PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ ESCUELA DE POSGRADO Medición de Radón 222 en lugares de trabajo ubicados en sótanos TESIS PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAGISTER EN FÍSICA AUTORA Vanessa Yuliana Guevara Rojas ASESORA Dra. María Elena López Herrera JURADO Dr. Daniel Palacios Fernández Mg. Patrizia Pereyra Anaya MAYO, 2018 RESUMEN El Radón-222 es un gas de origen natural el cual se produce a partir de la desintegración radiactiva natural del Uranio, que está presente en suelos y rocas. El Radón emana fácilmente del suelo y pasa al aire, donde se desintegra y emite partículas alfa y produce a su vez una serie de partículas de vida corta (Polonio-218, Polonio-214, y Polonio-210) que también decaen emitiendo partículas alfa. Las personas inhalan las partículas de vida corta, y estas pueden causar significativo daño a las células interiores de los bronquiolos y además pueden terminar conduciendo a la aparición de cáncer de pulmón. Por el motivo antes expuesto es de suma importancia medir y evaluar los niveles de exposición debido al Radón. En esta tesis se determina la concentración de Radón-222 en 27 lugares de trabajo ubicados en sótanos que pertenecen a 10 edificios en la ciudad de Lima- Perú. En las mediciones se emplean detectores LR -115 Tipo 2 los cuales se colocan sobre la pared de los sótanos en estudio en tres niveles, 40 cm, 100 cm 160 cm de altura medidos a partir del piso. Los detectores luego son grabados y leídos siguiendo el protocolo usado en el Laboratorio de del Grupo de Investigación de Técnica de Huellas Nucleares de la PUCP (GITHUNU-PUCP). Los resultados estadísticos demuestran que 12 lugares de trabajo presentaron niveles de concentración mayores a 150 Bq/m3 en diferentes periodos de medición. Se determinó que la distribución de concentración de Rn-222 en un recinto no es homogénea; habiendo mayores niveles de concentración en las zonas del recinto donde hay poca circulación de aire y menores niveles de concentración en las zonas donde hay mayor circulación de aire. Empleando el coeficiente de Pearson se evaluó la correlación de la concentración Rn-222 con la altura alrededor de los puntos de medición, donde dos ambientes mostraron correlación lineal entre estas variables. Empleando el coeficiente de correlación múltiple y de Pearson se logró evaluar la correlación de la concentración de Rn-222 con la humedad relativa y temperatura, en 20 ambientes de trabajo; un ambiente muestra una correlación lineal múltiple justificable entre estas variables, un ambiente muestra una correlación lineal positiva significativa entre la concentración y temperatura y un ambiente muestra una correlación lineal negativa significativa entre la concentración y la humedad relativa. Se concluyó que probablemente la ventilación es la variable que más influencia en los niveles de concentración de Radón en recintos con estas características. 1 DEDICATORIA Esta tesis se la dedico a Dios, quien se fortalece en mi debilidad y me bendice día a día. A mi familia, de manera especial a mi mamá, Elia Rojas, y mi abuela, Olga Heredia, que me formaron en amor y me apoyan incondicionalmente. A mi asesora, coordinadores de tesis y compañeros del Grupo de Investigación de Técnica de Huellas Nucleares (GITHUNU) de la Pontifica Universidad Católica del Perú (PUCP), que gracias a su apoyo y conocimiento hicieron de esta experiencia una de las más especiales en mi vida. 2 AGRADECIMIENTOS Ing. José Kanematsu Hazama Mg. Jhonny Rojas Hancco Mg. Bertha Milagros García Gutiérrez Dra. Sandra Guzmán Calcina AGRADECIMIENTO INSTITUCIONALES Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) Grupo de Investigación de Técnica de Huellas Nucleares (GITHUNU) Programa de Becas CIENCIACTIVA del Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (CONCYTEC) 3 ÍNDICE RESUMEN DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS INTRODUCCIÓN CAPÍTULO 1: FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………………...18 1.1 Núcleos atómicos inestables…………………………………………………………….18 1.1.1 Desintegración radiactiva 1.1.1.1 Actividad radiactiva 1.1.1.2 Vida media 1.1.1.3 Media vida 1.1.2 Desintegración alfa 1.1.2.1 Poder de frenado de la partícula alfa 1.1.2.2 Rango de partícula alfa 1.1.2.3 Curva de Bragg 1.2 Radón……………………………………………………………………………………30 1.2.1 Isótopos de Radón 1.2.2 Formación y emanación de Radón 1.2.3 Radón en el suelo 1.2.4 Radón en los materiales de construcción 1.2.5 Transporte de Radón 1.2.5.1 Difusión 1.2.5.2 Convección 1.2.6 Exhalación 1.3 Radón en interiores……………………………………………………………………...42 1.3.1 Influencia de la ventilación 1.3.2 Influencia de la exhalación de paredes, piso y techo 1.3.3 Influencia de la temperatura y humedad 1.4 Exposición ocupacional debido a Radón………………………………………………49 1.4.1 Niveles de acción en interiores 4 1.5 Técnica de medición de Radón…………………………………………………………51 1.5.1 Respuesta del LR-115 Tipo 2 a la partícula alfa 1.5.2 Características geométricas de las trazas 1.5.3 Nivel de saturación 1.5.4 Incertidumbre de medida del detector LR-115 CAPÍTULO 2: MATERIALES Y METODOLOGÍA …………………………….57 2.1 Identificación de los lugares de estudio………………………………………………...57 2.1.1 Tipo de suelo 2.2 Ubicación y recolección de detectores………………………………………………….58 2.3 Grabado químico de detectores………………………………………………………...59 2.4 Lectura de trazas en los detectores…………………………………………………….60 2.5 Determinación de la concentración de Rn-222………………………………………...62 2.5.1 Determinación del factor de calibración del detector LR-115 2.5.2 Cálculo de la densidad de trazas 2.5.3 Cálculo de la concentración de Rn-222 2.5.4 Coeficiente de correlación de Pearson 2.5.5 Coeficiente de correlación múltiple CAPÍTULO 3: RESULTADOS Y ANÁLISIS………………………………………69 3.1 Edificio 1…………………………………………………………………………………69 3.1.1 Lugar de trabajo 1A 3.1.2 Lugar de trabajo 1B 3.1.3 Lugar de trabajo 1C 3.1.4 Lugar de trabajo 1D 3.2 Edificio 2…………………………………………………………………………………86 3.2.1 Lugar de trabajo 2A 3.2.2 Lugar de trabajo 2B 3.2.3 Lugar de trabajo 2C 3.3 Edificio 3…………………………………………………………………………………96 3.3.1 Lugar de trabajo 3A 3.3.2 Lugar de trabajo 3B 5 3.4 Edificio 4………………………………………………………………………………..102 3.4.1 Lugar de trabajo 4A 3.5 Edificio 5………………………………………………………………………………..107 3.5.1 Lugar de trabajo 5A 3.5.2 Lugar de trabajo 5B 3.6 Edificio 6………………………………………………………………………………..111 3.6.1 Lugar de trabajo 6A 3.6.2 Lugar de trabajo 6B 3.7 Edificio 7………………………………………………………………………………..114 3.7.1 Lugar de trabajo 7A 3.7.2 Lugar de trabajo 7B 3.7.3 Lugar De trabajo 7C 3.8 Edificio 8………………………………………………………………………………..120 3.8.1 Lugar de trabajo 8A 3.8.2 Lugar de trabajo 8B 3.8.3 Lugar de trabajo 8C 3.8.4 Lugar de trabajo 8D 3.8.5 Lugar de trabajo 8E 3.9 Edificio 9………………………………………………………………………………..135 3.9.1 Lugar de trabajo 9A 3.9.2 Lugar de trabajo 9B 3.9.3 Lugar de trabajo 9C 3.10 Edificio 10………………………………………………………………………………149 3.10.1 Lugar de trabajo 10A 3.11 Resumen………………………………………………...……………………………...151 CAPÍTULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………152 BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………….154 6 ANEXO 1……………………………………………………………………………………..159 ANEXO 2……………………………………………………………………………………..162 ANEXO 3……………………………………………………………………………………..166 7 ÍNDICE DE FIGURAS 1.1 Núcleo atómico [4]……………………………………………………………………..…18 1.2 Gráfica de estabilidad nuclear [7]…………………………………………………………19 1.3 Desintegración radiactiva [8]……………………………………………………………..20 1.4 Vida media [9]…………………………………………………………………………….21 1.5 Efecto túnel [10]…………………………………………………………………………..23 1.6 Decaimiento alfa del Rn-222 [11]………………………………………………………...23 1.7 Poder de frenado de partículas alfa en diferentes materiales………………………………27 1.8 Poder de frenado de partícula alfa en aire seco……………………………………………27 1.9 Rango y rango proyectado [14]…………………………………………………………...28 1.10 Rango proyectado de partícula alfa en diferentes materiales……………………………..29 1.11 Rango proyectado de partícula alfa en aire seco……………………………………..……29 1.12 Curva de Bragg en aire de una partícula alfa de energía 4.78 MeV [17]………………...…30 1.13 (a) Ingreso de Radón a recintos [19]………………………………………………………31 (b) Daño del tejido pulmonar por la progenie del Radón [20] 1.14 (a) Serie Radiactiva U-238 [21]………………………………………………...…………32 (b) Serie Radiactiva Th-232 [22] 1.15 Principios de emanación de Radón en un grano de mineral [5]……………………………33 1.16 (a) Estructura del suelo [23]. ……………………………………………………...………34 (b) Tipos de granos: Grava (gravel), arena (sand), limo (silt), arcilla (clay) [24]. 1.17 Granos de arena que contienen minerales de Sílice SiO2 (cuarzo), el cual a su vez contiene Uranio que finalmente da origen al gas Radón…………………………………….………34 1.18 Razón U-238 / Th-232 en el suelo [1]……………………………………………..………35 1.19 Transporte de Radón [25]…………………………………………………………………38 1.20 Difusión [26]……………………………………………………………………………...38 1.21 Exhalación [28]…………………………………………………………………...………41 1.22 (a) Distribución espacial de los perfiles de concentración de Rn-222 en planos a diferentes distancias desde el piso……………………………………………………………………43 (b) Campo vectorial del movimiento del aire, que asocia a cada punto de la superficie un vector velocidad y la dirección del viento en dicho punto [29] 1.23 Impacto de la tasa de ventilación en la distribución espacial de los perfiles de concentración de Rn-222 [30]……………………………………………………………………………44 1.24 Distribución inhomogénea de Rn-222 [31]……………………………………….………44 1.25 Niveles de concentración de Rn-222, en viviendas de diferentes materiales de construcción [5]…………………………………………………………………………………………45 1.26 Esquema de la influencia de la temperatura (T) en la concentración de Radón (C-Rn), a una humedad absoluta constante (HA) y humedad de saturación (HS) que varía con la temperatura……………………………………………………………………….………47 1.27 Concentración de Rn-222 versus temperatura [30]…………………………………..……47 8 1.28 (a) Perfil de distribución de Rn-222 a una temperatura de 15 °C………………….………47 (b) Perfil de distribución de Rn-222 a una temperatura de 25 °C [30]. 1.29 Esquema de la influencia de la humedad relativa (HR) en la concentración de Rn-222 (C-Rn), a una humedad de saturación (HS) y temperatura (T) constantes………………..48 1.30 Concentración de Rn-222 versus humedad relativa, a temperatura constante [30]……..…48 1.31 Detector LR-115 Tipo 2 [54]…………………………………………………………...…51 1.32 Cadena de escisión [5]…………………………………………………………………….51 1.33 Sensibilidad del detector LR-115 Tipo 2 en una ventana de energía de 0,8 - 4,5 MeV [56].52 1.34 Regiones de influencia para el Rn-222, Rn-220 y sus progenies, para detector LR-115 Tipo 2 en modo desnudo [57]………………………………………………...…………………53 1.35 Traza formada por una partícula alfa que incide de manera normal sobre la superficie de un detector LR-115…………………………………………………………..………………54 2.1 Mapa de suelos en los distritos de Lima [59]………………………………...……………58 2.2 Arreglo de detectores colocados a alturas desde el piso de 40, 100 y 160 cm………...……59 2.3 Procedimiento de grabado químico de detectores LR- 115 Tipo 2……………...…………60 2.4 Procedimiento de lectura de trazas en los detectores LR- 115 Tipo 2…………..…………61 2.5 Esquema de la cámara de calibración de Rn-222………………………………….………62 2.6 Densidad de trazas versus exposición………………………………………………..……63 3.1 (a) Diseño y puntos de medición del lugar de trabajo 1A…………………….……………69 (b) Coordenadas de los puntos de medición 3.2 Fachada del lugar de trabajo 1A, donde se puede visualizar unas ranuras ubicadas en la parte inferior de la puerta de ingreso………………………………………………………70 3.3 Niveles de concentración de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición del plano horizontal ubicado a 40 cm de altura desde el piso………………………………….71 3.4 Distribución de concentración de Rn 222 en un plano horizontal a 40 cm de altura…….…71 3.5 Niveles de concentración de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición del plano horizontal ubicado a 100 cm de altura desde el piso………………………………...72 3.6 Distribución de concentración de Rn-222 en un plano horizontal a 100 cm de altura…..…72 3.7 Niveles de concentración de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición del plano horizontal ubicado a 160 cm de altura desde el piso………………………………...73 3.8 Distribución de concentración de Rn-222 en un plano horizontal a 160 cm de altura…..…73 3.9 Niveles de concentración promedio de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición…………………………………………………………………………………..74 3.10 Distribución promedio de concentración de Rn-222…………………...…………………74 3.11 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 1B……………………...……………76 (b) Ventanas del recinto 3.12 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 1C………………………...…………79 (b) Puerta 1 del recinto 3.13 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 1D………………………..…………84 (b) Puerta 1 y ventanas 9 3.14 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 2A………………………..…………87 (b) Ventiladores 3.15 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 2B………………………...…………90 (b) Ventiladores 3.16 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 2C……………………………...……93 (b) Ventiladores 3.17 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 3A…………………………..………96 (b) Ventanas 3.18 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 3B…………………………………...99 (b) Imagen real del ambiente 3.19 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 4A……………………………………..102 3.20 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 5A……………………………………..107 3.21 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 5B……………………………………..109 3.22 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 6A……………………………………..111 3.23 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 6B……………………………………..112 3.24 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 7A…………………………………114 (b) Imagen real del ambiente 3.25 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 7B……………………………………..116 3.26 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 7C……………………………………..118 3.27 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8A…………………………………120 (b) Punto de medición 3.28 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8B……………………………………..123 3.29 Punto de medición del lugar de trabajo 8B…………………………………………….