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Estudio radiológico de la industria cerámica y auxiliares Vicente Serradell y Josefina Ortiz Universidad Politécnica de Valencia IV WOKSHOP EN RADIACIÓN.

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1 Estudio radiológico de la industria cerámica y auxiliares Vicente Serradell y Josefina Ortiz Universidad Politécnica de Valencia IV WOKSHOP EN RADIACIÓN NATURAL Y MEDIO AMBIENTE 4-8 de julio de 2005 Suances, Cantabria

2 ÍNDICE Introducción Base legal Radionucleidos naturales en el suelo NORM en industrias Industria cerámica y auxiliares Tipos de industrias Selección de muestras Isótopos/cuantificación

3 ÍNDICE La toma de muestras: comentarios Resultados obtenidos Estimación de dosis Programas de estimación de dosis

4 Base legal

5 PRESENCIA DE RADIONUCLEIDOS NATURALES EN EL SUELO Región CONCENTRACCION (Bq/kg) K-40U-238Ra-226Th-232 Rango de medias Rango de valores Rango de medias Rango de valores Rango de medias Rango de valores Rango de medias Rango de valores África América-norte América-sur Asia - este Asia-oeste Europa-norte Europa-oeste Europa-este Europa-sur Mundo Mundo-mediana Fuente : UNSCEAR 2000

6 La industria de fosfatos Producción de ácido sulfúrico Cenizas volantes Procesado de minerales para la obtención de metales: Estaño Niobio Titanio Aluminio Aleaciones de magnesio y torio Procesado de tierras raras: arenas monaziticas, etc Fuente : RP 88 NORM EN INDUSTRIAS (I)

7 NORM EN INDUSTRIAS (II) Fundición de arenas: arenas de zirconio, arenas monaziticas… Refractarios Cerámicas Extracción de petróleo y gas Fabricación del pigmento TiO 2 Varillas de Th para soldar y camisas de gas Dientes de porcelana Industria óptica y de vidrio Piedra natural (algunos granitos, algunas pizarras ) Fuente : RP 88

8 INDUSTRIA CERÁMICA Y AUXILIARES Tipos de industrias Molturadoras Esmalteras Fabricación de baldosas cerámicas Selección de muestras Isótopos/cuantificación

9 INDUSTRIA CERÁMICA Y AUXILIARES Evolución de los principales sectores de la industria cerámica española (1995 y 2002) EmpresasTrabajadoresProducciónEmpresasTrabajadoresProducción Pavimentos y revestimientos Mm Mm 2 Fritas y esmaltes ,4 Mt ,7 Mt Ladrillos y tejas ,2 Mt Mt Refractarios ,34 Mt ,52 Mt Sanitarios Mp** ,5 Mp Vajilla Mp Mp Cerámica artística n. d ,2 Mp Fuente: ASCER (Baldosas cerámicas); ANFFECC (Fritas y esmaltes); ANFRE (Refractarios); HYSPALIT (Ladrillos y tejas); ANFACESA (sanitarios) y estimaciones del ITC. ** Mp hace referencia a piezas.

10 SELECCIÓN DE MUESTRAS Proceso cerámico Materias primas Productos intermedios Producto acabado Muestras ambientales Aerosoles Radón Residuos Gases de salida de los hornos Líquidos de la limpieza de preparación y aplicación de esmaltes Sólidos

11 Proceso cerámico - Materias primas Pasta cerámica Arcillas blancas y rojas Caolín Feldespato Esmaltes Sílice Ácido bórico Silicato de Zr Harina de rutilo Pigmentos

12 Proceso cerámico - Productos intermedios Atomizado pasta roja Atomizado pasta blanco Gres porcelánico Esmaltes

13 Proceso cerámico - Productos acabados Pavimento pasta roja esmaltado Revestimiento pasta roja esmaltado Pavimento pasta blanca esmaltado Revestimiento pasta blanca esmaltado Gres porcelánico estándar Gres porcelánico superblanco Ladrillos Teja no esmaltada Teja esmaltada Sanitario Vajilla Alfarería

14 Fabricación de baldosas por monococción (I) Arcillas Caolín Feldespato Selección de la materias primas Almacenamiento en era de la materias primas Trituración Materias primas arcillosas Almacenamiento en silos Preparación de la pasta. Molienda Preparación de la pasta Almacenamiento en Humectación Almacenamiento en silos Prensado Secado Preparación del esmalte silos del atomizado Atomizado pasta roja Atomizado pasta blanco Gres porcelánico Esmalte Sílice Ácido bórico Silicato de Zr Harina de rutilo Pigmentos

15 Fabricación de baldosas por monococción (II) Preparación del esmalte Secado Esmaltado Cocción Producto acabado Selección y clasificación Paletización y embalaje Pavimento pasta roja esmaltado Revestimiento pasta roja esmaltado Pavimento pasta blanca esmaltado Revestimiento pasta blanca esmaltado Gres porcelánico estándar Gres porcelánico superblanco

16 ISÓTOPOS/CUANTIFICACIÓN Espectrometría gamma U-238 (609,31 keV)Bi-214 Th-232 (911,07 keV)Ac-228 K-40 (1460,75 keV) Rn (Bi-214) Separación radioquímica Pb-210 (contador proporcional) Po-210 (espectrometría alfa) equilibrio secular

