Atividade Regulatória do Radônio em Minas Subterrâneas · Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea 2 – Instalações Minero-industriais já visitadas ¾Categoria

Atividade Regulatória do Radônio em Minas Subterrâneas

Vandir Gouvea, Zildete Rocha, Talita Santos e Ana Maria Xavier

Introdução

Projeto Radônio (objetivo, metodologia, resultados e

conclusão)

Elaboração de critérios normativos aplicáveis minas

subterrâneas

Sumário

Introdução

Todo processamento técnico de minerais resulta na liberação de radionuclídeos de meia-vida longa e curta provenientes das series naturais do urânio e do tório.

Mineiros são expostos internamente ao radônio, torônio, seus produtos de decaimento e aos radionuclídeos emissores de radição alfa, beta e gama presentes nos aerossóis. Em termos de exposição externa, eles são submetidos á radiação gama e beta presente nas rochas.

A principal fonte de exposição à radiação natural em minas é decorrente dos produtos de decaimento do radônio.

Introdução

238U

234Th234Pa234U

230Th

226Ra

222Rn

218Po

214Pb 214Bi 214Po

210Pb 210Bi 210Po

206Pb

Introdução

Limite máximo permissível recomendado: 1.000 Bq/m3 (ICRP115, 2010; BSS-15/ IAEA, 2011; CNEN-NN-4.01, 2005)

PROJETO RADÔNIO

PROJETO RADÔNIO - Objetivos

Objetivo Geral

Garantir a integridade dos trabalhadores das minas subterrâneas no Brasil, bem como identificar os aspectos de proteção radiológica associados à presença de radônio em ambientes subterrâneos, de modo a prover subsídios para a revisão de normas da CNEN.

Objetivos Específicos

Identificar, as instalações subterrâneas com indicativos de necessidade de programa de monitoração e, quando for, o caso adotar medidas de controle para minimizar o risco radônio seguindo princípios e recomendações internacionais.

Promover estudos relacionados ao radônio, de modo a aprimorar a infraestrutura laboratorial para análise desse gás radioativo, com consequente aumento da qualidade das medidas, e prover suporte analítico rotineiro para as ações regulatórias a serem estabelecidas e implantadas em futuro próximo.

PROJETO RADÔNIO – Campo de Aplicação

Campo de Aplicação

Os resultados deste Projeto deverão nortear a elaboração de requisitos normativos

aplicáveis às indústrias de mineração e beneficiamento de minérios convencionais

contendo urânio e tório, bem como minérios nucleares, com vistas a garantir a

proteção radiológica dos trabalhadores que estejam submetidos à inalação de gás

radônio em ambientes de minas subterrâneas.

PROJETO RADÔNIO – Relação de Participantes – Fase I

PROJETO RADÔNIO Mapa do Brasil com pontos indicando as regiões estudadas

PROJETO RADÔNIO – Metodologia

As medições da concentração de radônio no ar foram realizadas com detectores passivos de traços nucleares do tipo Policarbonato Lexan e CR-39.

Em cada mina, selecionaram-se pontos ao logo de toda extensão, da entrada do ar fresco até o ponto de exaustão, obtendo a concentração média de radônio da mina.

11 minas com concentração de Rn

acima do nível de referência de 1000 Bq.m-3

PROJETO RADÔNIO – Resultados Fase I

PROJETO RADÔNIO

PROJETO RADÔNIO – Relação de Participantes - FaseII


MineraçãoPrincipal Produto Mineral

Rocha Encaixante Situação da minaConcentração de

radônio na fase I do projeto (kBq.m-3)

Mina B Carvão Siltito Em operação 3,0 ± 0,1

Mina C Esmeralda Cima/capa: Pegmatito Baixo/lapa: Anfibolio Gnaisse

Em operação 3,0 ± 0,5

Mina D Turmalina Xisto ou Quartzo Em operação 6,9± 0,1

Mina E Scheelita Calco Silicato Parada* 1,2± 0,1

Mina F Fluorita Traquito Em operação 2,5± 0,1

AlgamatolitoMina ACima/capa: granito riolito

Baixo/lapa: formação ferrífera (grupo Nova Lima) Área de transição: Milonito ou xisto de granito

6,5 ± 0,3

Mina vistada duas vezes: na primeira

visita estava parada* e na segunda visita

estava em operação


Grandezas Avaliadas

Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada

Concentração de222Rn (Bq.m-3)

ArCâmara de ionização de eletretos (SST-medidas

de curto prazo) e detector de traços - CR-39 (medidas de longo prazo)

Os detectores foram distribuídos ao longo das minas subterrâneas de acordo com os protocolos de medidas de curto e longo prazo propostos pela EPA

(2009).


