IV WORKSHOP “RADIACIÓN NATURAL Y MEDIO AMBIENTE” “RADIACIÓN NATURAL: UN PROBLEMA DE SALUD PÚBLICA Y UN DESAFÍO A LAS POLÍTICAS URBANÍSTICAS, MEDIOAMBIENTALES.

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1 IV WORKSHOP “RADIACIÓN NATURAL Y MEDIO AMBIENTE” “RADIACIÓN NATURAL: UN PROBLEMA DE SALUD PÚBLICA Y UN DESAFÍO A LAS POLÍTICAS URBANÍSTICAS, MEDIOAMBIENTALES Y LABORALES” ESTUDIO DEL IMPACTO RADIOLÓGICO DE LAS CENTRALES TÉRMICAS DE CARBÓN SOBRE SUS ENTORNOS Antonio Baeza Santander, 4 a 8 de Julio 2005

2 ACTIVIDAD INDUSTRIAL ENMARCABLE COMO NORM TENORM. Ejemplos:
1.- ANTECEDENTES: ACTIVIDAD INDUSTRIAL ENMARCABLE COMO NORM TENORM. Ejemplos: Extracción de petróleo y gas Procesado de algunos metales Industria del fosfato Producción de pigmentos con óxido de titanio Producción de cementos Manufacturación de productos con zirconio …. Centrales térmicas de carbón

3 1ª CAUSA: Los materiales de partida (carbones y lígnitos) poseen concentraciones variables de radionucleidos naturales (Bq/kg): País 238U 230Th 226Ra 210Pb 210Po 232Th 228Ra 40K Grecia 44-206 59-205 11-28 9-41 59-149 Alemania 1-145 1-63 4-700 Hungría 568 12-97 30-384 Zambia 46 57 153 Turquía 27-305 85-281 4-63 7-67 Australia 21-68 19-24 20-33 16-28 11-69 11-64 23-140 Brasil 72 62 Egipto 59 26 8 Polonia <159 <123 <785 Italia 23 18 218 Rumanía <415 <557 <510 <580 <170 R.U. 7-31 8-25 7-22 7-19 55-314 EEUU 6-73 9-59 12-77 3-52 3-21

4 2ª CAUSA: La existencia de múltiples estudios en el extranjero
A modo de ejemplo: Z. Papp et al (2002) HUNGRÍA: Detectan un enriquecimiento en 238U de las cenizas frente a los carbones en un factor 3 a 3.5 Observan una contaminación superficial de los suelos del entorno de la central térmica estudiada G.A. Ayçik et al. (1997) TURQUÍA: - Calculan el incremento de dosis recibida por irradiación externa para la población debido a la presencia de cenizas en el aire, estimándola en un máximo de 0.5 Sv/h. W. Man-Yin et al. (1996) HONG KONG: - Identifican dos vías prioritarias de impacto a) La dosis por irradiación directa debido a las cenizas depositadas en las balsas: Gy/h. b) El incremento de los niveles de radón al vivir en casas cuyos cementos se han fabricado con dichas cenizas. H. Bem et al (2002) POLONIA: Detectan un incremento de actividad para el 232Th y el 226Ra en la capa superficial del suelo (0-10cm) frente al existente en la profunda (20-30cm). Miden un incremento de dosis en una población próxima a una central del orden de 30 a 36 nGy/h, 20% de la Terrestre, debido a la combustión del carbón.

5 2ª CAUSA: La existencia de múltiples estudios en el extranjero
“Probablemente” el informe más completo: NRPB (2001) REINO UNIDO 22 centrales térmicas operativas Sin regulación radiológica ligada a su operación Contenido medio CENIZAS/CARBÓN  16% ENRIQUECIMIENTO en radionucléidos, en un factor  5. TERMINOS FUENTES VIAS DE EXPOSICION TASA DE DOSIS. Evacuación atmosférica de cenizas 222Rn, 210Pb, 210Po * 5 vías de impacto consideradas. Depósito de Cenizas en balsas. 238U, 226Ra, 222Rn, 210Pb, 210Po. * 9 vías de impacto consideradas. Venta de cenizas para construcción. 222Rn, 210Pb, 210Po. * 3 vías de impacto consideradas.