17 Serie del Uranio

18 Espectro gamma

19 Cuantificación de la serie U Pb ,92 keV38,9 % 295,21 keV19,7 % Bi ,31 keV43,3 % 1764,49 keV17 % 1120,29 keV15,7 %

20 Serie del Torio

21 Cuantificación de la serie Th Ac ,07 keV26,35 % Pb ,63 keV44,6 % Tl ,53 keV99,79 % 583,14 keV74,7 % 510,80 keV21,6 %

22 Toma de muestra

23

24

25 Plomo-210

26 Plomo-210

27 Plomo-210

28 Polonio 210

29 Polonio 210-espectro alfa

30 Espectrometría alfa

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32

33 Actividades específicas en materias primas MaterialA U (Bq·kg -1 )A Th (Bq·kg -1 )A K (Bq·kg -1 ) Arcilla ucraniana50 ± 371 ± 5653 ± 31 Feldespato turco16 ± 232 ± 586 ± 16 Arena de Zr ± ± 2952 ± 21 Arena de Zr ± ± 36< 33 Arena de Zr ± ± 4740 ± 17 Harina de Zr3480 ± ± 875 ± 33 Harina de rutilo819 ± ± 2449 ± 14

34 Actividades específicas en esmaltes MaterialA U (Bq·kg -1 )A Th (Bq·kg -1 )A K (Bq·kg -1 ) Esmalte-1481 ± 4111 ± 3991 ± 22 Esmalte-2462 ± ± 8150 ± 28 Esmalte-321 ± 320 ± ± 68 Esmalte-4446 ± 2289 ± ± 62 Esmalte-5617 ± ±11607 ± 48

35 Actividades específicas en baldosas cerámicas MaterialDescripciónA U (Bq·kg -1 )A Th (Bq·kg -1 ) A K (Bq·kg - 1 ) Baldosa-1 Pavimento con blanco de circonio 114 ± 571 ± ± 43 Baldosa-2 Revestimento esmaltado con blanco de circonio 87 ± 367 ± ± 41 Baldosa-3Gres porcelánico73 ± 445 ± ± 76 Baldosa-4 Pavimento cerámico no blanco 61 ± 456 ± 5546 ± 3 Baldosa-5 Revestimento cerámico no blanco 74 ± 551 ± 7654 ± 40 Baldosa-6 Baldosa altamente vitrificada similar al gres 88 ± 522 ± 4599 ± 18

36 Observaciones En ellas podemos observar: La diferencia de actividad entre las materias primas naturales que se utilizan para elaborar el soporte de las baldosas, y las utilizadas para la fabricación de algunos tipos de esmalte. De acuerdo a la bibliografía [12,13], las arenas de zirconio, constituidas mayoritariamente por silicato de zirconio (ZrSiO4), y la harina de rutilo (TiO2), presentan concentraciones de U-238 y Th-232 mucho más elevadas que las pastas cerámicas y los esmaltes. Sin embargo el valor del K-40 puede considerarse prácticamente casi fondo, determinándose su actividad con incertidumbres cercanas al 50 %.

37 Observaciones Los valores medios de U-238, Th-232 y K-40, para los productos finales analizados son de de Bq·kg-1, Bq·kg-1 y Bq·kg-1, respectivamente. Estos valores indican una relativa homogeneidad para el U-238 en las baldosas analizadas con un error relativo del 16 %, mientras que los valores de Th-232 presentan una mayor variabilidad (35 %), siendo del 46 % para el K-40. Un ligero aumento de la concentración de U-238 respecto a la materia prima del soporte, observándose que las baldosas con blanco de zirconio tienen valores de U-238 ligeramente superiores al resto.

38 Indices de concentración

39 Bibliografía (I) 1.-EUR (1997). Materials containing natural radionuclides in enhanced concentrations. 2.- Ley 25/1964 sobre Energía Nuclear de 29 de abril de 1964 (BOE nº 107 de 4de mayo de 1964). 3.- Ley 15/1980 de creación del Consejo de Seguridad Nuclear de 22 de abril de 1980 (BOE nº 100 de 25 de abril de 1980). 4.-Directiva 96/29/Euratom del Consejo: normas básicas relativas a la protección sanitaria de los trabajadores y de la población contra los riesgos que resultan de las radiaciones ionizantes. 5.-Real Decreto 783/ 2001: Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes. BOE 26 de julio Souces and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2000 report to General Assembly European Comission. Recommendations for the implementation of Title VII of the European Basic Safety Standars Directive (BSS) concerning significant increase in exposure due to natural radiation sources. Radiation protection 88 (1997). 8.-European Comission. Reference levels for workplaces processing materials with enhanced levels of naturally occurring radionuclides. Radiation Protection 95 (1999).

40 Bibliografía (II) 9.-European Comission. Establishment of reference levels for regulatory control of workplaces where materials are processed which contain enhanced levels of naturally occurring radionuclides. Radiation Protection 107 (1999) Instituto Tecnológico de la Cerámica ITC. Descripción de la industria cerámica y auxiliar en España. 11.-Witschger, Olivier. Sampling for particulate airborne contaminants. Review and analysis of techniques. Ref:DPEA/SERAC/LPMAC/ Bruzzi, L.; Cazzoli, S. Natural radioactivity in ceramic products for the building industry: ceramic floor and wall tile. Ceramica Acta, 3,n.3, (1991).

41 Bibliografía (III) 13.- Bruzzi, L; Baroni, M. et al. Radioactivity in raw materials and end products in the Italian ceramics industry. Journal of Environmental Radioactivity, 47, (2000). 14.-European Comission. Radiological protection principles concerning the natural radioactivity of building materials. Radiation Protection 112 (1999) MicroShield. V 5. Manual del Usuario. Grove Engineering GENII-S Oak Ridge National Laboratory

42 ¡¡Muchas gracias por su atención!!


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