Grandezas Avaliadas


Fator de Equilíbrio Ar

Câmara de ionização (AlphaGUARD) Concentração de 222 Rn

Espectrometria alfa (DOSEman) Concentração 218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po

Os pontos amostrados foram locais onde os mineiros permaneciam por mais tempo e os equipamentos estivessem seguros. Os equipamentos foram

instalados juntos por aproximadamente 2 dias. Com base nos dados obtidos, o fator de equilíbrio foi estimado pela seguinte equação: F = CEEC/CRn, onde

CEEC é a concentração equivalente de equilíbrio (medida com o DOSEman) e CRn é a concentração de radônio (medida com AlfaGUARD)


Grandezas Avaliadas


Dose (mSv.a-1)

Ar

Câmara de ionização (AlphaGUARD) Concentração de 222 Rn

Espectrometria alfa (DOSEman) Concentração 218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po

Estimada pela seguinte equação: E = CRn.F.T.k, onde T é o tempo de

permanência em locais de trabalho, T= 2000 h.a-1 e k é o fator de conversão, k=9nSv(Bq.h.m3)-1. (UNSCEAR, 2000)

Taxa de Exposição

Gama (µSv.h-1)Ar Espectrometria gama (Identifinder)

Os pontos amostrados foram os locais onde os detectores de eletretos SST e os detectores de traços foram instalados

Ventilação (m/s) Ar (Anemômetro)

Os pontos amostrados foram os locais onde os detectores de eletretos SST e os detectores de traços foram instalados

Concentração de222Rn (Bq/m3)

Solo Câmara de ionização (AlphaGUARD)Os pontos amostrados eram externos á mina. Selecionou-se pontos onde o

solo originou das rochas que compõem a mina.


Grandezas Avaliadas


Concentração de222Rn (Bq/m3)

Água Espectrometria alfa (RAD7)As amostras de águas foram coletadas nos aquiferos diretamento do interor

dos poros da rocha, sem entrar em contato com o ar.


Grandezas Avaliadas


Atividade Específica de 226Ra (Bq/kg)

Rocha Espectrometria gama (HPGe) – pico do 214Bi em 609,3 keV, freqüência de 46,3%

As amostras de minérios e de rochas coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostras foram analisados no detector de

germânio hiperpuro.

Atividade Específica de 232Th e 224Ra

(Bq/kg)

Rocha Espectrometria gama (HPGe) – pico do 212Pb em 238,6 keV, freqüência de 44,6%

As amostras de minérios e de rochas coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostra foram analisados no detector de


Atividade Específica de 40K (Bq/kg)

Rocha Espectrometria gama (HPGe) – pico do 40K em 1460,8 keV, freqüência de 10,7%

As amostras de minérios e de rochas coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostras foram analisados no detector de


PROJETO RADÔNIO – ResultadoAtividade Específica de 226Ra (Bq.kg-1)

CR-39 (Bq.m-3) [média (min-max)]

E-PERM (Bq.m-3) [média (min-max)]

RAD7 (kBq.m-3) [média (min-max)]

HPGe [média (min-max)]