…124 3.30 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8C……………………………………..126 3.31 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8D…………………………………129 (b) Punto de medición 3.32 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8E……………………………………..132 3.33 Punto de medición en el lugar de trabajo 8E……………………………………………..133 3.34 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9A……………………………………..135 3.35 (a) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9A……………………………………….136 (b) Imagen real del lugar de trabajo 9A 3.36 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9B……………………………………..139 3.37 (a) Imagen real del lugar de trabajo 9B…………………………………………………..140 (b) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9B 3.38 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9C……………………………………..142 3.39 (a) Imagen real del lugar de trabajo 9C…………………………………………………..143 (b) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9C 3.40 Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9D……………………………………..146 3.41 (a) Imagen real del lugar de trabajo 9D…………………………………………………..147 (b) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9D 10 3.42 (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 10A………………………………..149 (b) Punto de medición 11 ÍNDICE DE TABLAS 1.1 Isótopos del elemento Radón [5]………………………………………………………….18 1.2 Vida media y media vida de algunos núcleos [5]………………………..………………...22 1.3 Energía cinética del núcleo hijo y partícula alfa de diversas desintegraciones…………….24 1.4 Poder de Frenado [13]…………………………………………………………………….26 1.5 Energía de partículas alfa y rango proyectado [17]………………………………………..28 1.6 Tamaño y porosidad de granos de suelo [5]……………………………………………….35 1.7 Emanación de átomos de Radón de poros con aire en varios suelos y roca triturada [5]…36 1.8 Concentraciones normales de 𝑅𝑎226 𝑦 𝑅𝑛222 en aire de suelo, medido a un metro de profundidad [5]…………………………………………………………………………...37 1.9 Contenidos de Ra-226 y Th-232 en algunos materiales de construcción suecos. Los materiales reflejan la posible emisión de Radón y Torón [5]………………………..37 1.10 Contenidos de Ra-226 y Th-232 en algunos materiales de construcción alemanes. Los materiales reflejan la posible emisión de Radón y Torón [5]……………….…..…...38 1.11 Distancia de difusión promedio de los isótopos de Radón en diferentes medios [5]………39 1.12 Valores experimentales promedio del coeficiente de difusión y la distancia de difusión de Rn-222 en algunos materiales [27]…………………………………….....40 1.13 Valores representativos de la permeabilidad hidráulica [5]……………………………….41 1.14 Valores de la exhalación anual de Rn-222 [18]……………………………………………42 1.15 Comparación de la simulación con las mediciones experimentales a un Z= 1.22 de la concentración de Rn-222 en Bq/m3 [29]……………………………...…………………..43 1.16 Influencia de la tasa de ventilación en los resultados de concentración de Rn-222 en Bq/m3 [30]…………………………………………………………………......43 1.17 Exhalación de Radón de paredes, piso y techo [29]……………………………………….45 1.18 Exhalación de Radón de paredes, piso y techo…………………………………………….45 1.19 Concentración y exhalación de Rn-222 de diferentes materiales de construcción [33]……46 1.20 Estudios de exposición ocupacional debido a Rn-222 en lugares de trabajo ubicados arriba del terreno y en sótanos…………………………………………..……...49 1.21 Niveles de acción en interiores, establecidos en diferentes países [5]……………………50 1.22 Distancia mínima y máxima para el Rn-222 y Po-214 [56]……………………………….53 1.23 Incertidumbres de medida del detector LR-115 Tipo 2 [56]………………………………56 2.1 Identificación de los lugares de estudio…………………………………………………...57 2.2 Escala para interpretar el coeficiente de correlación………………………………………66 2.3 Criterio para interpretar el coeficiente de determinación múltiple ajustado (r²adj)………..68 3.1 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1A……………70 3.2 Coeficiente de Pearson y determinación entre la concentración y el eje X 3.3 Coeficiente de Pearson y determinación entre la concentración y el eje Y 3.4 Coeficiente de Pearson y determinación entre la concentración y el eje Z 12 3.5 Coeficiente de Pearson y determinación entre la concentración y la altura en cada punto de medición 3.6 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1B……………76 3.7 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 1B) 3.8 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 1B) 3.9 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 1B) 3.10 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1C……………79 3.11 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 1C) 3.12 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 1C) 3.13 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 1C) 3.14 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 2 (ambiente 1C) 3.15 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 2 (ambiente 1C) 3.16 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 2 (ambiente 1C) 3.17 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1D……………84 3.18 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 1D) 3.19 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 1D) 3.20 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 1D) 3.21 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 2A……………88 3.22 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 2A) 3.23 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 2A) 3.24 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 2A) 3.25 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 2B……………91 3.26 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 2B) 3.27 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 2B) 3.28 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 2B) 3.29 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 2C……………94 3.30 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 2C) 13 3.31 Coeficiente de Pearson y determinación entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 2C) 3.32 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 2C) 3.33 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 3A……………97 3.34 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 3A) 3.35 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 3A) 3.36 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 3A) 3.37 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 3B………..…100 3.38 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 3B) 3.39 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 3B) 3.40 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 3B) 3.41 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 4A…………..103 3.42 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 4A) 3.43 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 4A) 3.44 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 4A) 3.45 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 2 (ambiente 4A) 3.46 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 2 (ambiente 4A) 3.47 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 2 (ambiente 4A) 3.48 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 5A…………107 3.49 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 5A) 3.50 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 5A) 3.51 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 5B…………..109 3.52 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 5B) 3.53 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 5B) 3.54 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 6A…………..111 3.55 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 6A) 3.56 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 6A) 3.57 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 6B…………..113 14 3.58 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 6B) 3.59 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 6B) 3.60 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 7A….……….114 3.61 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 7A) 3.62 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 7A) 3.63 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 7B…………..116 3.64 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 7B) 3.65 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 7B) 3.66 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 7C…………..118 3.67 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 7C) 3.68 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 7C) 3.69 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8A……...…...120 3.70 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8A) 3.71 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8A) 3.72 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 2 (ambiente 8A) 3.73 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8B…………..123 3.74 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8B) 3.75 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8B) 3.76 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 2 (ambiente 8B) 3.77 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8C…………..127 3.78 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8C) 3.79 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8C) 3.80 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8C) 3.81 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8D…………..129 3.82 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8D) 3.83 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8D) 3.84 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8D) 3.85 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8E…………..132 15 3.86 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8E) 3.87 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8E) 3.88 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8E) 3.89 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9A………..…136 3.90 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9A) 3.91 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9A) 3.92 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9A) 3.93 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9B…………..139 3.94 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9B) 3.95 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9B) 3.96 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9B) 3.97 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9C…………..143 3.98 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9C) 3.99 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9C) 3.100 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9C) 3.101 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9D…………..146 3.102 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9D) 3.103 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9D) 3.104 Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9D) 3.105 Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 10A…………149 3.106 Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 10A) 3.107 Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 10A) 3.108 Cuadro resumen de los ambientes de trabajo y su correlación con la altura, temperatura y humedad relativa……………………………..…..……………………....151 16 MEDICIÓN DE RADÓN 222 EN LUGARES DE TRABAJO UBICADOS EN SÓTANOS INTRODUCCIÓN El Radón-222 es un carcinógeno pulmonar reconocido al que la exposición humana debe ser limitada. Los principales emisores de Radón en los edificios se encuentran en el suelo y en los materiales de construcción, por contener cantidades diminutas de Uranio y Radio, que se descomponen radiactivamente en gas Radón. Los lugares de trabajo ubicados en sótanos tienen una mayor cercanía con el suelo y algunos presentan escasa ventilación, por lo tanto, es probable que los sótanos tengan un mayor nivel de concentración de Radón en comparación con otros tipos de ambientes. Desde hace algún tiempo se ha venido evaluando los niveles de Radón-222 en algunas viviendas, pero hace relativamente poco tiempo que se ha prestado atención a lugares de trabajo distintos de minas. Hasta el momento la UNSCEAR, en su informe del 2008 titulado: Fuentes y Efectos de Radiaciones Ionizantes, ha presentado una estimación aproximada de la dosis efectiva anual mundial que recibe un trabajador, que no labora en minas, debido a Radón-222, siendo este valor de 4.8 mSv [1]. La Agencia de Salud Pública de Inglaterra (PHE, Public Health England) y la Agencia Ejecutiva para la Salud y Seguridad (HSE, Health and Safety Executive) del Reino Unido aconsejan a los empleadores que evalúen rutinariamente las concentraciones de Radón en lugares de trabajo ubicados en sótano, independientemente de su ubicación geográfica, con la finalidad de evaluar los riesgos de salud y seguridad de sus empleados [2]. En Perú, actualmente no contamos con una normativa que regule los niveles de concentración de Rn-222 en diferentes locaciones; además existe precaria información sobre las concentraciones de Rn-222 en centros de trabajo ubicados en sótanos. Por lo antes expuesto, es que la presente tesis tuvo por objetivo principal: - Determinar la concentración de Rn-222, en lugares de trabajo ubicados en sótanos. Y como objetivos específicos: - Evaluar la influencia de la ventilación en la distribución de la concentración de Rn-222. - Evaluar la variación de concentración de Rn-222 con la altura de medición. - Correlacionar la temperatura y humedad relativa con la concentración de Rn-222. Este trabajo de investigación se encuentra estructurado de la siguiente manera: Capítulo 1: Fundamento teórico. Capítulo 2: Materiales y metodología Capítulo 3: Resultados y análisis Capítulo 4: Conclusiones y recomendaciones. Finalmente se presentan las referencias bibliográficas y los Anexos 1, 2 y 3. 