6 3ª CAUSA: Conveniencia de su realización en España
RAZONES: 3a.- Relativamente poca información preexistente: J. Baró et al. (1987) M.C. Alvarez et al (1989) Ll. Pujol et al (2000)

7 J. Baró et al. (1987) Actividades Medias en la Central Térmica de Teruel (Bq/Kg) Calculan las actividades en las cenizas volantes de distintas Centrales Térmicas Españolas. 226Ra 232Th 40K 130 60 460 * Deducen a partir de ellas la Dosis por irradiación externa  0´118 Sv/h M.C. Alvarez et al. (1989) Miden las actividades en distintos carbones usados en las centrales térmicas Españolas. Obtienen el enriquecimiento medio cenizas / carbones: Para el uranio  Para el Pb y Po  5 Deducen las concentraciones medias en el aire en torno a la central térmica de Teruel y de Puentes de García Rodríguez, ·10-7 (Bq/m3): Mayores valores Lignitos negros cuenca Teruel Menores valores Lignitos pardos cuenca Gallega Para el 238U 232Th 238U 226Ra 40K 214Pb 222Rn 4,5-10 22-47 16-35 21-69 69-150 Deducen la tasa de dosis máxima (radio < 2 km) efectiva por inhalación:  5·10-6 Sv/a

8 Ll. Pujol et al. (2000) Detectan un aumento en la actividad del agua del Ebro a la altura de los afluentes Guadalope y Martín para Uranio y Torio. La causa la atribuyen a las minas de lignito y a las centrales térmicas de la zona (Teruel 1, 2, 3 , Escucha y Escatrón)

9 3ª CAUSA: Conveniencia de su realización en España
RAZONES: 3a.- Relativamente poca información: J. Baró et al. (1987) M.C. Alvarez et al (1989) Ll. Pujol et al (2000) 3b.- Existe un relativamente gran número de centrales térmicas de carbón, hulla o antracita funcionando (en torno a 33) 3c.- Momento propicio para su ejecución.

10 MOMENTO PROPICIO PARA SU EJECUCIÓN
RAZONES: I.- Señalado por la UNIÓN EUROPEA: INFORME: B43040 / 2001 / / MAR / C4 “EFFLUENT AND DOSE CONTROL FROM EUROPEAN UNION NORM INDUSTRIES ASSESSMENT OF CURRENT SITUATION AND PROPOSAL FOR HARMONISED COMMUNITY APPROACH” CLASIFICA A LOS PAISES EN 3 GRUPOS 2º GRUPO: ESPAÑA, (IRLANDA, ITALIA, AUSTRIA, FRANCIA, BELGICA Y SUECIA) “Legislación en desarrollo, o con identificación no completa de las industrias NORM, ó con un control en estado inicial de las descargas producidas”

11 MOMENTO PROPICIO PARA SU EJECUCIÓN
RAZONES: II.- Establecido en nuestra propia legislación, R.P.S.C.R.I. (2001): ARTÍCULO 62: “La autoridad competente, con el asesoramiento del Consejo de Seguridad Nuclear, requerirá a los titulares de las actividades no reguladas, en las que existan fuentes naturales de radiación, que realicen los estudios necesarios a fin de determinar si existe un incremento significativo de la exposición de los trabajadores o de los miembros del público que no pueda considerarse despreciable desde el punto de vista de la protección radiológica.” III.- Propiciado en la primera convocatoria de proyectos I+D del CSN (2004): Objetivos del sexto programa: “Evaluación del impacto radiológico debido a las instalaciones, actividades ó situaciones que de forma real o potencial, liberen material radiactivo al medio ambiente y por otro lado, a la evaluación de la exposición a la radiación natural”

12 La 1ª Convocatoria de proyectos I+D del CSN, 2004
TÍTULO DEL PROYECTO: ESTUDIO DEL IMPACTO RADIOLÓGICO DE LAS CENTRALES DE CARBÓN SOBRE SUS ENTORNOS ¿QUIÉN LO FINANCIA? La 1ª Convocatoria de proyectos I+D del CSN, 2004

13 OBJETIVOS DEL PROYECTO:
EVALUAR EL IMPACTO RADIACTIVO-DOSIMÉTRICO QUE LAS 4 MAYORES TÉRMICAS EXISTENTES EN ESPAÑA EJERCEN SOBRE SUS ENTORNOS CUANTIFICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE DICHOS TÉRMINOS FUENTES: TIPO Y CANTIDAD DE RADIONÚCLIDOS EVACUADOS, VÍAS DE EVACUACIÓN, LOCALIDADES AFECTADAS. DETERMINAR LA DOSIS TOTAL PARA LAS PRINCIPALES VÍAS DE EXPOSICIÓN A LOS TRABAJADORES Y AL PÚBLICO.

