Building the Mizo nation: Include some, exclude some
5.4 Heightened contestations and the challenges to the Mizo experiment
4.2.4.1. Introducción y objeto de estudio
Tal como se mencionó en el apartado 1.1.4.3 del capítulo de Introducción, en los ambientes laborales subterráneos con altas concentraciones de radón se incrementa el peligro de padecer cáncer de pulmón debido a sus descendientes radioactivos que se depositan directamente en el tracto respiratorio tras el decaimiento del radón en el interior de los pulmones (ICRP, 1987, 2010; UNSCEAR, 2006; Craven & Smit, 2006) o bien en las partículas en suspensión del aire que luego son inhaladas (Porstendörfer, 1984). Debido a ello, turistas, espeleólogos y guías pueden estar sometidos a un amplio rango de radiación ionizante alfa de origen natural (Field, 2007; Kavasi et al., 2010). Así, en el caso de emplazamientos turísticos subterráneos se plantea necesario desarrollar un programa de monitorización ambiental de radón que permita tomar decisiones y diseñar acciones a favor de la protección de los trabajadores (guías) y turistas (o espeleólogos) frente al radón natural existente (IAEA, 2003). Las decisiones relativas a la protección de los trabajadores y turistas frente al radón natural deben establecerse en función de niveles de referencia de radón, en Bq·m-3, y a las dosis efectivas recibidas en términos de Sv·y-1. La directiva europea más reciente (Council of the European Union, 2014) ha actualizado los estándares básicos de protección sobre la exposición a radiación ionizante de acuerdo con las recomendaciones dadas por la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP, 2007; Wrixon, 2008). Anteriormente, en la Publicación 65, el ICRP en 1994 recomendaba que los ambientes de trabajo no superasen el rango medio anual entre 500 - 1500 Bq·m-3. Hoy en día, la Unión Europea (EU) establece que los niveles de referencia medios anuales no deberían ser superiores a los 300 Bq·m-3, y las actuales recomendaciones sobre los límites de las dosis efectivas indican que los trabajadores y el público general no deben sobrepasar los 20 y 1 mSv por año, respectivamente. Este nuevo marco legal obliga a los Estados Miembros, mediante la transposición a las regulaciones nacionales, a promover la identificación de sitios con concentraciones medias anuales de radón que excedan los valores de referencia, así como a llevar a cabo medidas técnicas, tanto preventivas como correctivas, para reducir las concentraciones de radón existentes o la exposición a la radiación ionizante.
Reducir las altas concentraciones de radón en cavidades kársticas no tiene fácil solución, dado que estos ambientes naturales tienen un delicado equilibrio. Las medidas intervencionistas como la ventilación forzada de las cavidades subterráneas se consideran métodos no aptos dado que provocarían grandes efectos negativos en el delicado equilibrio microambiental. Un control sobre la exposición a la radiación ionizante modificando los patrones de trabajo debe ser la opción más favorable: restringir el tiempo de permanencia dentro del ambiente subterráneo; limitar el acceso a áreas con concentraciones de radón especialmente perjudiciales; así como incluir a los trabajadores en programas de protección radiológica apropiados. En algunos casos se han aplicado restricciones sobre la accesibilidad a determinados ambientes subterráneos incluyendo limitaciones en la ruta turística (Przylibski, 2001) o reducciones en los horarios diarios de los trabajadores dentro de las zonas subterráneas (Lario et al., 2006; Anjos et al., 2010).
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La cueva de Castañar presenta concentraciones de radón de dos órdenes de magnitud (100 veces) superiores a los niveles de referencia anuales propuestos por las UE en ambientes de trabajo. El primer estudio que calculó las dosis efectivas anuales recibidas por los guías (27,4 mSv) indicó valores por encima de los máximos permitidos (Lario et al., 2006). En este trabajo se proponían dos medidas para reducir las dosis: reducción del tiempo de la visita a 60 min y apertura de la puerta de la cueva 1 hora antes de la entrada turística. Estas medidas eran efectivas dado que reducían entre un 10-12 % las concentraciones de radón en la atmósfera de la cueva durante las visitas y prevenían la sobreexposición de los guías. Sin embargo, la segunda medida no fue finalmente implantada porque provocaba un efecto de ventilación forzada que, aplicado de forma continuada, generaba un desequilibrio en la presión parcial de CO2 en la atmósfera de la cueva que alteraría los rangos de equilibrio termodinámico afectando a las tasas y el tipo de depósito mineral afectando al actual crecimiento espeleotémico (Sanchez-Moral et al., 2006a; Fernandez-Cortes et al., 2010a; Sanchez-Moral et al., 2012). Otras directrices se han propuesto para prevenir la contaminación radioactiva de los hijos del radón al quedarse electroestáticamente atraídos a la ropa, la piel y el pelo (Martin-Sanchez et al., 2013).