17 CAPÍTULO 1: FUNDAMENTO TEÓRICO 1.1 NÚCLEOS ATÓMICOS INESTABLES Para 1911 los experimentos de dispersión de Ernest Rutherford habían demostrado que el átomo está formado por un núcleo muy pequeño (~10−14𝑚) y electrones girantes alrededor del núcleo. El núcleo es aproximadamente 104 veces más pequeño que el tamaño general del átomo, pero contiene la mayor parte de su masa. Las partículas que conforman el núcleo, los protones y neutrones, son conocidos como nucleones [3]. Figura 1.1: Núcleo atómico [4] Una especie de átomos se representa esquemáticamente por 𝐴𝑍𝑋, donde Z es el número atómico e indica el número de protones, A es el número másico e indica en número total de protones (Z) más neutrones (N). Como ejemplo de átomo tenemos el helio 42𝐻𝑒. Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto difieren en número másico. En la Tabla 1.1, mostramos ejemplos de isótopos naturales del gas Radón. Tabla 1.1: Isótopos del elemento Radón [5] Isótopos de radón Z N A Radón 222 Rn-222 86 136 222 Radón 220 o Torón Rn-220 86 134 220 Radón 219 o Actinón Rn-219 86 133 219 Un núcleo atómico se le considera inestable si sufre desintegración radiactiva espontáneamente, mediante la emisión de partículas alfa, beta o gamma, para luego convertirse en otro núcleo. La inestabilidad de un núcleo puede evaluarse por su proporción entre el número de neutrones y el número de protones (N/Z). Esta proporción N/Z se puede graficar, obteniendo la denominada banda de estabilidad, la cual se representa con los recuadros negros de la figura 1.2. En los núcleos ligeros (Z<20) la estabilidad se consigue cuando tienen aproximadamente el mismo 18 número de protones que de neutrones (N/Z=1). En cambio, en los núcleos pesados (Z>20), la estabilidad se consigue con mayor número de neutrones y la relación entre N y Z puede llegar a ser superior a 1 (N/Z> 1). Esto se debe a que es necesario un mayor número de neutrones (N) para compensar el gran aumento de las fuerzas de repulsión protón-protón a medida que aumenta Z. Sin embargo, sea cual sea el número de neutrones presentes, parece existir un límite al número de protones que se puede empacar en un núcleo, ya que el núcleo más grande estable es el 20983𝐵𝑖, y todos los núcleos más pesados que éste (Z>83) son inestables, como por ejemplo los isótopos del Radón (Z=86), los cuales se ubica en los recuadros amarillo de la figura 1.2, debido a que tiene un exceso de protones, neutrones y busca lograr su estabilidad (disminuir su relación N/Z) mediante la emisión de partículas alfa (proceso de desintegración radiactiva) [6]. Figura 1.2: Gráfica de estabilidad nuclear [7] 1.1.1 DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA Proceso mediante el cual, un núcleo libera partículas y energía de manera espontánea y aleatoria, con la finalidad de buscar una configuración más estable. Las formas básicas de desintegración radiactiva son: la desintegración alfa (α), la desintegración beta (β), la desintegración gamma (γ). 19 Figura 1.3: Esquema de una desintegración radiactiva [8] Si suponemos que tenemos un conjunto de núcleos inestables o radiactivos “𝑁” presentes en un tiempo dado y "𝑑𝑁" representa el número de núcleos que se desintegran durante un intervalo de tiempo “dt" , entonces: 𝑑𝑁 𝐿𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = − 𝑁 El signo menos de la ecuación anterior indica que el número de núcleos disminuye con el tiempo. La probabilidad de desintegración por unidad de tiempo es: 1 𝑑𝑁 λ = − = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑁 𝑑𝑡 Donde "λ" se identifica como la constante de desintegración. La ecuación anterior puede escribirse en una manera diferente, y si existen 𝑁0 átomos en el tiempo t=0, entonces: 𝑁 𝑑𝑁 𝑡 𝑁 ∫ = ∫ −λdt → 𝐿𝑛 = −λt 𝑁 𝑁 𝑡=0 𝑁0 0 Que puede tomar la forma exponencial, conocida como la Ley de Desintegración Radiactiva [3]: 𝑁 = 𝑁 −λt0𝑒 (1.1) 1.1.1.1 ACTIVIDAD RADIACTIVA La actividad de un conjunto de núcleos radiactivos representa la razón a la cual ocurren las desintegraciones de los núcleos por unidad de tiempo y se define por: 𝑑𝑁 𝐴 = | | = λN 𝑑𝑡 20 Si la ecuación (1.1) se multiplica por λ , se convierte en: λ𝑁 = λ𝑁0𝑒 −λt, donde λ𝑁0 = 𝐴0 es la actividad inicial, y λ𝑁 = 𝐴 es la actividad en el tiempo t. A = 𝐴 −λt0𝑒 (1.2) La unidad para medir la actividad es el Becquerelio (Bq), siendo 1 Bq = 1 desintegración por segundo. Concentración: La concentración, también conocida como actividad específica, es la magnitud que permite medir y dar a conocer cuánta cantidad o actividad de sustancia se puede encontrar en una unidad de volumen o masa. Las unidades de concentración empleadas para núcleos radiactivos, como por ejemplo los isótopos de Radón, pueden ser: á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠/𝑐𝑚3, 𝐵𝑞/𝑚3, 𝐵𝑞/𝑘𝑔, etc. [3,7]. 1.1.1.2 TIEMPO DE SEMIDESINTEGRACIÓN ( 𝑻𝟏/𝟐 ) Tiempo de semidesintegración, también conocido como vida media, se define como el tiempo transcurrido en el cual el número de núcleos de una muestra decae a la mitad del número inicial. 𝑁 Cuando 𝑡 = 𝑇1/2, el número de átomos presentes de una clase dada es 𝑁 = 0 , reemplazando estos 2 valores en la ecuación (1.1) y despejando obtenemos la vida media 𝑇1/2 [3,7]: 𝑁0 𝐿𝑛 2 0.639 = 𝑁 𝑒−λ𝑇1/2 → 𝑇 = = (1.3) 2 0 1/2 λ λ Figura 1.4: Tiempo de semidesintegración [9]. 1.1.1.3 MEDIA VIDA ( ̅̅𝑻̅ ) También conocida como vida promedio de un núcleo radiactivo, es el tiempo de vida promedio de todos los núcleos de una muestra dada. Por lo tanto, si hay 𝑑𝑁1 átomos con un tiempo de vida 𝑡1 , 21 𝑑𝑁2 átomos con un tiempo de vida 𝑡2, y así sucesivamente, entonces la vida media se define en la forma [3]: 𝑡1 𝑑𝑁1 + 𝑡2 𝑑𝑁2 + ⋯ ?̅? = 𝑑𝑁1 + 𝑑𝑁2 + ⋯ En términos de cálculo integral, obtenemos: 0 ∞ 𝑑𝑁 ∫ 𝑡 𝑑𝑁 ∫ 𝑡 𝑑𝑡𝑁 1 ?̅? = 0 0 = 𝑑𝑡0 = ∫ 𝑑𝑁 ∞ 𝑑𝑁 𝑑𝑡 λ𝑁0 ∫0 𝑑𝑡 El tiempo de semidesintegración (𝑇1/2) y la media vida (?̅?) están relacionadas por: 𝑇 ?̅? = 1/2 ó 𝑇 = 0.693?̅? (1.4) Ln 2 1/2 Tabla 1.2: Tiempo de semidesintegración y media vida de algunos núcleos [5] Tiempo de Núcleo semidesintegración Media Vida ?̅? 𝑻𝟏/𝟐 U-238 4.47x109 años 3.10x109 años Ra-226 1.6x103 años 1.11x103 años Rn-222 3.82 días 2.65 días Po-218 3.05 minutos 2.11 minutos Po-214 0.00164 s 0.00114 s Th-232 14.04x109 años 9.73x109 años Ra-224 3.64 días 2.52 días Rn-220 55.6 s 38.53 s Po-216 0.145 s 0.100 s Po-212 3x10-7 s 2.07x10-7 s 1.1.2 DESINTEGRACIÓN ALFA Este proceso se presenta cuando los núcleos contienen muchos nucleones, tal que la fuerza nuclear fuerte de corto alcance que las mantiene unidas, son difícilmente capaces de equilibrar la repulsión mutua de los protones. La desintegración alfa en tales núcleos se presenta como un medio de aumentar su estabilidad por reducción de su tamaño. Clásicamente, una partícula alfa atrapada dentro de una barrera de potencial nuclear no puede escapar hacia afuera de la barrera; sin embargo, en 1928 Gamow desarrolló la teoría de la desintegración alfa, tomando como base la mecánica cuántica, la cual suministra una explicación directa sobre el escape de la partícula alfa desde el 22 núcleo. Los principios básicos de esta teoría son los siguientes: (1) Una partícula alfa puede existir como una entidad dentro del núcleo; (2) La partícula alfa está en constante movimiento y está encerrada en el núcleo por medio de una barrera de potencial que lo rodea; (3) Existe una pequeña probabilidad, pero definida, de que la partícula alfa pueda pasar a través de la barrera (efecto túnel) [3]. Figura 1.5: Esquema del efecto túnel para las partículas alfa [10]. En la desintegración alfa, hay un núcleo padre inestable “P” que se desintegra en un núcleo hijo “D” (con un número atómico dos unidades más pequeño y un número de masa cuatro unidades más pequeño) más una partícula α (que es un núcleo de helio, compuestos por dos protones y dos neutrones). 𝐴 𝑍𝑃 → 𝐴−4 𝑧−2𝐷 + 4 2𝐻𝑒 2+ (1.5) Como ejemplo de un elemento que sufre este tipo de decaimiento, tenemos al Rn-222, el cual se transforma en Polonio-218 más una partícula alfa. Figura 1.6: Esquema del decaimiento alfa del Rn-222 [11]. En esta desintegración la masa inicial del núcleo padre es mayor que la suma de la masa del núcleo hijo y la masa de la partícula alfa. La energía equivalente a la diferencia de masa aparece como energía cinética del núcleo hijo y la partícula alfa. Pasando por alto los equivalentes de masa de las 23 energías del amarre electrónico, esta energía de desintegración alfa puede escribirse en términos de masas atómicas (uma), como: 𝐸 = [𝑀𝑃 − (𝑀𝐷 + 𝑀𝛼)] (1.6) Como la energía liberada en la desintegración alfa es alrededor de mil veces menor que la energía en reposo de las partículas alfa ~4𝐺𝑒𝑉 , las partículas alfa siempre son no relativistas. La ecuación de la conservación de la masa - energía puede escribirse entonces: 𝐸 = 𝐾𝐷 + 𝐾𝛼 = [𝑀𝑃 − (𝑀𝐷 + 𝑀𝛼)] Donde 𝐾𝐷 𝑦 𝐾𝛼 son las energías cinéticas de la partícula hijo y la partícula alfa respectivamente. La energía cinética del padre no se ha incluido, ya que se supone en reposo. La conservación del momento lineal requiere que: 𝑀2𝑉2 𝑀2 𝑉2 𝑀 𝑉 = 𝑀 𝑉 → 𝛼 𝛼 = 𝐷 𝐷𝛼 𝛼 𝐷 𝐷 → 𝑀𝛼𝐾2 2 𝛼 = 𝑀𝐷𝐾𝐷 De aquí podemos despejar las energías cinéticas alfa y del hijo: 𝑀𝐷𝐾𝐾 = 𝐷 𝑀 ; 𝐾 = 𝛼 𝐾𝛼 𝛼 𝑀 𝐷𝛼 𝑀𝐷 Reemplazando estas últimas expresiones en 𝐸 = 𝐾𝐷 + 𝐾𝛼, y luego en la ecuación (1.6), obtengo la energía cinética de la partícula alfa y el núcleo hijo, que obtienen como consecuencia del decaimiento alfa que se produjo en el núcleo padre. Para convertir la energía de unidades uma a unidades de MeV debemos multiplicarla por el factor 931.5 [3] 𝑀𝐷 𝑀𝐾𝛼 = [ ] 𝐸 ; 𝐾 𝛼 𝐷 = [ ] 𝐸 (1.7) 𝑀𝐷+𝑀𝛼 𝑀𝐷+𝑀𝛼 Con la ayuda de las ecuaciones 1.6 y 1.7, determinamos la energía cinética del núcleo hijo y partícula alfa de la desintegración del Ra-226, Rn-222, Po-218 y el Po-214 (que pertenecen a la serie de decaimiento del U-238); de la misma forma determinaremos la energía cinética del núcleo hijo y partícula alfa de la desintegración del Ra-224, Rn-220, Po-216 y el Po-212 (que pertenecen a la serie de decaimiento del Th-232). Los resultados se muestran en la tabla 1.3. Tabla 1.3: Energía cinética del núcleo hijo y partícula alfa de diversas desintegraciones Serie Radiactiva 𝑼𝟐𝟑𝟖 Energía de la desintegración Energía cinética del Energía cinética alfa núcleo hijo alfa Desintegración alfa 𝐸(𝑀𝑒𝑉)𝑎 𝐾𝐷(𝐾𝑒𝑉) 𝑏 𝐾𝛼(𝑀𝑒𝑉) 𝑏 226 88𝑅𝑎 → 222 86𝑅𝑛 + 4 2+ 2𝐻𝑒 4.87065594 86.25 4.78 222 86𝑅𝑛 → 218 84𝑃𝑜 + 4 2+ 2𝐻𝑒 5.59034774 100.79 5.49 24 218 84𝑃𝑜 → 214 82𝑃𝑏 + 4 2+ 2𝐻𝑒 6.11471517 112.27 6.00 214𝑃𝑜 → 210𝑃𝑏 + 4 2+84 82 2𝐻𝑒 7.83351338 146.53 7.69 Serie Radiactiva 𝑻𝒉𝟐𝟑𝟐 Energía de la desintegración Energía cinética del Energía cinética alfa núcleo hijo alfa Desintegración alfa 𝐸(𝑀𝑒𝑉)𝑎 𝐾𝐷(𝐾𝑒𝑉) 𝑏 𝐾𝛼(𝑀𝑒𝑉) 𝑏 224𝑅𝑎 → 220𝑅𝑛 + 4 2+88 86 2𝐻𝑒 5.78888672 103.43 5.69 220𝑅𝑛 → 21686 84𝑃𝑜 + 4𝐻𝑒2+2 6.40470696 116.52 6.29 216 84𝑃𝑜 → 212 82𝑃𝑏 + 4 2+ 2𝐻𝑒 6.90636256 127.98 6.78 212 84𝑃𝑜 → 208 82𝑃𝑏 + 4 2+ 2𝐻𝑒 11.7762259 222.36 8.78 (64%) aEcuación (1.6) bEcuación (1.7) 1.1.2.1 PODER DE FRENADO DE LA PARTÍCULA ALFA (S) Durante el movimiento de la partícula alfa a través de un medio, ésta experimenta diversas interacciones antes de perder toda su energía cinética. El poder de frenado es el parámetro usado para describir la pérdida gradual de la energía de la partícula alfa conforme esta va penetrando en el medio. Su unidad está en función de energía por unidad de longitud, por ejemplo: 𝑀𝑒𝑉/𝑐𝑚 [12]. 𝑑𝐸 𝑆 = − (1.8) 𝑑𝑥 Desde un punto de vista energético, estas partículas pierden su energía provocando excitaciones e ionizaciones en los electrones de los átomos del medio (poder de frenado electrónico, P.F.E.) y emitiendo fotones, que resultan de la interacción de la partícula alfa con el núcleo de los átomos del medio (poder de frenado nuclear, P.F.N.). Por tanto, la pérdida total de energía por unidad de recorrido se expresa como: 𝑑𝐸 𝑑𝐸 𝑑𝐸 [ ] ≈ [ ] + [ ] 𝑑𝑥 𝑑𝑥 𝑃.𝐹.𝐸. 𝑑𝑥 𝑃.𝐹.𝑁. En el caso de partículas pesadas como las alfa, la pérdida de energía por colisiones radiativas es despreciable. En 1932, usando la mecánica cuántica relativista, Bethe derivó la siguiente expresión para el poder de frenado en un medio uniforme [12]: 𝑑𝐸 4𝜋𝑘2𝑧2𝑒4𝑛 2𝑚𝑐2𝛽2 𝑆 = − = 0 [ 2] 𝑑𝑥 𝑚𝑐2 2 𝐿𝑛 − 𝛽 𝛽 𝐼(1−𝛽2) 25 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑘0 = 8.99𝑥10 9𝑁𝑚2𝐶−2 𝑧 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑡ó𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑓𝑎 𝑒 = 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟ó𝑛 𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑝𝑜𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟ó𝑛 𝑐 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑢𝑧 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑐í𝑜 𝛽 = 𝑣/𝑐 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑓𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑎 𝑐 𝐼 = 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑐𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 Al dividir el poder de frenado lineal por la densidad del medio en el cual se propaga la partícula, se obtiene el poder de frenado másico en unidades de 𝑀𝑒𝑉𝑐𝑚2/𝑔 [12]. 