Mina A Parada* 676 (599-1144) n = 5

1339 (522-2617) n = 3

487 (336 - 637) n=4

75 (41 -120) n=4

Mina A Em operação1160 (507-1668)

n = 4 716 (692-778)

n = 3487 (336 - 637)

n=475 (41 -120)**

n=4

Mina B Em operação122 n = 1

296 (180-625) n = 4

25 (24 - 26) n=2

42 (1-182) n=5

Mina C Em operação985 (341-2913)

n = 82132 (689-3121)

n = 5851 (786 - 915)

n=2386 (196-517)

n=7

Mina D Parada*779 (218-1256)

n = 51311 n = 1

8 (6 - 9) n=3

22 (8-60) n=5

Mina E Em operação4153 (763-7384)

n = 75201 (2845-8171)

n = 46 (3 - 8)

n=372 (11 - 297)

n=5

Mina F Em operação316 (285-339)

n = 6292 (177-505)

n = 813 (11 - 15)

n=317 (11-25)

n=4n= número de medidas* Em mautenção na data da visita** Amostras coletadas durante a primeira visita

Mina Situação da MinaConcentração de Radônio

Parada** - 3889 1174 0,3 21

Em operação 0,7 714 377 0,5 7

Mina B Em operação 1,8 949 259 0,3 5

Mina C Em operação <0,1 113 76 0,7 1

Mina D Em operação - 4964 1148 0,2 21

Mina E Parada** <0,1 1442 228 0,2 4

Mina F* Em operação - 327 141 0,4 3* Nesta mina, a velocidade do ar não foi medida**Sistema de ventilação desligado

Dose Efetiva - E (mSv.a-1) UNSCEAR

Fator de Equilíbrio - FSituação da mina

Mina A

MinaConcentração de

Radônio - Co (Bqm-3) AlphaGuard

Concentração Equivalente de Equilíbrio - CEE (Bq.m-3)

Doseman

Velocidade do Ar (m.s-1)

Anemômetro

PROJETO RADÔNIO – Resultado

Co = 113 a 4964 Bq.m‐3 CEE = 76 a 1174 Bq.m‐3

F = 0,2 – 0,7 D = 1 a 21 mSv.a‐1

PROJETO RADÔNIO – ConclusãoOs resultados obtidos neste trabalho apresentam grande relevância para os programas de proteção radiológica ocupacional e saúde do trabalhador.

Como foi observado, as concentrações de radônio e da sua progênie variaram consideravelmente de mina para mina e dentro da mesma mina.

Baseado nesses dados, contata-se que todas as minas, exceto a Mina B e a Mina F apresentam pontos onde concentração de radônio excedeu o nível de referência de 1000 Bq/m3.

O fator de equilíbrio (F) calculado foi diferente em cada mina, variando de 0,2 – 0,7.

A dose efetiva estimada variou de 1 – 21 mSv.a-1 .

Recomenda-se a condução periódica de medidas de radônio e da sua progênie, haja vista que as minas evoluem progressivamente.

No contexto brasileiro, algumas minas ainda não foram investigadas. Entretanto, isso faz parte dos trabalhos futuros dos autores.

Elaboração de critérios normativos aplicáveis minas subterrâneas

Protocolos para Inspeção de Radônio em Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea


1 – Instalações Minero-industriais visitadas pela primeira vez

Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos

10 pontos)

Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos

10 pontos)

Medições da concentração de torônio

Determinação do fator de equilíbrio


2 – Instalações Minero-industriais já visitadas

Categoria I - São as instalações que apresentam concentração de radônio superior a

1000 Bq.m-3

Frequência de inspeção: anual

Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos

10 pontos)

Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos

10 pontos)




2 – Instalações Minero-industriais já visitadas

Categoria II - São as instalações que apresentam concentração de radônio

compreendida entre 500 - 1000 Bq.m-3

Frequência de inspeção: Bianual

Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 5

pontos)

Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 5

pontos)




2– Instalações Minero-industriais já visitadas

Categoria III- São as instalações que apresentam concentração de radônio inferior a

500 Bq.m-3

Frequência de inspeção: Bianual


pontos)


pontos)




3 – Garimpos Registrados ou Cooperativados

Frequência de inspeção: a cada 4 anos


pontos)


pontos)


Organização do evento

UFMG

CDTN (CNEN) – Belo Horizonte

DRS (CNEN) – Rio de Janeiro

CNEN – Bolsa de Doutorado

Agradecimentos

Muito [email protected]

[email protected]@cnen.gov.br

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