14 ALCANCE DEL ESTUDIO: 1.400 1.976 Nacional e Importado 1.372 1.961
NOMBRE DE LA CENTRAL LOCALIZACIÓN POTENCIA INSTALADA (Mw) INICIO DE FUNCIONAMIENTO CARBÓN UTILIZADO CLIMATOLOGÍA AS PONTES A CORUÑA 1.400 1.976 Nacional e Importado ATLANTICO COMPOSTILLA LEÓN 1.372 1.961 Su propia cuenca CONTINENTAL CARBONERAS ALMERÍA 1.110 1.984 Importado MEDITERRÁNEO ANDORRA TERUEL 1.050 1.979 Nacional e importado

15 CRONOGRAMA DE REALIZACIÓN:
MOMENTO DE SU EJECUCIÓN * Inicio del proyecto: Julio 2.004

16 Grupo investigador responsable de la ejecución del Proyecto:
PROGRAMA DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA DEL PÚBLICO Y DEL MEDIO AMBIENTE Departamento de Impacto Ambiental de la Energía Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas. CIEMAT. (Madrid) LABORATORIO DE RADIACTIVIDAD AMBIENTAL Departamento de Física Facultad de Veterinaria Universidad de Extremadura (Cáceres)

17 LA CENTRAL TÉRMICA DE TERUEL
Primer objeto de Estudio: LA CENTRAL TÉRMICA DE TERUEL Año de inicio de operación: 1979 Potencia actual: 1050 Mw (3 unidades de 370 Mw) Combustible: Mezcla de hulla de importación y lignito negro.

18 Planteamiento de toma de muestras y análisis

19 COMBUSTIBLES Y SUBPRODUCTOS
MEDIOS MUESTREADOS, INDICADORES MEDIDOS Y TÉCNICAS EMPLEADAS INDICADORES RADIACTIVOS O NO MEDIDOS TÉCNICAS Medios Muestreados 137Cs 226Ra 234,235,238U 232Th 210Pb 210Po 40K pH Conduc. In Situ En Laboratorio / E.Gamma Dosimetría E.Alfa AGUAS *En el entorno  AEROSOLES 1.En la instalación 2.-En el entorno a) Por evacuación b) Por resuspensión SUELOS COMBUSTIBLES Y SUBPRODUCTOS 1-En la Instalación a) Lignito local b) Hulla de importación c) Mezcla de consumo d) Cenizas volantes e) Escorias f) Calizas g) Yesos * Escorias y cenizas de las balsas

20 Criterios de selección
PUNTOS DE MUESTREO EN LOS ALREDEDORES DE LA CENTRAL Y DE LAS BALSAS DE CENIZAS Según la dirección del viento predominante (Cierzo  Dirección SE) En un radio < 2 km en el entorno de la central térmica y de las balsas de cenizas. Criterios de selección

21 PUNTOS DE MUESTREO DENTRO DE LA INSTALACIÓN
CRITERIOS DE SELECCIÓN Analizar los contenidos de todas las materias primas y productos o subproductos originados. Analizar las zonas de mayor impacto previsible para los trabajadores. () () () () () () () () () () () Punto de toma de algún tipo de muestra

22 PUNTOS DE TOMA DE MUESTRAS DE AGUA
1- Embalse de Calanda 2- Manantial Arroyo Regallo 3- Punto de evacuación m aguas abajo 5- Salto de Hijar (curso medio) 6- Valmuel (zona de regadíos)

23 Revisión de algunos de los resultados obtenidos

24 CONCENTRACIÓN DE RADIONUCLEIDOS EN EL COMBUSTIBLE UTILIZADO POR LA CENTRAL TÉRMICA DE TERUEL
Tipo de muestra 40K (Bq/kg) 226Ra 232Th 137Cs Lignito (1er. Muestreo) 155 ± 28 56 ± 8 23 ± 5 LD Lignito (2º muestreo) 139 ± 29 62 ± 6 22 ± 5 Hulla (2º muestreo) 29 ± 6 Mezcla de consumo (2º muestreo) 100 ± 29 60 ± 6 Carbón estándar (*) 400 35 30 ND (*) Valores medios extraídos del informe UNSCEAR 2000 ND = No dato LD = Límite de detección

25 CONCENTRACIONES Y FACTORES DE ENRIQUECIMIENTO PARA LOS RADIONUCLEIDOS EN LOS SUBPRODUCTOS OBTENIDOS
Tipo de muestra 40K 226Ra 232Th Cenizas volantes (Bq/kg) 320 ± 24 190 ± 10 76 ± 5 Factor enriquecimiento 1 3´20 ± 0´96 3´17 ± 0´36 3´45 ± 0´82 Escorias (Bq/kg) 247 ± 19 153 ± 8 68 ± 4 Factor enriquecimiento 2 2´47 ± 0’74 2´55 ± 0´29 3´09 ± 0´73 Calizas (Bq/kg) 35 ± 12 20 ± 2 LD Yesos (Bq/kg) 20 ± 17 16 ± 3 Factor enriquecimiento 3 0´57 ± 0´52 0´87 ± 0´17 ND OK. J. BARÓ OK. M.C. ÁLVAREZ ND = No dato LD = Límite de detección