𝑆 1 𝑑𝐸 = − 𝜌 𝜌 𝑑𝑥 Con la ayuda del programa ASTAR, determinamos el poder de frenado de partículas alfa en diferentes tipos de materiales [13]. Tabla 1.4: Poder de Frenado [13] Poder de Frenado (MeV/cm) Núcleo Energía alfa Agua Sílice Nitrato de A-150 Tejido Aire Seco Padre (MeV) Líquida SiO2 Celulosa Equiv. Plástico ρ=1.2048x10-3 ρ=1 ρ=2.32 ρ=1.49 ρ=1.127 g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 Ra-226 4.78 0.95 914.00 1576.21 1201.39 1057.69 Rn-222 5.49 0.92 885.50 1530.04 1164.73 1024.56 Ra-224 5.69 0.86 828.60 1437.70 1091.57 958.63 Po-218 6.00 0.86 827.50 1435.85 1090.23 957.27 Rn-220 6.29 0.84 807.80 1403.60 1064.75 934.28 Po-216 6.78 0.81 777.70 1354.18 1026.01 899.35 Po-214 7.69 0.78 751.70 1311.50 992.34 869.14 Po-212 8.78 0.76 734.00 1282.26 969.39 848.63 26 1600.00 1500.00 1400.00 1300.00 Agua Líquida 1200.00 Sílice 1100.00 1000.00 Nitrato de 900.00 Celulosa Tejido Equiv. 800.00 Plástico 700.00 600.00 500.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 Energía de partículas alfa (MeV) Figura 1.7: Poder de frenado de partículas alfa en diferentes materiales 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 Energía de partículas alfa (MeV) Figura 1.8: Poder de frenado de partículas alfa en aire seco 1.1.2.2 RANGO DE UNA PARTÍCULA ALFA (R) El Rango de una partícula cargada como la alfa es un concepto que proporciona la distancia total que recorre la partícula hasta quedar en reposo dentro de un medio absorbente. La mayoría de las interacciones electrónicas y nucleares que sufre una partícula alfa transfieren de manera gradual y continua sólo una pequeña fracción de su energía cinética inicial (𝐸𝐾0). El rango se obtiene al integrar el recíproco del poder de frenado total con respecto a la energía [14,15]. 0 𝑑𝐸 −1 𝑅 = ∫ [− ] 𝑑𝐸 (1.9) 𝐸𝐾0 𝑑𝑥 27 Poder de Frenado (MeV/cm) Poder de Frenado (MeV/cm) La proyección del Rango sobre el eje de incidencia de una partícula alfa en el medio absorbente se denomina Rango Proyectado, que es valor promedio de la profundidad a la cual una partícula alfa penetrará hasta llegar a un estado de reposo. El Rango siempre es mayor que el Rango Proyectado y esto se debe a que el número de colisiones por unidad de distancia recorrida y la energía perdida en cada colisión son variables aleatorias, por lo que no todas las partículas alfas irán a penetrar la misma distancia desde la superficie del medio absorbente, sino que existirá una distribución espacial de estas partículas, que tienen la misma energía cinética inicial [16]. Figura 1.9: Rango y rango proyectado [14]. Para estimar el Rango Proyectado de las partículas alfa en el aire se puede usar la siguiente fórmula empírica 𝑅 = 0.318𝐸3/2, donde R está dado en [cm] y la energía E en [MeV]. El Rango proyectados en sólidos se obtiene a partir de la ecuación 𝑅 = 3.2𝑥10−4(𝐴/𝜌)1/2, donde A es el número de masa del sólido y 𝜌 es su densidad en g/cm2 [14,15]. Con la ayuda del software SRIM se calculó el rango proyectado alcanzado por partículas alfas que atraviesan diferentes tipos de materiales [17]. Tabla 1.5: Energía de partículas alfa y rango proyectado [17] Rango Proyectado Energía Sílicef Núcleo Aire Secoa Aguab A-150 Tejido Equiv. Nitrato de Concretoe alfa SiO2 Padre (mm) (um) Plásticoc (um) Celulosad (um) (um) (MeV) (um) ρ=1.2048x10-3 ρ=1 ρ=1.127 ρ=1.49 ρ=2.34 ρ=2.32 g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 Ra-226 4.78 33.57 34.02 28.88 26.23 19.45 20.46 Rn-222 5.49 41.36 41.93 35.67 32.22 23.90 25.03 Ra-224 5.69 43.69 44.30 37.70 34.01 25.23 26.39 Po-218 6.00 47.42 48.08 40.96 36.87 27.34 28.55 Rn-220 6.29 51.04 51.75 44.13 39.64 29.39 30.65 Po-216 6.78 57.43 58.24 49.72 44.54 33.00 34.33 Po-214 7.69 70.20 71.20 60.95 54.32 40.18 41.66 Po-212 8.78 87.02 88.19 75.73 67.16 49.59 51.22 aICRU-276; bICRU-104; cICRU-099; dICRU-138; eSRIM; fICRU-245. ρ=densidad. 28 89.00 84.00 Agua 79.00 74.00 69.00 Tejido Equiv. 64.00 Plástio 59.00 54.00 Nitrato de 49.00 Celulosa 44.00 Concreto 39.00 34.00 29.00 Sílice 24.00 19.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 Energía Partícula Alfa (MeV) Figura 1.10: Rango proyectado de partícula alfa en diferentes materiales 90.00 85.00 80.00 75.00 70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 Energía Partícula Alfa (MeV) Figura 1.11: Rango proyectado de partícula alfa en aire seco 1.1.2.3 CURVA DE BRAGG Si graficamos el poder frenado de la partícula alfa con respecto a su distancia de penetración obtenemos la curva de Bragg, la cual alcanza su máximo, conocido como pico de Bragg, a una distancia de penetración que depende de la energía cinética original de la partícula. La forma de esta curva se explica a que el fenómeno de interacción se da de la siguiente manera: durante el recorrido en el medio la partícula cargada tiene su carga desnuda, y su pérdida de energía dE/dx 29 Rango Proyectado (um) Rango Proyectado (mm) aumenta al disminuir su velocidad. Al llegar a velocidades bajas parte de la carga de la partícula cargada se recombina, reduciendo por completo su valor de dE/dx [14]. Con la ayuda del software SRIM, graficamos la curva de Bragg de una partícula alfa de energía 4.78 MeV en aire seco (ICRU), cuyo rango proyectado es 33.57 mm [17]. Figura 1.12: Curva de Bragg de la atenuación de una partícula alfa de energía 4.78 MeV, en aire [17] 1.2 RADÓN Radón es un gas natural y de núcleos inestables o radiactivos que se origina como producto de la desintegración de isótopos de Radio en el seno de la corteza terrestre, desde donde migra hacia la atmósfera; una vez en esta se dispersa y desintegra emitiendo partículas alfa y núcleos hijos o progenie (también radiactivos), estos últimos se adhieren a pequeñísimas partículas, aerosoles atmosféricos, que siempre están presentes en el aire. Cuando las personas inhalan una fracción de estos núcleos hijos se fijan en los diversos tramos del tracto respiratorio y decaen emitiendo partículas alfa que bombardean y ocasionalmente lesionan las células epiteliales, lo que a la larga puede ocasionar un cáncer de pulmón. Afortunadamente, sus concentraciones en la atmósfera exterior suelen ser tolerables a los efectos señalados; sin embargo, en el interior de recintos como: viviendas, oficinas, sótanos, etc. las concentraciones alcanzadas son varias veces superiores a las de la atmósfera exterior. Ello es debido a que el Radón desprendido del piso, paredes y techo de los recintos, a causa del reducido espacio disponible y de la escasa ventilación, experimenta una acumulación superior a la de la atmósfera exterior. Esta circunstancia justifica que el Radón haya merecido la atención por parte de muchos países, incluido el nuestro [18]. 30 (a) (b) Figura 1.13: (a) Ingreso de Radón a recintos [19]. (b) Daño del tejido pulmonar por la progenie del Radón [20]. 1.2.1 ISÓTOPOS DE RADÓN Los isótopos del radón en la naturaleza (Rn-222, Rn-220 y Rn-219), son producidos en minerales por el decaimiento de isótopos de radio (Ra-226, Ra-224 y Ra-223), que a su vez son productos de las series radiactivas naturales que empiezan con el Uranio-238 (U-238), Torio-232 (Th-232) y Uranio-235 (U-235) [5,18]. El U-238, Th-232 y U-235 son núcleos inestables o radiactivos, que existen en la corteza terrestre desde la existencia de la tierra; sus periodos de semidesintegración o vida media (𝑇1/2) son: 4.468x109, 14.04x109, 0.7x109 años respectivamente; y estos son del orden de magnitud de la edad de la tierra (aproximadamente 4.47x109 de años), lo cual explica que existan en la actualidad cantidades apreciables de los tres y, en consecuencia, de sus descendientes que continuamente origina cada uno [5,18]. En la figura 1.14-(a), representamos esquemáticamente la serie de decaimiento radiactivo del U- 238, dentro del cual encontramos el isótopo Rn-222 ó Radón (𝑇1/2= 3.82 días). El Rn-222, a su vez tiene dos descendientes de estado sólido y de vida corta los cuales son: El Polonio-218 (𝑇1/2= 3.05 minutos) y el Polonio-214 (𝑇1/2= 0.00164 s). El Rn-222, por su carácter de gas inerte, se encuentra libre en la naturaleza originándose dondequiera que existan minerales de U-238 [5,18]. En la figura 1.14-(b), representamos esquemáticamente la serie de decaimiento radiactivo del Th- 232, dentro del cual encontramos el isótopo Rn-220 ó Torón (𝑇1/2= 55.6 s). El Rn-220, a su vez tiene dos descendientes de estado sólido y de vida corta los cuales son: El Polonio-216 (𝑇1/2= 0.145 s) y el Polonio-212 (𝑇1/2= 3x10 -7 s). El Rn-220, por su carácter de gas inerte, al igual que el Rn- 222 se encuentra libre en la naturaleza, originándose dondequiera que existan minerales de Th-232 [5,18]. 31 (a) (b) Figura 1.14: (a) Serie Radiactiva U-238 [21]. (b) Serie Radiactiva Th-232 [22]. En la serie de decaimiento radiactivo del U-235 encontramos el isótopo Rn-219 o Actinón. La presencia del Rn-219 en la naturaleza es insignificante y esto se debe a que tiene una vida media muy corta (𝑇1/2 = 3.96 s.) y a las generalmente bajas concentraciones de U-235 en la corteza terrestre (𝑈235 /𝑈238 = 0.0079) [5,18]. 1.2.2 FORMACIÓN Y EMANACIÓN DE RADÓN Se define como emanación a la fracción de átomos de Rn-222 y Rn-220 formados en un mineral, por el decaimiento de isótopos de Radio (Ra-226, Ra-224), que salen hacia los poros. Como la emanación ocurre en una manera similar para ambos Rn-222 y Rn-220, sólo los principios de la desintegración y emanación de Rn-222 se tratan aquí. Cuando el Ra-226 se desintegra se forman un átomo de Rn-222 y una partícula alfa. Cuando la partícula alfa es eyectada desde el Ra-226, un 32 efecto de retroceso surge en el átomo de Rn-222. Esto disloca al átomo de Rn-222 del lugar de la red del mineral o molécula donde el átomo de Ra-226 estuvo. La distancia que el átomo de Rn-222 puede ser movido en el grano del mineral de densidad normal es: 20 – 70 um. Es este mismo movimiento lo que permite que del átomo de Rn-222 emane de un grano mineral. Las diferentes teorías sobre los casos de emanación que se podrían presentar en el mineral son las siguientes [5]: Caso 1: El átomo de Radón es trasladado dentro del cristal adyacente por el efecto de retroceso de la partícula alfa eyectada. Caso 2: El átomo de Radón es trasladado a través del cristal. Caso 3: El átomo de Radón es trasladado del cristal a una micro-fisura o al aire en un poro adyacente. El transporte adicional en la microfisura es por difusión. Figura 1.15: Esquema de los principios de emanación de Radón en un grano de mineral [5]. 1.2.3 CONCENTRACIÓN DE RADÓN EN SUELO El suelo está formado por granos de diferentes tamaños, producto de la fragmentación de las rocas, entre ellas tenemos: la arcilla, limo, arena y grava. 33 (a) (b) Figura 1.16: (a) Estructura del suelo [23]. (b) Tipos de granos: Grava (gravel), arena (sand), limo (silt), arcilla (clay) [24]. Estos granos están compuestos por varios minerales, siendo el más abundante entre ellas el cuarzo SiO2 (Sílice). Los minerales (tamaño 50 – 800 um) a su vez varían ampliamente en sus contenidos de U-238 y Th-232, quienes generan el Ra-226 y Ra-224 los cuales son núcleos padres del Rn-222 y Rn-220 respectivamente [5]. Figura 1.17: Granos de arena que contienen minerales de Sílice SiO2 (cuarzo), el cual a su vez contiene Uranio que finalmente da origen al gas Radón. La UNSCEAR (Comité científico de Naciones Unidas sobre el efecto de la radiación) presentó en su informe del año 2008, volumen I, titulado: “Fuentes y efectos de la radiación ionizante”, que el valor promedio mundial de la actividad específica o concentración de U-238 y Th-232 en el suelo es 37 ± 4 Bq/Kg y 33 ± 3 Bq/Kg respectivamente. También desarrollaron el mapa mostrado en la figura 1.18, donde se puede ver la variación de la razón U-238 / Th-232 en diferentes países del mundo. En algunos países el norte de África y Europa U-238 / Th-232 > 1, lo que indica que en esos lugares hay mayor concentración de U-238. En la mayoría de países en el Asia U-238 / Th- 232 < 1, lo que indica que predomina la presencia de Th-232. Y en la mayoría de ciudades de Norte 34 América U-238 / Th-232 = 1. Como se puede apreciar este estudio no involucra a América del Sur [1]. Figura 1.18: Razón U-238 / Th-232 en el suelo [1] Mientras más pequeña y porosa sea la partícula en que el átomo de Radón es formado, hay mayor oportunidad que el átomo escape de este y se genere así una mayor concentración de Radón en el suelo [5]. Tabla 1.6: Tamaño y porosidad de granos de suelo [5] Tipos de suelo y Tamaño del grano Porosidad (%) roca <0.6 um (la mayoría de los granos de 40-70 Arcilla fina arcilla son < 0.06 um) Arcilla gruesa 0.6-2 um Limo 2-60 um 35-50 Arena 60-2000 um 25-50 Grava 2000-60000 um 25-40 Roca --- 5-50 Como se puede apreciar en la tabla 1.6, las partículas de arcilla son tan pequeñas que una gran fracción de átomos de Radón formados deberían emanar de ellos al aire o agua en los poros cuando los átomos de Radio se desintegran. Esto explica por qué existe una alta emanación del 30 – 70% de todos los átomos de Radón, han sido medidos en arcilla. Es más difícil explicar cómo la emanación de la arena seca y grava pueden llegar al 30 %. Algo más que el efecto de retroceso es requerido para explicar tal figura. Ek y Ek (1995) han estudiado la concentración de Radio en diferentes tamaños de partículas de grava y arena gruesa. Ellos 35 encontraron que una de las explicaciones de la mejorada emanación se debe a que los átomos de Radio han sido precipitados sobre la superficie de los granos y sus fisuras [5]. La emanación del Torón en suelo ha sido estudiada por Megumi y Mamuro (1974). Ellos encontraron que alrededor del 10 % del torón formado es emanado de la arena, limo y arcilla producida por la erosión de granito [5]. Tabla 1.7: Emanación de átomos de Radón de poros con aire en varios suelos y roca triturada [5]. Tipo de suelo y roca triturada e (%) Grava 15-40 Arena 15-30 Arcilla 30-70 Roca triturada 5-15 (tamaño de la partícula 1 – 8 mm) Uranio triturado, enriquecido con granito 15-30 (tamaño de la partícula 1 – 8 mm) Las concentraciones de Radón y Torón en el aire del suelo o aguas subterráneas son determinadas por su concentración de Radio, cuántos de los átomos de Radón y Torón se emanan a los poros desde el grano del mineral en el cual ellos son formados, la porosidad, contenido de agua del suelo y además por la forma en como estos son transportados desde el suelo hacia la atmósfera. Si la concentración de Radio, porosidad y emanación para un tipo de suelo son conocidos, la máxima concentración de Radón que puede ocurrir en los poros cuando están completamente llenos de ya sea de agua o de aire puede ser calculada a partir de la ecuación 1.10. 