. Permeabilidad de suelos
En terrenos permeables, aquellos con mayor cantidad de poros, el gas tendrá una mayor facilidad para desplazarse en el terreno y alcanzar la superficie. Por este motivo, la concentración de radón en el terreno, y la permeabilidad del terreno, nos indicará una estimación de la concentración de radón en el aire exterior lo que permitiría llevar a cabo una previa clasificación del suelo con relación a la exposición potencial de radón. En la tabla siguiente se muestra esta relación que fue estudiada por el Instituto Nacional de Protección
Radiológica Checo e incluida en la clasificación del terreno que el Consejo de Seguridad Nuclear de España ha establecido en los mapas de radón.
Concentración de 222Rn Bq/m3 (en terreno)
Exposición Potencial al Radón Permeabilidad (*) Baja Permeabilidad (*) Media Permeabilidad(*) Alta Baja <30.000 <20.000 <10.000 Media 30.000 –100.000 20.000-70.000 10.000-30.000 Alta >100.000 >70.000 >30.000 Tabla 1.1-(8)
Riesgo de radón en viviendas por contenido de radón en suelos (17)
(*) Permeabilidad Intrínseca: Propiedad física que poseen los terrenos y rocas de dejar pasar a su través, líquidos y gases. La permeabilidad está directamente asociada a la porosidad y la constante del gas que atraviesa el medio mediante la Ley de Darcy (K = C. d2 donde C es la constante del gas y d2 es el diámetro promedio de los poros del material). La dimensión de la permeabilidad intrínseca es m2.
Permeabilidad baja: < 4. 10-13 m2
Permeabilidad media: 4. 10-13 - 4.10-12 m2 Permeabilidad alta: > 4.10-12 m2
Como hemos indicado, de estos dos procesos de movilidad del gas, el que realmente tiene mayor relevancia es el convectivo. A título comparativo, la contribución en la concentración final de radón al interior de una vivienda debido a estos dos procesos es (18):
Proceso difusivo: 2 Bq/m3.hora (No depende de la ventilación de la vivienda)
17 Jirí Hulka, Josef Thomas, National Radiation Protection Institute, PRAHA, República Checa,
2004
18 Beatriz Robles. Ponencia “Fuentes de radón en el medio ambiente”. III Workshop RADON Y
Proceso convectivo: 60 Bq/m3.hora (Depende de la ventilación de la vivienda y de la diferencia de presiones que exista entre el terreno y el interior de la vivienda)
Por otro lado, la concentración del gas en el aire, una vez alcanzada la superficie, dependerá también de las condiciones meteorológicas del medio.
- El viento (ventilaciones) - La presión atmosférica
(Bajas presiones – Aumento de concentración) (Altas presiones – Disminución de la concentración) - La altura con respecto al suelo (dilución en la atmósfera) - La temperatura (densidad del aire)
- La humedad ambiental y las lluvias: En terrenos saturados, los poros se colmatan y se dificulta la exhalación del gas a la superficie
En el apartado 3.4 se desarrolla el tema de la relación de estos parámetros con la concentración de radón.
La concentración de radón en la atmósfera dependerá por tanto de:
- La capacidad que tenga el gas de escapar de la estructura de la roca (Emanación)
- La porosidad y humedad que presente el terreno para que el radón pueda alcanzar la superficie (Exhalación)
- Las condiciones meteorológicas que modificaran los gradientes de presiones entre el terreno y el exterior y por tanto los flujos de radón por convección.
Figura 1.1-(3)
Emanación de radón de la roca. Exhalación de radón al exterior por porosidad del terreno.
El radón presente en la superficie terrestre se difunde en la atmósfera sin que alcance una concentración importante en la misma, siendo del orden de 20 Bq/m3. Ahora bien, si existiese una edificación sobre el terreno y esta no estuviese protegida, el gas radón podrá penetrar en el interior de la vivienda y acumularse, llegando a concentraciones elevadas que supongan un riesgo para la salud de sus habitantes.
En el apartado 1.3 (Radón en los edificios) se profundiza en el tema de los procesos que influyen en el gas en cuanto a su flujo para penetrar al interior de los espacios.
1.1.4. La medida de la concentración de radón
En este apartado se describen los diferentes métodos que existen para cuantificar la concentración de radón en un espacio.
La medida de la concentración de radón se puede hacer tanto en espacios cerrados (habitaciones) como en el espacio intersticial del terreno (aire en los porros del terreno)