Managing Application State By Steve Smith

La diferencia entre emanación y exhalación de radón es bastante sutil. Se entiende por emanación al proceso que consiste en la liberación de radón que pasa del sólido (en donde se encuentra la fuente) a los poros del material o del suelo. Por otra parte, el proceso de exhalación es aquel por el cual el radón escapa a la atmósfera. En este aspecto, la tasa de exhalación de radón no sólo dependerá del contenido de 226Ra del suelo, sino también de otros factores que pueden afectar a la movilidad del radón. En primer lugar se trata la emanación de radón y en segundo lugar la movilidad del radón, en donde interviene la exhalación de radón.

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3.2.1 Emanación

Las rocas contienen uno o más minerales con distintos grados de cohesión. El uranio está presente en todas las rocas y suelos. Hay radio y radón porque ambos son productos que se forman a partir de la propia cadena de desintegración radiactiva del uranio. Cada átomo de radio que se desintegra expulsa de su núcleo una partícula alfa compuesta de dos neutrones y dos protones.

Al ser la partícula alfa expulsada, el átomo de radón (que se acaba de formar) retrocede en la dirección opuesta. Hay dos factores que determinan si el átomo de radón se deposita en el espacio poroso entre los granos de mineral o si se incrusta en la superficie de los granos: 1) la localización del átomo de radio en el mineral, entendiéndose como la proximidad del átomo a la superficie del grano mineral, y 2) la dirección de retroceso del átomo de radón, que determinará si el átomo se mueve hacia el interior del grano o, por el contrario, hacia la superficie.

En la Figura 10 se muestran varios granos de mineral y posibles localizaciones de los átomos de radón en función de la posición inicial de los átomos de radio. Se observa que en el medio en donde se encuentran los granos de mineral (color gris), no todos los poros están llenos de agua (se destaca con el gradiente azul de izquierda a derecha).

Figura 10. Granos de mineral y espacios porosos llenos con agua, aire y radón. En color naranja se identifica el átomo de radio y en rojo el átomo formado de radón.

Si un átomo de radio se sitúa en una localización muy profunda en el interior de un grano mineral, entonces no se liberará el radón a partir de dicho grano con independencia que la dirección de retroceso. Incluso, en el caso que el átomo de radio se situase cerca de la superficie del mineral, el retroceso podría enviar el átomo de radón a un lugar más profundo dentro del mineral si la dirección de retroceso se dirige hacia el núcleo del grano en vez de hacia el exterior. Se han descrito aquellos casos, en los cuales el átomo de radón no se libera del grano de mineral. Sin embargo, el retroceso de algunos átomos de radón que están situados cerca de la superficie de un grano también se puede dirigirse hacia la superficie del grano. Cuando esto ocurre, el radón recién formado se libera de la matriz del mineral y se introduce en el espacio poroso que se encuentra entre los granos o las fracturas en las rocas. Entre el 10 y el 50 % de los átomos de radón generados en la desintegración del radio terminan en los espacios porosos de la roca (Wilson, 1994). En el caso concreto de liberación de

Agua Poro (aire)

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radón, se distinguen dos situaciones en función de que el espacio poroso esté lleno de agua (poros saturados) o de aire (poros no saturados):

- Si los poros están saturados de agua, entonces el átomo de radón se frena rápidamente por el medio siendo más que probable que el átomo permanezca en el espacio poroso.

- Si los poros no están saturados, es decir; hay aire, el átomo de radón podría recorrer por completo el poro e incluso incrustarse en la superficie de otro grano cercano.

3.2.2 Movilidad

El radón tiene una gran movilidad comparado con el radio, torio o el uranio, ya que estos se quedan incrustados en los granos de minerales de las rocas. En cambio, el radón puede moverse fácilmente a través de los espacios porosos y fracturas, y desplazarse una distancia considerable antes de desintegrarse. Finalmente, puede concentrarse en recintos cerrados, como los sótanos de una casa.

La concentración del radón atmosférico al nivel del suelo está regida por dos procesos:

- El proceso de emanación, que es la fracción de radón que pasa del sólido a los poros del terreno. Se mide en porcentaje de radón emanado.

- El proceso de exhalación, que es aquella cantidad de radón que, una vez que se ha generado y ha pasado a los espacios porosos, se escapa a la atmósfera. La tasa de exhalación, además de depender del contenido de radio-226 del suelo, dependerá de otros factores que pueden afectar la movilidad del radón. Hay distintos factores que pueden influir en el transporte de radón desde los poros hasta la capa de la atmósfera más próxima al suelo (Quindós, 1995; López-Martínez, 2008).

- La cantidad de agua en los espacios porosos control.

- La porosidad de los suelos.

- La permeabilidad del suelo, que nos indica la mayor o menor dificultad que los mismos presentan al paso de fluidos, es un factor muy importante. Suelos altamente permeables permiten una mayor movilidad, mientras que suelos menos permeables, como arcillas, impedirán la movilidad del radón. Por ejemplo, en rocas muy fracturadas y permeables como pueden ser las calcáreas, que tienen un contenido de uranio en torno 5 ó 10 veces más bajo que las arcillas, el radón se desplaza fácilmente y puede alcanzar la superficie del suelo en una mayor proporción (Quindós; 1995).

- Meteorología.

Un requisito para que el radón sea transportado en el agua subterránea es la presencia de fracturas y el grado en que estas fracturas están conectadas a la roca

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madre. Como se ha explicado en la sección anterior, solo una parte de los átomos de radón emanados son emitidos a una zona fracturada y se movilizan. La distancia de retroceso de los átomos de radón depende de la densidad y la composición del material, pero es corta y del orden de 0,02-0,07 mm. En consecuencia, está justificado suponer que solo una capa de pocos milímetros de la roca que está cerca de la fractura puede contribuir a incrementar la concentración de radón en las aguas subterráneas, provocando un desequilibrio en el sistema roca-agua. Así pues, la actividad del radón en el agua subterránea puede ser diferente de la actividad de la fuente de la que procede (Skeepström, 2007). La migración de radón de la roca madre al agua subterránea a través de una fractura se ilustra en la Figura 11.

Figura 11. Movilización del radón en el agua subterránea a través de una fractura. En naranja el átomo de radio y en rojo el átomo de radón formado.

En la Figura 11 se muestra una fractura (destacada en color azul) en el interior de la roca madre, que a su vez está compuesta por granos (para simplificar la figura no se han incluido). Como en el caso de la Figura 10 se utiliza la misma simbología: en naranja el átomo de radio y en rojo el átomo de radón formado. Se observa que no todos los átomos de radón que se forman alcanzan la fractura pasando a formar parte del flujo de agua que circula por la fractura. A esto se conoce por movilización del radón. De esta forma, el agua subterránea se enriquece de radón y éste puede transportarse en su medio hasta una larga distancia.