𝐶𝑚𝑎𝑥 = 𝐴𝑒𝑑(1 − 𝑝)/𝑝 (1.10) Donde 𝐶 3𝑚𝑎𝑥 es la concentración o actividad específica del Radón (Bq/m ) en el volumen del poro con nada de ventilación (0 ach, ach significa cambio de aire por hora); A es la actividad específica del Radio (Bq/kg), e es la emanación; d es la densidad compacta (kg/m3) de los minerales del suelo (el valor común para minerales del suelo: 2700 kg/m3), p es porosidad (razón del volumen del poro al volumen total). Esta fórmula no es plenamente universal, cuando la concentración de los átomos de Radón por unidad de volumen en el poro iguala a los que están alrededor del grano de mineral, el paso del Radón a los poros cesa. En otras palabras, la concentración de gas Radón por unidad de volumen en el poro no puede ser mayor que su concentración en el grano de mineral. Esto ocurre cuando p < e. Si un suelo cuyos poros están completamente llenos de aire, con una actividad específica de 10 Bq/kg de Radio-226, 0.03 (30%) de porosidad, densidad compacta del mineral de 2700 kg/m3 y 25 % de emanación. La concentración de Radón-222 (𝐶𝑚𝑎𝑥) es aprox. 16 000 Bq/m 3 por 10 Bq/kg de Radio-226. Si mantenemos las mismas condiciones anteriores, pero cambiando la actividad específica a 50 Bq/kg de Radio-226, la concentración de Radón-222 (𝐶𝑚𝑎𝑥) es aprox. 80 000 36 Bq/m3. Con estos resultados podemos darnos cuenta que la concentración de Radón aumenta con el aumento de la concentración de Radio en el suelo [5]. Tabla 1.8: Concentraciones normales de 𝑹𝒂𝟐𝟐𝟔 𝒚 𝑹𝒏𝟐𝟐𝟐 en aire de suelo, medido a un metro de profundidad [5]. Tipo de Suelo 𝑹𝒂𝟐𝟐𝟔 (𝑩𝒒/𝑲𝒈)* 𝑹𝒏𝟐𝟐𝟐 (𝑩𝒒/𝒎𝟑) Tierra cultivada o residual con 15-65 5 000 – 30 000 contenido de radio normal. Tierra cultivada o residual con 130 – 125 10 000 – 60 000 fragmentos de granito. Cultivo con fragmentos de uranio 125 – 360 10 000 – 200 000 enriquecido con granito. Grava 30-75 10 000 – 150 000 Arena 5-35 2 000 – 20 000 Limo 10-50 5 000 – 60 000 Arcilla 10-100 10 000 – 100 000 Suelo que contiene fragmentos de 175 – 2 500 50 000 > 106 pizarra de alumbre. *12.3 Bq/Kg de 𝑅𝑎226 es equivalente a 1 ppm (parte por millón) de Uranio. 1.2.4 CONCENTRACIÓN DE RADÓN EN MATERIALES DE CONSTRUCIÓN El U-238 y Th-232 y sus descendientes se hallan presentes, en concentraciones diversas en todos los materiales que conforman la corteza terrestre. Los materiales de construcción, que utilizamos en nuestra vida diaria, proceden directa o indirectamente de esa corteza, por lo tanto, ocurrirá que también estos tendrán cantidades diversas de estos mismos núcleos. Finalmente, todo esto quiere decir que los materiales de construcción también son emisores de los isótopos de Radón. En la Tabla 1.9 y 1.10 presentamos valores promedios de concentración de Ra-226, Th-232 en diferentes tipos de materiales de construcción que provienen de Suecia y Alemania [5, 18]. Cabe mencionar que, en nuestro país, aún no se han realizado evaluaciones de los contendido de material radiactivo como el Ra-226 y Th-232, en materiales de construcción. Tabla 1.9: Contenidos de Ra-226 y Th-232 en algunos materiales de construcción suecos. Los materiales reflejan la posible emisión de Radón y Torón [5]. Material Ra-226 (Bq/kg) Th-232 (Bq/kg) Concreto liviano, en base de alúmina 788-2 627 19-96 Clínker de arcilla 137-189 161-184 Ladrillo 40-164 71-180 Concreto liviano, a base de arena 3-132 4-157 Concreto 31-63 46-127 Caliza 7-15 4-10 Yeso, natural 2-9 0-12 37 Tabla 1.10: Contenidos de Ra-226 y Th-232 en algunos materiales de construcción alemanes. Los materiales reflejan la posible emisión de Radón y Torón [5] Material Ra-226 (Bq/kg) Th-232 (Bq/kg) Granito 30-500 17-311 Ladrillo 10-200 12-200 Concreto liviano 6-80 1-60 Yeso 2-70 2-100 Concreto 7-92 4-71 Caliza 4-41 2-20 1.2.5 TRANSPORTE DE RADÓN El Radón se transporta en un medio básicamente por dos medios: difusión y convección. Figura 1.19: Transporte de Radón [25] 1.2.5.1 DIFUSIÓN Se da cuando las moléculas migran desde el lugar de máxima concentración a otros lugares de menor concentración. Por ejemplo, si en un extremo de una habitación cerrada colocamos un frasco de colonia, al poco tiempo percibiremos el aroma en todo el recinto y esto se debe a que las moléculas aromáticas han emigrado por difusión. Un parámetro importante para este tipo de transporte es la determinación del Constante de Difusión D para diferentes tipos de suelos y rocas, que es el que muestra la facilidad con que el radón se mueve en un determinado medio. El significado de D se puede obtener a partir de la Ley de Fick (en valor absoluto) [18]. 𝑑𝐶 ∅ = 𝐷 (1.11) 𝑑𝑍 Figura 1.20: Difusión [26] 38 Siendo ∅ la intensidad de la corriente de átomos de radón (N° átomos Rn/𝑐𝑚2𝑠), D el coeficiente de difusión (característico del medio); dC/dz es el gradiente de concentración (N° átomos Rn/ 𝑐𝑚3). De la ecuación 1.11, se deduce que: Rn (átomos 2 ) [𝐷] = 𝑐𝑚 𝑠𝑅𝑛 = 𝑐𝑚 2/𝑠 (1.12) á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑐𝑚3 𝑐𝑚 Por consiguiente, D representa la intensidad de la corriente de átomos, normalizada a un gradiente de concentración unidad. Como vemos en la tabla 1.11, la constante de difusión en agua es menor por un factor de 10 0000 que la constante de difusión en aire. El movimiento difusivo en el suelo y roca está controlado por la extensión de la porosidad abierta y conectada. En general, una mayor porosidad permite un transporte difusivo más extenso [18]. A partir del coeficiente de difusión se puede obtener una expresión sencilla relacionada con él y que es útil en la descripción del proceso de transporte. Así, podemos determinar la distancia de difusión L promedio del movimiento de un isótopo de radón antes de que este desaparezca por decaimiento, dada por la siguiente ecuación [18]: 𝐿 = √𝐷?̅? (1.13) Donde L[cm] es la distancia de difusión promedio, ?̅?[s] es la media vida del isótopo y D [𝑐𝑚2/𝑠] es la constante de difusión. Así, la distancia de difusión promedio que recorre el Radón es alrededor de 155 cm en un suelo poroso seco, pero sólo 1.55 cm en un suelo poroso saturado con agua. En el caso del Torón recorre una distancia promedio de 2.0 cm en un suelo poroso seco, pero sólo 0.02 cm en un suelo poroso saturado con agua [5]. Tabla 1.11: Distancia de difusión promedio de los isótopos de Radón en diferentes medios [5] Distancia de difusión Constante de Medio L [cm] difusión 𝑹𝒏𝟐𝟐𝟐 𝑹𝒏𝟐𝟐𝟎 𝑫[𝒄𝒎𝟐/𝒔] Aire 220 2.85 10−1 Suelo poroso seco 155 2.0 5x10−2 Agua 2.2 0.0285 10−5 Suelo poroso saturado con agua 1.55 0.020 5x10−6 Las distancias de difusión promedio dadas en la tabla 1.11 son importantes para establecer límites en el movimiento efectivo del Rn-222 y el Rn-220 en la ausencia de mecanismos de transporte especiales. Según la tabla 1.11, las entradas de Radón a las bases de las casas u otros recintos provienen principalmente del suelo que está, no más allá, de 1 o 2 metros de la casa (una fuente muy local). También se podría decir que, el Rn-222 es hasta ahora el núcleo dominante, y Rn-220 39 proporciona solo un fondo local; pero debemos tomar en cuenta que las relaciones Th / U excepcionalmente altas, sin embargo, pueden conducir a una mayor difusión de Rn-220 en comparación con el Rn-222. Un ejemplo famoso es en el estado de Kerala en India, donde las arenas de monacita (ThPO4) pueden producir abundante liberación de Rn-220 que es potencialmente importante para la salud. En un trabajo realizado por Silker y Kalkwarf (1983), encontraron diferentes valores de D de los presentados en la tabla 1.12. Ellos encontraron que para un grupo de 32 suelos que se extienden desde la arcilla hasta la arena sedimentosa, los valores de D varían desde 0.005 a 0.062 𝑐𝑚2/𝑠, con un promedio de 0.03 𝑐𝑚2/𝑠. La considerable variabilidad implica que cuando se desea un valor preciso de D, el suelo real de interés debería ser medido utilizando muestras múltiples [5]. Tabla 1.12: Valores experimentales promedio del coeficiente de difusión y la distancia de difusión de Rn-222 en algunos materiales [27] Material Espesor Constante de Distancia de Valoración [cm] difusión D [cm2/s] difusión L [cm] Yeso 10 23.5 110 Permeable Piedra pómez 15 15.0 85 Permeable Caliza 15 03.4 40 Permeable Ladrillo 15 03.5 40 Permeable Arenisca 10 22.0 100 Permeable Concreto poroso 10 13.0 80 Permeable Concreto 10 0.07 6 Permeable Polímero de concreto PPC 4 <10-5 0.7 Impermeable Granito 3 0.53 16 Permeable Placas de vidrio 7 <10-5 <0.07 Impermeable Asfalto, asbesto 0.3 10-5 0.07 Impermeable Betún 0.3 <10-5 <0.07 Impermeable Lámina PEHD 0.1 <10-5 <0.07 Impermeable Goma de silicona 0.3 <10-5 <0.07 Impermeable Lámina de plomo 0.01 <10-5 <0.07 Impermeable Goma de butilo 0.15 10-4 0.2 Permeable Revestimiento de poliuretano 0.5 <10-5 <0.07 Impermeable Lámina de plástico 0.3 <10-5 <0.07 Impermeable Resina epoxy 0.3 <10-5 <0.07 Impermeable 1.2.5.2 CONVECCIÓN Los gradientes de presión en el suelo pueden causar el flujo de gas o líquido en el espacio intersticial en la tierra, la facilidad de dicho flujo está dada por la permeabilidad hidráulica k. 𝜂(𝑑𝑉/𝑑𝑡) 𝑘 = [ ] (1.14) 𝐴(𝑑𝑃/𝑑𝑧) Donde 𝜂 es la viscosidad, (𝑑𝑉/𝑑𝑡)/𝐴 es el volumen movido por unidad de tiempo y por unidad de área, y (𝑑𝑃/𝑑𝑧) el gradiente de presión. K está en unidades de longitud al cuadrado, ya sea 40 𝑐𝑚2 𝑜 𝑢𝑛 𝑑𝑎𝑟𝑐𝑦 = 10−8𝑐𝑚2. La tabla 1.13 muestra el amplio espectro de valores que son encontrados para la permeabilidad hidráulica [5]. Tabla 1.13: Valores representativos de la permeabilidad hidráulica [5] Sustancia Rango de permeabilidad (𝒄𝒎𝟐) Polvo de pizarra negra 4.9𝑥10−10 − 1.2𝑥10−9 Polvo de sílice 1.3𝑥10−10 − 5.1𝑥10−10 Arena 2.0𝑥10−7 − 1.8𝑥10−6 Suelo 2.9𝑥10−9 − 1.4𝑥10−7 Arenisca 5.0𝑥10−12 − 3.0𝑥10−8 Piedra caliza, dolomita 2.0𝑥10−11 − 4.5𝑥10−10 Ladrillo 4.8𝑥10−11 − 2.2𝑥10−9 Concreto bituminoso 1.0𝑥10−9 − 2.3𝑥10−7 Tablero de corcho 3.3𝑥10−6 − 1.5𝑥10−5 Fibra de vidrio 2.4𝑥10−7 − 5.1𝑥10−7 1.2.6 EXHALACIÓN Una vez que los átomos de los isótopos de Radón han migrado hacia la superficie de un medio, estos son expulsados hacia la atmósfera exterior o hacia un recinto. Existe una magnitud llama exhalación que me proporciona el número de átomos de radón emitidos en un segundo por una superficie terrestre de 1 cm2, y se puede expresar por la siguiente ecuación [18]: ∅0 = 0.037 𝐶𝑑𝑒𝐿 (1.15) Figura 1.21: Esquema del proceso de exhalación del gas Radón [28] 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: ∅0[á𝑡𝑜𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑ó𝑛/(cm 2. 𝑠)] = 𝑒𝑥ℎ𝑎𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐶[𝑝𝐶𝑖/𝑔] = 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑑[𝑔/cm3] = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑒 = 𝑒𝑚𝑎𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐿[𝑐𝑚] = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛 41 Vemos que ∅0 depende de las características físicas del medio difusor (d,e,L) y de la concentración de Radio. En general, las características físicas de la corteza suelen ser parecidas de unos lugares a otros, por lo que el parámetro más influyente en la exhalación es la concentración del Radio. Para tener una idea acerca del valor de ∅0 vamos a tomar valores típicos de concentración de Radio C=1 (10-12 gRa/g = 1 pCi/g = 0.037 Bq/g), d=1, e=0.36 y L= 100 cm. Resulta así un valor de 1.33 átomos/(cm2. 𝑠) ≅ 10000 átomos/(m2. 𝑠), que coincide bastante bien con el valor medio experimental asignado a los continentes. En particular se viene aceptando el valor dado por Wilkening, que no difiere prácticamente del anterior: 0.8 átomos/cm2. 𝑠 ≡ 0.45 𝑝𝐶𝑖/(m2. 𝑠). El valor dado por Guedalia es muy parecido 0.5 𝑝𝐶𝑖/(m2. 𝑠). Se puede comprobar que la intensidad de la fuente de radón 10000 átomos/(m2. 𝑠) equivale a 18 Ci/(Km2. 𝑎ñ𝑜), es decir cada Km2de superficie emite anualmente 18 Ci, que como actividad representa una cifra importante. Los 18 Ci de Radón desprendidos en un año por cada Km2 de superficie terrestre equivalen a unos 2500 millones de Ci para el área de todos los continentes (aproximadamente 140 millones de Km2) [18]. Tabla 1.14: Valores de la exhalación anual de Rn-222 [18] Origen Ci/año % Exhalación continental 2𝑥109 78.7 Aguas subterráneas 5𝑥108 19.7 Exhalación oceánica 3𝑥107 1.2 Residuos de fosfatos 3𝑥106 0.12 Minería de uranio 2𝑥106 0.11 Escorias y cenizas del carbón 2𝑥104 0.001 Combustión del carbón 9𝑥102 3.5𝑥10−5 Exhalación humana 10 4𝑥10−7 Total 2.54𝑥109 1 Ci = 3.7x1010 Bq 1.3 RADÓN EN INTERIORES Las contribuciones principales de Radón en interiores provienen del piso, paredes y techo; otros parámetros que determinan su permanencia son el aire que fluye, temperatura y humedad de dicho ambiente. 