En este capítulo, se exponen los resultados de la aplicación de la monitorización y control sistemáticos de radón en la cueva de Castañar de Ibor como herramienta fundamental para evaluar la exposición a la radiación alfa de guías turísticos y visitantes, de cara a la gestión del ambiente subterráneo. En este estudio se ha realizado una evaluación de la dosis total efectiva y las horas máximas permitidas a los guías y al público general en la cavidad, en función de los datos aportados durante el seguimiento de la concentración de radón durante varios ciclos anuales (2011-2012) mediante una red de 12 detectores pasivos de radón y de 2 equipos de monitorización en continuo de este gas. La integración de los datos obtenidos en mapas espacio-temporales ha permitido analizar los patrones de comportamiento de radón-222 en las diferentes zonas de la cueva. Este estudio permitió definir un programa de gestión radioactiva apropiado, estableciendo unas recomendaciones preventivas de acuerdo a las restricciones legales de exposición a la radiación ionizante en ambientes de trabajo. Se recomendaron los tiempos de exposición, la duración de las visitas guiadas y los horarios de visita, identificando las zonas propensas a acumular mayores concentraciones de radón y la distribución espacio-temporal de las dosis efectivas (a nivel anual y mensual). El estudio de la distribución espacial de la actividad de gas radón-222 ha permitido definir las rutas y tiempos de permanencia óptimos de los grupos de visitantes en el interior de la cavidad. Finalmente, los protocolos de visita diseñados están siendo utilizados desde la reapertura de la cueva en junio del 2014. En este estudio se ha realizado además un exhaustivo control y seguimiento desde la reapertura, con el fin de determinar las dosis totales efectivas que están recibiendo los turistas y los guías, y detectar así posibles desviaciones de los valores de referencia, que no se ajusten a las recomendaciones y legislación en la materia.
4.2.4.2. Cálculos de la exposición a la radiación alfa procedente del radón.
Las decisiones relativas a la protección de los trabajadores y turistas frente al radón natural se establece en función de niveles de referencia de radón, en Bq·m-3, y de las dosis
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efectivas recibidas, en términos de Sv·y-1. La dosis de radiación recibida por un individuo se calcula en función del tiempo de exposición dentro de un ambiente radioactivo (exposición potencial a la energía α) y es expresada en miliSieverts (mSv). La dosis efectiva (E, en mSv) se calcula utilizando la siguiente expresión:
E = CRn·F·t·DCF [ec. 1]
Donde CRn: es la concentración media de radón (Rn) expresado en Bq·m-3, F: factor de equilibrio medio, siendo el ratio entre la concentración de los descendientes del radón y la concentración del gas radón (UNSCEAR, 2000), t: el tiempo (horas) dentro de la cavidad subterránea y DCF: el factor de conversión de dosis (Dose Conversion Factor) indicado por el ICRP (mSv·m3·Bq-1·h-1).
El factor F ha sido ampliamente estudiado en diferentes condiciones para evaluar las dosis recibidas en personas expuestas a concentraciones de radón cuando las condiciones de equilibrio con sus descendientes no se han alcanzado (Chen & Marro, 2011). Por defecto, un valor de 0,4 es recomendado por el ICRP (1994) para ambientes de interior, aunque se ha estudiado una amplia variación desde 0,1 hasta 0,9 (UNSCEAR, 2006). En los cálculos llevados a cabo en el presente capítulo se ha utilizado un factor F de 0,57 basado en el factor F medio calculado en 880 mediciones en cuevas (Cigna, 2005).
La exposición potencial a la energía α debida al decaimiento radioactivo de los descendientes del radón es normalmente expresado en WLM (Working Level Month). Un WL se define como la concentración de la energía potencial α a 1,3·105 MeV·m-3, que se corresponde con una concentración potencial de los descendientes del radón en equilibrio (F=1) con 3700 Bq·m-3 y considerando una exposición de 170 h por mes (ICRP, 1994). La aproximación más común es que 5 mSv se corresponden a 68 WLh. Existen diversas complejidades para equiparar estos factores de conversión de dosis, por ejemplo variaciones en las condiciones de los aerosoles puede modificar el factor de conversión de dosis, variando entre 4,2 y 11,5 mSv·WLM-1 (Porstendörfer, 2001, 2002). En el informe ICRP-65 (ICRP, 1994) es recomendado el uso de una estimación epidemiológica para obtener el factor de conversión de dosis (DCF) igual a 5,06 mSv·WLM-1 [3,18 nSv·(Bq/h.m3)-1] para trabajadores y 3,88 mSv·WLM-1 [2,44 nSv·(Bq/h.m3)-1] para el público general. Estas conversiones de dosis son las que actualmente se utilizan pero el ICRP está planeando proporcionar nuevos coeficientes por unidad de exposición de radón y de sus descendientes con condiciones diferentes de referencia para uso domestico y laboral con factores de equilibrio específicos y características de los aerosoles (ICRP, 2010).
De acuerdo, con las explicaciones previas, la dosis efectiva de la ecuación [1] en términos de Working Level Month se calcula de la siguiente manera:
EWLM = ∑ (CRn·F·t)m / 629000 [ec. 2]
donde, EWLM: es la dosis efectiva en términos anuales de WLM, (CRn·F·t)m es proporcional al WLM por mes (m: 1...12 meses) y el denominador se corresponde a la multiplicación entre los 3700 Bq·m-3 per WL y 170 h por WM de acuerdo a las definiciones de WLM.
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4.2.4.3 Variabilidad espacio-temporal de la concentración de radón en la cueva
A continuación, se resumen los datos empleados para el cálculo de las dosis efectivas y de la dosimetría de área que ya fueron ampliamente descritos en los apartados correspondientes (4.2.2 y 4.2.3)
A lo largo del periodo de estudio 2011-2012 el máximo de concentración media mensual de radón se registró en noviembre con 37,4 kBq·m-³, y el mínimo mensual en agosto con 16,2 kBq·m-³. La concentración media de todo el periodo fue de 31,9 kBq·m-³ (Tabla 1). Estas concentraciones de radón son las mayores registradas hasta el momento en cuevas monitorizadas en España, tanto naturales como turísticas, y una de las cuevas con mayor concentración de Europa. De hecho, el valor mínimo de la cueva de Castañar es 5,7 veces mayor que el valor medio de un amplio compendio de cuevas analizadas, por ejemplo 2,8 kBq·m-3 (Halk et al., 1997) o 2,5 kBq·m-3 (Cigna, 2005).