26 * Valores no compatibles con las actualmente producidas
CONCENTRACIÓN DE RADIONUCLEIDOS EN LAS ESCORIAS-CENIZAS DEPOSITADAS EN LAS BALSAS 40K(*) (Bq/kg) 226Ra(*) 232Th(*) Balsa Valdeserrana 406 ± 32 215 ± 6 91 ± 9 Balsa Mas de Pelé 380 ± 40 250 ± 7 74 ± 7 * 0-4 cm de profundidad * Valores no compatibles con las actualmente producidas * Composición granulométrica de las escorias /cenizas de las balsas: Fracción 0 – 2 cm 6 – 10 cm 10 – 15 cm 20 – 25 cm Grava (  > 2 mm) 3.5 18 22.1 26.3 Gruesa (0.5–1 mm) 14 38 44 40 Media (0.125–0.5 mm) 15 21 24 23 Fina ( < mm) 70 32 37 Fracción de cenizas en la capa 0-2 cm con  < 125 m  70 %

27 ANÁLISIS DE LOS PERFILES RECOGIDOS EN LAS BALSAS DE CENIZAS / ESCORIAS
PUEDE INDICAR ≠ COMBUSTIBLE A CADA PROFUNDIDAD Análisis granulométrico del perfil (0-30 cm) Máximo superficial: gran cantidad de cenizas volantes RESUSPENDIBLES! Mínimo  10 cm Máximo  25cm DISTINTOS COMBUSTIBLES

28 CONCENTRACIÓN DE RADIONUCLEIDOS EN LOS SUELOS (0-2 cm) DEL ENTORNO DE LA CENTRAL
Valor medio  SD (Bq/kg) Rango (Bq/kg) 40K 191  60 100 – 315 226Ra 27  7 21 – 50 232Th 21  7 12 – 40 137Cs 8.1  4.9 Distribución estadística de TODOS los radionucleidos Lognormal

29 CONCENTRACIÓN DE RADIONUCLEIDOS EN LOS SUELOS SUPERFICIALES FRENTE A LA DISTANCIA
Relación lineal significativa R2 = 0.56 232Th y 40K No existe relación lineal significativa

30 EJEMPLO DE LOS ANÁLISIS DE LOS PERFILES DE SUELOS
Suelo no perturbado 137Cs Perfil homogeneo d > 1 km 226Ra Perfil exponencial d < 1 km Aporte superficial por Resuspensión Ra-226 Ra-226 Ra-226

31 226Ra MAPAS DE ISOACTIVIDAD Entorno de la central térmica
Todas las medidas “Se detecta una influencia de las balsas, en sus proximidades, en dirección del viento dominante en la zona”

32 232Th y 40K MAPAS DE ISOACTIVIDAD
“No se observa ningún patrón espacial”

33 DOSIMETRÍA POR IRRADIACIÓN EXTERNA
Mapa de isodosis en el entorno de la central Dosis frente a la distancia a la central

34 ANÁLISIS DE AGUAS SUPERFICIALES
pH Y CONDUCTIVIDAD pH . Coherente con cenizas Conductividad . Coherente con adición de especies químicas 1- Embalse de Calanda 2- Manantial Arroyo Regallo 3- Punto de evacuación m aguas abajo 5- Salto de Hijar (curso medio) 6- Valmuel (zona de regadíos)

35 CONCENTRACIÓN DE 226Ra, 234,235,238U EN LAS AGUAS SUPERFICIALES
Ae  2 (mBq/L) Enriquecimiento 226Ra 234U 235U 238U Ra U 2.-Manantial A. Regallo 6.21.2 81 9 3.7 0.8 71 8 1.-Embalse de Calanda 3.60.8 17 2 0.710.23 11.91.2 3.-Punto de evacuación 11.8 1.4 67 5 2.4 0.4 52 4 3.27 m aguas abajo 14.8 0.9 67 6 2.5 0.5 52 5 5.-Salto de Hijar 14  2 85 11 4.3 1.0 74 9 0,95 1.3 – 1.7 6.-Valmuel (regadíos) 13.8 1.6 181 18 6.9  1.1 152 15 0,99 1.6 – 2.1 CONCLUSION: Las cenizas no son la única vía de incorporación de radionucleidos naturales a las aguas.

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37 JORNADA SOBRE “I+D EN LA GESTIÓN DE RESIDUOS RADIACTIVOS” (24-06-05)