1.3.1 INFLUENCIA DE LA VENTILACIÓN En el trabajo desarrollado por Neetika Chauhan y col. (2014) [29], se hizo la estimación por simulación de la distribución espacial de los perfiles de concentración de Rn-222 en planos horizontales a diferentes distancias desde el piso (1.22, 1.83 y 2.44 m) dentro de un recinto cerrado (dimensiones 3x3x3 m3), con tres puertas; también se consideró que una de las puertas estaba en contacto con el entorno exterior y las otras dos se consideraban internas. Ellos encontraron que la concentración de Rn-222 dentro del recinto no es uniforme, a pesar de estar cerrada y que está vinculada a la distribución del campo vectorial del viento (o corriente de aire) dentro del recinto. Estos resultados fueron validados con medidas experimentales. 42 Tabla 1.15: Comparación de la simulación con las mediciones experimentales a un Z= 1.22 de la concentración de Rn-222 en Bq/m3 [29] Medición experimental Locación Simulación Detector activo Detector pasivo Esquina 1 27 (35%) 30 (50%) 20 Esquina 2 24 (14.3%) 30 (42.9%) 21 Esquina 3 27 (0%) 30 (11.1%) 27 Esquina 4 18 (38.5%) 8 (38.5%) 13 Centro 22 (4.3%) 42 (82.6%) 23 Promedio 23.6 (13.5%) 28 (34.6%) 20.8 Figura 1.22: (a) Distribución espacial de los perfiles de concentración de Rn-222 en planos a diferentes distancias desde el piso [29]. (b) Campo vectorial del movimiento del aire, que asocia a cada punto de la superficie un vector velocidad y la dirección del viento en dicho punto [29]. En otro trabajo, Keramatollah Akbari y col. [30] evaluaron el impacto de la tasa de ventilación en la distribución espacial de los perfiles de concentración de Rn-222 en un plano horizontal a una distancia desde el piso de 2.1 m dentro de un recinto, por medio de mediciones experimentales, simulación y solución analítica. Los resultados obtenidos muestran que los niveles de Radón-222 fueron inversamente proporcionales a la tasa de cambio de aire. Tabla 1.16: Influencia de la tasa de ventilación en los resultados de concentración de Rn-222 en Bq/m3 [30] Tasa de cambio Solución Mediciones Simulación de aire (ach) analítica 0.0 3580 3582 -- 0.25 90 106 107 0.5 45 53 55 1.2 25 22 20 43 Figura 1.23: Impacto de la tasa de ventilación en la distribución espacial de los perfiles de concentración de Rn-222 [30] Por otro lado, V. Urosevic y col. desarrollaron una simulación para evaluar el comportamiento de Rn-222 en un recinto (3x4x3 m3) que tiene ventilación por un área de 20x20 cm2. Sus resultados mostraron que la distribución de este isótopo es no homogénea [31]. Figura 1.24: Distribución no homogénea de Rn-222 en un recinto [31] 1.3.2 INFLUENCIA DE LA EXHALACIÓN DE RADÓN DESDE EL PISO, PAREDES Y TECHO En un trabajo desarrollado por Neetika Chauhan y col. (2014) [29], se midieron la exhalación de paredes, piso y techo de un recinto, donde encontraron que la exhalación de Rn-222 generada en las paredes fue mayor comparado con el piso y el techo. Las paredes estaban formadas por ladrillo enlucido y el piso, techo estaban hechos de concreto. 44 Tabla 1.17: Exhalación de Radón de paredes, piso y techo [29]. Barrera Material Área de la barrera Exhalación de Rn-222 [Bq/(m2.h)] Paredes Ladrillo enlucido 30.9 1.59 ± 0.10 Piso Concreto 09.1 0.96 ± 0.07 Techo Concreto 09.1 0.99 ± 0.19 Del trabajo presentado por R. Raby y col. (2017) [32], también determinaron la exhalación de las paredes, piso y techo de un recinto, obteniendo los resultados mostrados en la tabla 1.18. En este caso podemos observar que la mayor exhalación también lo generan las paredes. Tabla 1.18: Exhalación de Radón de paredes, piso y techo. Barrera Exhalación de Rn-222 [Bq/(m2.h)] Paredes 0.260 ± 0.03 Piso 0.180 ± 0.03 Techo 0.140 ± 0.02 De los resultados mostrados en las últimas dos tablas (1.17 y 1.18), podemos darnos cuenta que hay una diferencia entre los niveles de exhalación de las paredes, piso y techo de un recinto, lo que podría generar que la distribución de Radón en interiores sea no uniforme. Los investigadores Winter y Wicke (1993) determinaron la distribución de concentración de Rn- 222 en casas en Eslovaquia que tienen diferentes materiales de construcción. Como podemos observar el ladrillo genera mayores concentraciones de Rn-222 que el concreto dentro de un recinto y esto se debe probablemente a que el ladrillo presenta una mayor concentración de Ra-226 y Th- 232 y capacidad de difusión (ver tabla 1.9, 1.10 y 1.12) [5]. Figura 1.25: Niveles de concentración de Rn-222, en viviendas de diferentes materiales de construcción [5] Hesham A. Yousef y col. [33] empleando detectores pasivos CR-39, determinaron la concentración y exhalación de Rn-222 de diferentes materiales de construcción en Dacalia (Cairo- Egipto). Los resultados se muestran en la tabla 1.19. Se obtuvo valores altos de concentración y exhalación para el granito. 45 Tabla 1.19: Concentración y exhalación de Rn-222 de diferentes materiales de construcción [33] Cemento Material de construcción Granito Piedra Arena Mármol Negro Concentración de Radón 𝐂𝑹𝒏 820.51 363.22 257.09 219.59 185.92 (𝑩𝒒/𝒎𝟑) ± 10.49 ± 9.87 ± 5.88 ± 5.30 ± 4.08 Tasa de exhalación de área 𝐄𝑨 1059.92 467.68 331.14 270.23 239.42 (𝒎𝑩𝒒/𝒎𝟐𝒉) ± 12.95 ± 12.32 ± 7.07 ± 6.54 ± 4.83 Cemento Material de construcción Ladrillo Grava Cerámica Yeso Blanco Concentración de Radón 𝐂𝑹𝒏 108.69 88.39 83.49 65.10 47.88 (𝑩𝒒/𝒎𝟑) ± 3.82 ± 3.44 ± 2.99 ± 2.96 ± 2.92 Tasa de exhalación de área 𝐄𝑨 140.43 113.69 107.44 83.74 61.84 (𝒎𝑩𝒒/𝒎𝟐𝒉) ± 4.56 ± 4.13 ± 3.64 ± 3.46 ± 3.74 1.3.3 INFLUENCIA DE LA HUMEDAD Y TEMPERATURA En el trabajo desarrollado por Keramatollah Akbari (2013) y col. [30], evaluaron por medio de una simulación el cambio de la concentración de Radón con la temperatura en el interior de un recinto, considerando que la tasa de cambio de aire (0.5 ach) y la humedad absoluta son constantes y la temperatura del recinto varía de 15 °C a 25 °C. El valor inicial de la humedad relativa fue 30 %. La temperatura exterior se estableció en 18 °C. Sus resultados se muestran en la figura 1.26 y la explicación que dieron fue la siguiente: Caso 1: Cuando la temperatura interior es menor que la temperatura exterior, el calor se transfiere de afuera hacia adentro; por lo tanto, la temperatura interior aumenta, esto causa que las moléculas que conforman el aire estén más dispersadas y desordenadas por el aumento de energía y al mismo tiempo generan dispersión en los átomos que conforman el gas Radón y su progenie, generando así que su concentración disminuya; también genera una disminución de su humedad relativa, debido al aumento de la humedad de saturación con la temperatura (humedad absoluta del aire/ humedad absoluta del aire saturado). Caso2: Por otra parte, cuando la temperatura interior es mayor que la exterior, el calor se transfiere de adentro hacia afuera, causando que la temperatura en el interior disminuya, aumentando la concentración de Radón y su progenie, y la humedad relativa aumente, debido a la disminución de la humedad de saturación con la temperatura. 46 Caso 1 Caso 2 Figura 1.26: Esquema de la influencia de la temperatura (T) en la concentración de Radón (C-Rn), a una humedad absoluta constante (Ha) y humedad de saturación (Hs) que varía con la temperatura. De lo antes mencionado determinaron que la concentración de Radón disminuyó a medida que la temperatura varió desde 15 °C a 21 °C, y luego aumentó ligeramente después de 21 °C, debido a que la temperatura exterior es de 18 °C. Figura 1.27: Concentración de Rn-222 versus temperatura [30]. Evaluaron cómo cambia el perfil de distribución de Radón en el recinto con la temperatura, en un plano horizontal ubicado a 210 cm de distancia desde el piso. Figura 1.28: (a) Perfil de distribución de Rn-222 a una temperatura de 15 °C (b) Perfil de distribución de Rn-222 a una temperatura de 25 °C [30]. También desarrollaron una simulación con el propósito de investigar el efecto de la humedad relativa en la concentración de Radón en interiores, consideraron varios valores de humedad 47 relativa para un valor constante de la tasa de cambio de aire (0.25 ach) y una temperatura constante (18 °C) que trae como consecuencia que la humedad de saturación también sea constante. Caso 1: Los resultados muestran que cuando la humedad relativa aumenta, se incrementa el contenido de agua en el recinto (humedad absoluta) y decrece la concentración de Radón, esto se debe a que el aumento del contenido de agua en el aire conduce a un menor coeficiente de difusión y por lo tanto a una longitud de difusión más corta para el Radón. Caso 2: Por otro lado, si la humedad relativa disminuye, disminuye el contenido de agua en el recinto (humedad absoluta) y aumenta la concentración de Radón, puesto que el coeficiente de difusión de Radón en aire es mayor. Caso 1 Caso 2 Figura 1.29: Esquema de la influencia de la humedad relativa (HR) en la concentración de Rn-222 (C-Rn), a una humedad de saturación (HS) y temperatura (T) constantes. Figura 1.30: Concentración de Rn-222 versus humedad relativa, a temperatura constante [30] Diversos investigadores han evaluado experimentalmente cómo afectan en conjunto la humedad relativa, absoluta y temperatura en la concentración de Radón. Por ejemplo: Arabzedegan y col. estimaron que el flujo de Radón no tiene correlación con la temperatura y la humedad. Porstendorfer, Bochicchio y col., Ortega y Vargas reportaron que existe una correlación negativa entre los niveles de Radón y temperatura. Nagaraja y col. encontraron que los niveles de Radón y su progenie exhiben una correlación positiva con la humedad relativa y una correlación negativa con la temperatura. Singh y col. encontraron una correlación positiva con la humedad relativa, pero negativa con la temperatura y la humedad absoluta. Kirandeep Kaur y col. observaron que la concentración de Radón crece con el incremento de la humedad relativa, pero decrece con la humedad absoluta y temperatura. Chen y col., indicaron que existe una correlación positiva de la 48 concentración de Radón con la humedad relativa y negativa con la temperatura. Blaauboer y Smetsers, encontraron que existe una correlación positiva entre la concentración y la humedad absoluta [34]. 1.4 EXPOSICIÓN OCUPACIONAL DEBIDO A RADÓN Desde hace algún tiempo se ha venido evaluando los niveles de Rn-222 y Th-220 en algunas viviendas, pero hace relativamente poco tiempo que se ha prestado atención a lugares de trabajo distintos de minas. Hasta el momento la UNSCEAR, en su informe del 2008, ha presentado una estimación aproximada de la dosis efectiva anual mundial que recibe un trabajador, que no labora en minas, debido a Rn-222, siendo este valor de 4.8 mSv. En este informa también se estimó que en Alemania alrededor de 50 000 personas están expuestas a concentración de Rn-222 que van desde 1 000 a 3000 Bq/m3. En el Reino Unido, las concentraciones de Rn-222 se midieron en 4 800 lugares de trabajo, la concentración media fue de 210 Bq /m3, y en 710 casos la concentración excedió 400 Bq /m3. De lo estimado 1.7 millones de lugares de trabajo en el Reino Unido, 5 000 lugares de trabajos con 50 000 trabajadores se esperarían excedan el nivel de 400 Bq /m3 [1]. En la tabla 1.20 se presenta un resumen de lugares de trabajo evaluados a nivel mundial, desarrollados por diferentes investigadores [35]. Tabla 1.20: Estudios de exposición ocupacional debido a Rn-222 en lugares de trabajo ubicados arriba del terreno y en sótanos. País Número y tipo de lugar de trabajo Concentración de Rn-222 (Bq/m3) Bélgica [36] 02 escuelas (incluido sótanos y pisos a nivel del suelo) 160-1150, 200-550 China [37] 166 hoteles, restaurantes, tiendas, oficinas, salas de 3-618 (sótano) 1-3 (arriba del ent+retenimiento, fábricas y almacenes en casas (51 en terreno) sótanos, 115 arriba del terreno) [38] 88 hoteles, restaurantes, mercados, almacenes (48 75 (media geométrica) (sótanos) 13 sótanos, 40 arriba del terreno) (media geométrica) (arriba del terreno) Finlandia [39] 4500 lugares de trabajo municipal y privados. 