Estudio radiológico de la industria cerámica y auxiliares

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

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 Fuente: UNSCEAR 2000

6. NORM EN INDUSTRIAS (I) • 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

7. NORM EN INDUSTRIAS (II) • Fundición de arenas: arenas de zirconio, arenas monaziticas… • Refractarios • Cerámicas • Extracción de petróleo y gas • Fabricación del pigmento TiO2 • 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) 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) Selección de la materias primas • Arcillas • Caolín • Feldespato Materias primas arcillosas Almacenamiento en era de la materias primas Trituración Almacenamiento en silos • Atomizado pasta roja • Atomizado pasta blanco • Gres porcelánico Preparación de la pasta. Molienda Preparación de la pasta Humectación Almacenamiento en Almacenamiento en silos silos del atomizado Prensado • Sílice • Ácido bórico • Silicato de Zr • Harina de rutilo • Pigmentos Esmalte Secado Preparación del esmalte

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

16. equilibrio secular equilibrio secular 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)

17. Serie del Uranio

18. Espectro gamma

19. Cuantificación de la serie U Pb-214 351,92 keV 38,9 % 295,21 keV 19,7 % Bi-214 609,31 keV 43,3 % 1764,49 keV 17 % 1120,29 keV 15,7 %

20. Serie del Torio

21. Cuantificación de la serie Th Ac-228 911,07 keV 26,35 % Pb-212 238,63 keV 44,6 % Tl-208 2614,53 keV 99,79 % 583,14 keV 74,7 % 510,80 keV 21,6 %

22. Toma de muestra

23. Toma de muestra

24. Toma de muestra

25. Plomo-210

26. Plomo-210

27. Plomo-210

28. Polonio 210

29. Polonio 210-espectro alfa

30. Espectrometría alfa

31. Espectrometría alfa

32. Espectrometría alfa

33. Actividades específicas en materias primas

34. Actividades específicas en esmaltes

35. Actividades específicas en baldosas cerámicas

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 83  13 Bq·kg-1, 52  18 Bq·kg-1 y 970  444 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 17625 (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 2001. 6.- Souces and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2000 report to General Assembly.2000. 7.- 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). 10.- 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/02-18. 2002. 12.- Bruzzi, L.; Cazzoli, S. Natural radioactivity in ceramic products for the building industry: ceramic floor and wall tile. Ceramica Acta, 3,n.3, 27-36 (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, 171-181. (2000). 14.-European Comission. “Radiological protection principles concerning the natural radioactivity of building materials”. Radiation Protection 112 (1999). 15.- MicroShield. V 5. Manual del Usuario. Grove Engineering. 1998. 16.- GENII-S 1. 485. Oak Ridge National Laboratory. 1997.

42. ¡¡Muchas gracias por su atención!!