510 lugares de trabajo municipal, 260 en privados India [40] 77 almacenes, tiendas, restaurantes y talleres Debajo de 60 en el 79% de los lugares de trabajo. Italia [41] 03 oficinas (arriba del terreno) 20-300 [42] 47 lugares en escuelas (arriba del terreno) 7-97 [43] 166 jardines (19 sótanos, 10 parcialmente debajo del 13-1181 terreno, 67 por encima del terreno) Japón [44] 52 habitaciones HVAC, cuarto de máquinas, sala para 3-185 trabajadores, etc. (principalmente en sótanos) [45] 05 oficinas (sobre el terreno) 21-66 (promedio anual) 49 Korea [46] 74 estaciones de metro (sótano) 677 Rusia [47] 136 habitaciones en pre- escuela 5-268 Reino Unido [48] 39 hospitales (sobre el terreno) <50 – 1770 [49] 3000 lugares de trabajo (no identificado) 10% exceden 400 Bq/m3 [50] 158 mediciones en ambientes en sótanos 9-13 639 Estados Unidos [51] Salones de clase en escuelas (arriba del terreno) <37 – alrededor 1200 [52] 7047 salas del primero piso de edificios 5-147 (promedio) [53] Más de 70 000 salones de clase. Hasta 3700 Bq/m3 1.4.1 NIVELES DE ACCIÓN EN INTERIORES El nivel de acción es definido por la IAEA Basic Safety Standards (1994) [5] como el nivel de concentración por encima del cual acciones de protección radiológica o remediación deberían llevarse a cabo. Los niveles de acción establecidos por algunos países e instituciones se muestran en la tabla 1.21. En el Reino Unido existe el Reglamento de Radiaciones Ionizantes de 1999 (IRR99) en el cual se establece que si un lugar de trabajo tiene un nivel de Rn-222 superior a 400 Bq/m3, los empleadores deben actuar para reducir este nivel. También se debe poner en claro, que los valores de concentración de Rn-222 mostrados en la tabla 1.21 son niveles de referencia anual. Tabla 1.21: Niveles de acción en interiores, establecidos en diferentes países [5] Nivel de acción País Construcciones Construcciones antiguas (Bq/m3) nuevas (Bq/m3) Australia 200 200 Austria 400 400 Canadá 800 - Dinamarca 200 200 Alemania 250 250 Irlanda 200 200 Suecia 200 70 Reino Unido (viviendas) 200 200 Reino Unido (lugares de trabajo) 400 Estados Unidos 150 150 ICRP-65 200-600 200-600 IAEA-BSS 200-600 200-600 CEC 400 200 WHO 200-300 200-300 50 1.5 TÉCNICA DE MEDICIÓN DE RADÓN Los detectores usados en esta tesis son los LR-115 Tipo 2, empleados en modo desnudo, de 2 x 2 cm2 de área. Estos detectores consisten de una película delgadas de nitrato de celulosa de 12 um de espesor, de color rojo; además tienen una base de poliéster transparente de 100 um de espesor (ver figura 1.31) [5]. Figura 1.31: Detector LR-115 Tipo 2 [54] Estos detectores son dispositivos pasivos que se colocan en el lugar que se desea evaluar (bajo condiciones naturales) y las partículas alfas que provienen de los isótopos de Radón y/o hijas impactan en el detector; luego, según la energía y ángulo con que cada partícula alfa incida sobre el detector algunas partículas alfa generaran escisiones de algunas de las cadenas de los polímeros que forman la estructura del detector LR-115 (ver figura 1.32), debido a la transferencia lineal de energía (LET) alfa sobre su trayectoria. Esto también produce especies reactivas tales como los radicales libres, que pueden ser de larga vida. Figura 1.32: Diagrama esquemático de la cadena de escisión en el detector causado por el paso de una partícula alfa [5]. Cuando el detector es subsecuentemente tratado con un apropiado baño químico (NaOH), el área de escisión es disuelta y el agujero resultante (de tamaño original 20-50 𝐴) puede ser agrandado por un factor de 102 − 103. El rastro del daño dejado por la partícula alfa se vuelve así fijo como traza. La microscopía óptica luego permite diferenciar entre los diferentes tipos y geometrías de las trazas, y determinar la energía asociada a las partículas alfas incidentes. El baño químico recomendado para el registro de trazas es un 10 % (2.5N) de solución en agua destilada de hidróxido de sodio (NaOH) con un tiempo de grabado que puede variar desde 75 a 100 minutos, a 51 una temperatura estable de 60 ° C (con fluctuaciones < 0.5 °C). Después del baño químico el detector debe ser enjuagado con agua acificada o destilada. Las ventajas de emplear los detectores LR -115, son [5]: - Dimensiones pequeñas (típicamente 1 cm x 1 cm, ~ 100-500 um de espesor). - Facilidad de uso, no necesitan de una fuente de energía ya que su propiedad de detección es una cualidad intrínseca del material del que están hechos. - Bajo costo (una hoja que produce alrededor de 400 detectores cuesta aproximadamente US $ 40). - Simples de procesar y leer (un baño de grabado termostático, reactivos químicos simples y un microscopio óptico, son los requisitos mínimos). - Son dispositivos integradores, es decir se dejan in situ por un periodo de tiempo para acumular cuentas. Esta propiedad ofrece además la ventaja extra de dar una lectura promedio en caso que la señal varíe con el tiempo. - El LR-115 no es afectado por electrones. - El LR-115 puede ser guardado hasta más de 10 años. Esto permite que el detector pueda ser releído en el caso que se necesite. 1.5.1 RESPUESTA DEL LR-115 TIPO 2 A LAS PARTÍCULAS ALFA La distancia que recorren las partículas α en el aire depende de sus energías, siendo sus rangos de unos pocos centímetros. Para que las partículas alfa sean registradas en el detector LR-115 Tipo 2, éstas deben llegar al detector con energías comprendidas dentro de la ventana de 0,8 - 4,5 MeV. Debido a que las partículas alfa el Radón y su progenie se emiten con energías superiores al umbral superior de la ventana, éstas deberán recorrer cierta distancia en el aire para ser detectadas. En la figura 1.33 se muestran cinco casos de incidencia que pueden llegar o no a generar una traza a lo largo del camino de la partícula alfa [55,56]. Figura 1.33: Sensibilidad del detector LR-115 Tipo 2 a una ventana de energía de 0,8 - 4,5 MeV [56] 52 De todo esto podemos concluir que una mínima y máxima distancia son requeridos entre el detector LR-115 y la fuente de la partícula alfa. En la tabla 1.22 se muestran valores de la distancia mínima y máxima para el Rn-222 y su hija más energética Po-214, que deben recorrer para generar una traza revelada (o grabada) visible al microscopio óptico. Tabla 1.22: Distancia mínima y máxima para el Rn-222 y Po-214 [56] Núcleo Energía Distancia Distancia Alfa (MeV) mínima (mm) máxima (mm) Rn-222 5.59 5 35 Po-214 7.83 30 60 Existe las llamadas regiones de influencia (también denominados volúmenes efectivos), en la cual las partículas alfa confinadas en ella, tiene la probabilidad no nula de ser registrada en el detector LR-115. La figura 1.34 muestra las regiones típicas de influencia para el Rn-222, Rn-220 y sus progenies, cuando el detector LR-115 Tipo 2 está expuesto en modo desnudo. Figura 1.34: Regiones de influencia para el Rn-222, Rn-220 y sus progenies, para detector LR-115 Tipo 2 en modo desnudo [57] Existe un fenómeno llamado "Efecto Plateout" que describe la deposición de la progenie del Radón en la superficie de la capa sensible de la película LR-115. Son principalmente los monitores que utilizan detectores CR39 los que se ven afectados por el Efecto Plateout, mientras que afectan de menor manera a los monitores que usan películas de LR-115. La razón del por qué los LR-115 no son sensibles a los productos de desintegración (progenie) depositados en su superficie es debido a que las partículas alfa generadas demasiado cerca de la superficie del detector no pueden ser detectarse debido a sus altas energías que están fuera de la ventana de energía a la cual es sensible el LR-115 (0,8 - 4,5 MeV) [56]. 53 1.5.2 CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE LAS TRAZAS La forma y el diámetro de la traza dependen básicamente de dos parámetros: Las características de grabado del detector (tipo de grabador empleado, molaridad y temperatura), representado por la velocidad de grabado de la región no dañada (𝑉𝐵), y las características de la interacción de la partícula alfa con el medio, representado por la velocidad de grabado de la traza (𝑉𝑇) a lo largo de la trayectoria de la partícula [5, 58]. Figura 1.35: Traza formada por una partícula alfa que incide de manera normal sobre la superficie de un detector LR-115. Inicialmente haremos una simplificación considerando, que las partículas alfa tienen una incidencia normal a la superficie del detector (ver figura 1.35), la velocidad de grabado de la región dañada es 𝑉𝑇, tal que dentro del tiempo de revelado de la traza 𝑡 la traza se puede extenderse una distancia 𝐿 desde el punto de origen; al mismo tiempo la región no dañada del detector está siendo removida a una velocidad 𝑉𝐵 . De esto podemos obtener una expresión que representa el ángulo crítico de grabado 𝜃𝑐. 𝑉𝐵𝑡 𝑉𝐵𝑡 𝑉𝐵 𝑉𝑆𝑖𝑛 𝜃𝑐 = = = → 𝜃𝑐 = 𝑆𝑖𝑛 −1 [ 𝐵] (1.16) 𝐿 𝑉𝑇𝑡 𝑉𝑇 𝑉𝑇 Del triángulo O´PT en la figura N° es evidente que: 𝑑/2 𝑉 2𝑉 𝐿 2𝑉 = tan 𝜃 = 𝐵 → 𝑑 = 𝐵 𝑒 = 𝐵 𝑡(𝑉𝑇−𝑉𝐵) 𝑉 −𝑉 𝑐 = 2𝑉 𝑡√ 𝑇 𝐵 𝐵 (1.17) 𝐿𝑒 √𝑉2−𝑉2 √𝑉2−𝑉2 𝑉 +𝑉𝑇 𝐵 𝑇 𝐵 √𝑉2−𝑉2 𝑇 𝐵𝑇 𝐵 Considerando la fracción 𝑉 = 𝑉𝑇/𝑉𝐵 y el espesor removido ℎ = 𝑉𝐵𝑡, la ecuación (1.17) finalmente toma la siguiente forma: 𝑉−1 𝑑 = 2ℎ√ (1.18) 𝑉+1 Precisamente d representa el diámetro de la traza grabada por incidencia normal de una partícula alfa en el detector y V es llamada la razón de grabado, que es un parámetro muy útil para determinar las propiedades de registro de partículas alfa en polímeros como el LR-115. Esta razón también nos da parámetros tales como "la eficiencia de grabado" y "ángulo crítico de grabado (𝜃𝑐)", etc. Es fácil medir 𝑉𝐵 y se puede determinar a partir de la capa removida de detector en un tiempo de 54 grabado t, ℎ = 𝑉𝐵𝑡, que se determina empleando un micrómetro. La medición de 𝑉𝑇 para partículas con bajos 𝑉 ,tales como las partículas alfa, no es tan sencillo. Se puede demostrar, a partir de la ecuación (2.18), que: 𝑑 2 1 + [ ] 𝑉 = 2ℎ 2 (1.19) 𝑑 1 − [ ] 2ℎ Con 𝑉𝐵 𝑦 𝑉 conocidos, esto nos permite calcular 𝑉𝑇 para las partículas alfas que inciden de manera normal en un detector. 1.5.3 NIVEL DE SATURACIÓN El nivel de saturación indica la máxima densidad de trazas nucleares en el detector en la que todavía se puede distinguir trazas individuales. Las altas densidades de trazas son causadas por altas concentraciones de Radón y/o largos tiempos de exposición. La sobresaturación de los detectores causa superposición de las trazas y puede conducir a resultados inexactos. El nivel de saturación para el LR-115 es de aproximadamente 600 trazas/mm2, con trazas cuyos diámetros varían desde 1-15 um. La exposición total indicada en unidades de kBq.h/m3 es un parámetro importante en la dosimetría de Radón. Este se calcula multiplicando la concentración de Radón con el tiempo de exposición. Por ejemplo: la exposición total es la misma si un detector es expuesto por 2000 horas a 50 Bq/m3 o por 50 horas a 2000 Bq/m3, en ambos casos la exposición total es 100 kBq.h/m3. La máxima exposición que tolera un detector LR-115 es alrededor de 70 MBq.h/m3. La mínima exposición es sólo 2 kBq.h/m3. Estos valores máximos y mínimos pueden ser usados para calcular de manera aproximada el tiempo de exposición máxima y mínima del detector LR-115 [56]. 1.5.4 INCERTIDUMBRES DE MEDIDA DEL DETECTOR LR-115 La tabla 1.23 indica los valores típicos para las incertidumbres de medición de los dosímetros de Radón Kodalpha, formados por detectores LR-115 tipo 2, a un nivel de confianza 2σ. Las incertidumbres de medición en % y Bq/m³ están correlacionadas con diferentes tiempos de exposición y concentraciones de Radón. Los valores exactos dependen del lote de producción de las películas y la temperatura del baño químico. De acuerdo con los estándares internacionales y normas, las incertidumbres de medición de los dispositivos de medición de Radón deben ser inferiores a ± 20% [56]. 55 Tabla 1.23: Incertidumbres de medida del detector LR-115 Tipo 2 [56] Exposición ± ± ± ± ± ± (días) 90 8-11 12-15 24-30 34-42 38-47 46-58 17% - 21% 12% - 15% 6% - 8% 4% - 5% 4% - 5% 4% - 5% 75 9-19 13-16 26-33 37-46 41-52 50-64 18% - 23% 13% - 16% 6% - 8% 5% - 6% 4% - 5% 3% - 4% 60 10-13 15-18 29-37 41-52 46-58 50-71 21% - 26% 15% - 18% 7% - 9% 5% - 6% 5% - 6% 4% - 5% 45 12-15 17-21 34-42 47-60 53-67 65-82 24% - 30% 17% - 21% 8% - 11% 6% - 8% 5% - 7% 4% - 5% 30 15-18 21-26 41-52 58-73 65-82 80-101 29% - 37% 21% - 26% 10% - 13% 7% - 9% 6% - 8% 5% - 7% 15 21-26 29-37 58-73 82-104 92-116 113-142 41% - 52% 29% - 37% 15% - 18% 10% - 13% 9% - 12% 8% - 9% 7 30-38 43-54 85-108 120-152 134-170 165-208 60% - 76% 43% - 54% 21% - 27% 15% - 19% 13% - 17% 11% - 14% 50 Bq/m3 100 Bq/m3 400 Bq/m3 800 Bq/m3 1000 Bq/m3 1500 Bq/m3 56 CAPÍTULO 2: MATERIALES Y METODOLOGÍA 2.1 IDENTIFICACIÓN DE LOS LUGARES DE ESTUDIO Se escogieron como recintos de estudio, lugares de trabajo u ocupacionales, localizados en sótanos de diferentes edificios en la ciudad de Lima – Perú. Como los sótanos tienen más contacto con el suelo que otras partes de un edificio, y a menudo tienen una ventilación limitada, hay un mayor potencial de que se produzcan altos niveles de concentración de Rn-222 en ellos, además que hay una permanencia de aproximadamente 08 horas diarias por parte del personal de trabajo en estos recintos. Para poder realizar las mediciones de Rn-222 en diversos tipos de edificios (edificios médicos, académicos, etc.), se presentaron solicitudes de permiso y una carta de confidencialidad a cada representante legal donde nos comprometimos a no divulgar el nombre y la dirección de las instituciones donde se hicieron las medidas. Finalmente pudimos acceder a 27 lugares de trabajo ubicados en sótanos de 10 edificios. Tabla 2.1: Identificación de los lugares de estudio EDIFICIO LUGARES DE TIPO DE LUGAR UBICACIÓN EN UBICACIÓN TRABAJO EL EDIFICIO GEOGRÁFICA 1A Oficina Sótano 1 1B Laboratorio Sótano 1 1 1C Auditorio Sótano 1 1D Salón de estudio Sótano 1 2A Estacionamiento Sótano 1 2 2B Estacionamiento Sótano 2 2C Estacionamiento Sótano 3 Distrito de San 3A Biblioteca Sótano 1 Miguel 3 3B Biblioteca Sótano 2 4 4A Biblioteca Sótano 2 5A Oficina Sótano 1 5 5B Oficina Sótano 1 6A Oficina Sótano 1 6 6B Sala de comer Sótano 1 7A Oficina Sótano 1 Distrito de 7 7B Oficina Sótano 1 Cercado de Lima 7C Oficina Sótano 1 8A Oficina Sótano 1 8B Búnker de braquiterapia Sótano 1 Distrito de San 8 8C Oficina Sótano 1 Borja 8D Oficina Sótano 2 8E Búnker de radioterapia Sótano 2 9ª Búnker de radioterapia Sótano 1 9B Consola del operador Sótano 1 Distrito de 9 9C Búnker de braquiterapia Sótano 1 Miraflores 9D Consola del operador Sótano 1 10 10A Lactario Sótano 1 Distrito de Santiago de Surco 57 2.1.1 TIPO DE SUELO Los lugares donde se evaluó concentración de Rn-222, tienen un tipo de suelo similar que posee afloramientos rocosos, estratos de grava que conforman los conos de eyección de los ríos Rimac y Chillón y los estratos de grava coluvial – eluvial de los pies de las laderas, como se aprecia en la figura 2.1. Figura 2.1: Mapa de suelos en los distritos de Lima [59] 2.2 UBICACIÓN Y RECOLECCIÓN DE DETECTORES Se acordó colocar detectores a diferentes alturas desde el piso. Las alturas seleccionadas fueron: 160 cm, 100 cm y 40 cm. La altura de 160 cm se seleccionó, pues representa la altura promedio de los peruanos según la Dirección de Vigilancia Alimentaria y Nutricional del Instituto Nacional de Salud de Perú, por lo tanto, esta altura llega a la zona de respiración de las personas considerando que se encuentran de pie en el lugar de trabajo. La altura 100cm sobre el piso se considera aquí 58 aproximadamente como una altura a la zona de respiración de una persona sentada en el lugar de trabajo. El procedimiento seguido para la ubicación y recolección de detectores fue el siguiente: - Se procedió a colocar los 03 detectores LR-115 (en modo desnudo de 2 x 2 cm2 de área), a alturas de 160, 100 y 40 cm de distancia desde el piso. Los detectores fueron pegados sobre la pared o columna, con la superficie sensible hacia el exterior. En cada lugar a evaluar contamos con el apoyo del personal de vigilancia, quienes se encargaron de cuidar que los detectores permanecieran en su lugar. - Se recopiló información sobre el diseño, materiales de construcción, condiciones de ventilación de los lugares de trabajo a evaluar. - Luego de un mes en promedio, se recogieron los detectores y se procedió al cambio por unos nuevos. Figura 2.2: Arreglo de detectores colocados a alturas desde el piso de 40, 100 y 160 cm. 2.3 GRABADO QUÍMICO DE DETECTORES El procedimiento de grabado químico se desarrolló con las siguientes instrucciones: Paso 1: Primero, se prepara la solución de hidróxido de sodio NaOH a una normalidad de 2.5 N (esto quiere decir que se ha incorporado 2.5 x 40 gramos (el peso molecular en gramos del NaOH) =100 gramos de NaOH en un litro de agua destilada). Paso 2: Luego, se vierte 110 ml de NaOH en un vaso de vidrio de Pyrex (de 150 ml de capacidad). Paso 3: A cada detector LR-115, con la ayuda de un alfiler se le hace un agujero en una de sus esquinas, por el cual se le introduce un trozo de cable, lo cual permitirá suspender el detector dentro de los recipientes de Pyrex (de 150 ml de capacidad) que contienen NaOH. En el extremo libre del trozo de cable se le pegó un pedazo de cinta en el cual se le escribe el código del detector. Paso 4: Se vertió 200 ml de agua en un vaso de vidrio Pyrex (de 500 ml de capacidad). 59 Paso 5: Luego se incorpora el vaso de Pyrex de 150 ml de capacidad, en el Pyrex de 500 ml de capacidad. De este tipo de arreglo se preparan 06, colocando en cada uno de ellos 05 detectores. Paso 6: Se prende el baño térmico y se pone a una potencia de 40 %; esperamos aproximadamente una hora hasta que su temperatura se estabilice a 60 ± 0.5 °C. Luego se procede a colocar los 06 arreglos ya preparados en el baño térmico. El tiempo que dura el grabado químico es de 90 minutos. Paso 7: Se extraen los detectores para someterlos a un enjuague con agua destilada por un tiempo de 30 minutos, luego se les enjuaga una vez más con agua destilada a chorros varias veces y así retiramos la solución de NaOH. Después se les deja secar por periodo mínimo de 24 horas y finalmente los detectores están listos para ser leídos empleando un microscopio óptico de transmisión. Paso 1 Paso 2 Paso 3 Paso 4 Paso 5 Paso 6 Figura 2.3. Procedimiento de grabado químico de detectores LR- 115 Tipo 2 2.4 LECTURA DE TRAZAS EN LOS DETECTORES El sistema de conteo de las trazas se realiza a través de un microscopio óptico, marca LEICA, modelo DM LM que proporciona aumentos de 5X, 10X y 20X. Este sistema tiene incorporado una cámara CCD. Para realizar las lecturas de las trazas se procedió de la siguiente manera: Paso 1: Primero se calibró el campo de visión del microscopio empleando un calibrador GRATICULES LTD. Para el enfoque de 10X las dimensiones del campo de visión obtenidas fueron de 1.19 mm×0.891 mm. 60 Paso 2: Se coloca el detector LR-115 en un porta muestras y luego se le coloca en el microscopio. Se enfoca el lente objetivo del microscopio con aumento de 10X sobre la superficie del detector, para poder observar las trazas reveladas generadas por las partículas alfas. El microscopio se encuentra acoplado a una cámara CCD la cual permite transmitir la imagen a una PC, y a través de esta se realiza el conteo de las trazas con el Software Leica Aplication Suite. Paso 3: Para el conteo de las trazas se realizó mediante un escaneo sistemático por un microscopio óptico equipado con una plataforma movible. En este tipo de método de conteo de trazas, la plataforma se mueve de izquierda a derecha a lo largo del eje x para el conteo de trazas en los consecutivos campos de visión; se debe garantizar que las áreas de los campos de visión no se superpongan. Al final de la primera fila, la plataforma es movida hacia lo largo del eje Y, y luego la plataforma es movida de derecha a izquierda para evaluar los siguientes campos de visión y de esta manera hasta leer un total de 25 campos de visión en todo el detector. Este método nos permite asegurarnos de no contar las mismas trazas dos veces [5]. Paso 4: En el momento de contar las trazas en el detector, es necesario distinguir entre una traza genuina, las trazas de fondo y artefactos, que están siempre presente es un detector LR-115 y que también se agrandan bajo el proceso de grabado. La traza genuina se puede identificar por un movimiento lento del foco fino del microscopio hacia arriba y hacia abajo buscando un punto brillante de la luz internamente reflejada en el fondo de la traza grabada. Una traza genuina debería tener una forma bien definida (con una abertura circular o elíptica en la superficie del detector). Hay siempre trazas genuinas de fondo sobre la superficie del detector, resultante (raramente) de ciertas impurezas radiactivas en el detector plástico o de rayos cósmicos/neutrones rápidos incidentes sobre este, o (comúnmente) de exposición al Radón ambiental desde el tiempo que fue fabricado hasta su exposición deliberada al Radón para propósitos experimentales/medición. Por tales motivos por cada lote de detectores que se empleó se evaluaron las trazas de fondo en los detectores, las cuales fueron luego restadas al total de trazas contadas [5]. Paso 5: Las trazas contadas por cada detector fueron registradas en tablas de Excel. Paso 1 61 Paso 2 Paso 2 Paso 3 Paso 4 Figura 2.4. Procedimiento de lectura de trazas en los detectores LR- 115 Tipo 2 2.5 DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE Rn-222 2.5.1 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE CALIBRACIÓN DEL DETECTOR LR-115 El grupo de investigación de técnica de huellas nucleares GITHUNU, construyó una cámara de calibración de Rn-222, que es un sistema que me permite obtener un factor de calibración para diversos tipos de detectores, empleados sólo para la medición de Rn-222, entre ellos los LR 115 en modo desnudo. Este factor de calibración permite asociar la concentración de Rn-222 a la densidad de trazas. Los materiales empleados en la cámara de calibración fueron un depósito de plástico cilíndrico (de una altura de 0.85 m y un diámetro de 0.46 m; su volumen es de 0.14 𝑚3), fuente de Radón: uranita y tierra, monitor de Radón Alphaguard. El diseño de la cámara de calibración se muestra en la figura 2.5: CÁMARA DE CALIBRACIÓN DE RADÓN 222 DETECTOR LR 115 MODO DESNUDO ALPHAGUARD 85 cm 40 cm TIERRA/URANITA 46 cm (a) (b) Figura 2.5: (a) Esquema de la cámara de calibración de Rn-222. (b) Fotos de la cámara de Radón donde se pueden observar detectores LR-115 en diferentes configuraciones y bolsas de silicagel para disminuir la humedad. 62 El procedimiento se desarrolló en dos periodos; en el primero se hizo empleando tierra como fuente de radón, la cual fue colocada en el fondo de la cámara. Los detectores LR-115 tipo 2 se pegaron en la pared de la cámara (esto reproduce de manera aproximada las condiciones de exposición de un detector desnudo LR-115 que está pegado en la pared de un recinto); y el monitor Alphaguard se colocó sobre un soporte que estaba a unos 40 cm desde la tierra. La exposición generada por la tierra fue de 700 [𝑘𝐵𝑞. 𝑚−3. ℎ]. En el segundo periodo se generó el mismo sistema, pero emplearon como fuente de radón la uraninita. La exposición generada por la uraninita, fue de 8000 [𝑘𝐵𝑞. 𝑚−3. ℎ]. El Alphaguard fue empleado en modo difusión, lo cual le permite medir sólo concentración de radón 222 dentro de la cámara de calibración. El factor de calibración del detector LR 115, se obtuvo a partir de la siguiente expresión: 𝜌 𝑘 = (2.1) 𝐶𝑡 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑘 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 [(𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠. 𝑚𝑚−2)/(𝑘𝐵𝑞. 𝑚−3. ℎ)]. 𝐶𝑡 = 𝑒𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 [𝑘𝐵𝑞. 𝑚−3. ℎ] 𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 [𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠. 𝑚𝑚−2] La cantidad de trazas encontradas en los detectores LR 115 fueron determinadas mediante el empleo del software ImageJ, el cual permitió el conteo automático de las trazas mediante el análisis de imágenes tomada de los detectores empleando la cámara incorporada en el miscroscopio. Es importante mencionar que el método de conteo de trazas en los detectores de calibración debe ser similar al empleado en los detectores del estudio. Con los datos de exposición al Radón-222, medidos por el Alphaguard y las densidades de trazas calculadas a partir de las lecturas hechas en los detectores LR-115, se desarrolló la gráfica mostrada en la figura 2.6 , cuya pendiente es numéricamente igual al factor de calibración k: 0.0112 ± 0.0005 [(𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠. 𝑚𝑚−2)/(𝑘𝐵𝑞. 𝑚−3. ℎ)]. Este el valor que se empleó para determinar la concentración de Rn-222, en los lugares bajo evaluación. Figura 2.6: Densidad de trazas versus exposición 63 2.5.2 CÁLCULO DE LA DENSIDAD DE TRAZAS La densidad de trazas, por cada detector, se calcula mediante la siguiente expresión [5]: 𝑁−𝑁 𝜌 = 𝑓 (2.2) 𝑛𝐴 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝜌 = 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 [𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠. 𝑐𝑚−2]. 𝑁 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑙𝑜𝑠 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠 ó𝑝𝑡𝑖𝑐𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑠𝑐𝑜𝑝𝑖𝑜. 𝑁𝑓 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑠𝑖ó𝑛. 𝐴 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 ó𝑝𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑐𝑚2. El conteo de las trazas en los detectores se hizo manualmente, esto implicó que se agregase un factor de corrección a la cantidad de trazas, puesto que el factor de calibración de conversión de densidad de trazas a concentración, se determinó haciendo un conteo automatizado de la cantidad de trazas en los detectores, los detalles de la determinación de este factor de corrección y su incertidumbre se muestran en el Anexo 3. Por lo tanto, la ecuación (2.2), queda expresada de la siguiente manera: 𝑘𝑠(𝑁−𝑁𝑓)𝜌 = (2.3) 𝑛𝐴 𝑘𝑠 = 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 Cálculo de la incertidumbre estándar combinada de la densidad de trazas La incertidumbre estándar combinada de la densidad de trazas es [60, 61]: 2 2 2 2 𝜎𝜌 = √ 𝜕𝜌 𝜕𝜌 𝜕𝜌 𝜕𝜌 [ . 𝜎𝑁] + [ . 𝜎𝑁 ] + [ . 𝜎𝐴] + [ . 𝜎𝑘 ] (2.4) 𝜕𝑁 𝜕𝑁 𝑓𝑓 𝜕𝐴 𝜕𝑘 𝑠𝑠 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒 𝜎𝜌 = 𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝜕𝜌 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎𝑙 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝜕𝑁 𝜎𝑁 = 𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝜕𝜌 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎 𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝜕𝑁𝑓 𝜎𝑁 = 𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑓 𝜕𝜌 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎𝑙 á𝑟𝑒𝑎 𝜕𝑁 𝜎𝐴 = 𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑠𝑖ó𝑛 𝜕𝜌 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 𝜕𝑘𝑠 𝜎𝑘 = 𝑖𝑛𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑑𝑢𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 𝑠 64 2.5.3 CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DE Rn-222 La expresión empleada para calcular la concentración de radón es [60, 61]: 𝜌 𝐶 = (2.5) 𝑘𝑡 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝐶 = 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑ó𝑛 [𝐵𝑞/𝑚3] 𝜌 = 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒𝑎𝑟𝑒𝑠 [𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠. 𝑚𝑚−2] 𝑡 = 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑢𝑣𝑜 𝑒𝑥𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 [ℎ] 𝑘 = 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 [(𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠. 𝑚𝑚−2)/(𝑘𝐵𝑞. 𝑚−3. ℎ)] Cálculo de la incertidumbre estándar combinada de la concentración de Radón La incertidumbre estándar combinada de la concentración es [60, 61]: 𝜕𝐶 2 𝜕𝐶 2 𝜕𝐶 2 𝜎𝐶 = √[ . 𝜎𝜌] + [ . 𝜎 ] + [ . 𝜎 ] (2.6) 𝜕𝜌 𝜕𝑘 𝑘 𝜕𝑡 𝑡 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝜎𝐶 = incertidumbre estándar combinada de la concentración 𝜕𝐶 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝜕𝜌 𝜎𝜌 = incertidumbre estándar de la densidad de trazas 𝜕𝐶 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑑𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎𝑙 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝜕𝑘 𝜎𝑘 = incertidumbre estándar del factor de calibración 𝜕𝐶 = 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑛 𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑎𝑙 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝜕𝑡 𝜎𝑡 = incertidumbre estándar del tiempo 2.5.4 COEFICIENTE DE CORRELACIÓN DE PEARSON (r) Se utiliza el coeficiente de correlación de Pearson para examinar la fuerza y la dirección de la relación lineal entre dos variables. Y se calcula aplicando la siguiente ecuación [62]: σxy ∑ 𝑁 𝑖=1(𝑥𝑖 − ?̅?)(𝑦𝑖 − ?̅?) r = = , −1 ≤ r ≤ 1 (2.7) σxσy √∑𝑁𝑖=1(𝑥𝑖 − ?̅?) 2 ∑𝑁𝑖=1(𝑦𝑖 − ?̅?) 2 Donde: 𝑟 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑎𝑟𝑠𝑜𝑛 ∑(𝑥 − ?̅?)(𝑦 − ?̅?) 𝜎𝑥𝑦 = , 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛𝑧𝑎 𝑜 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑗𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑋 𝑦 𝑌 𝑁 ∑(𝑥 − ?̅?)2 𝜎 √𝑥 = , 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑡í𝑝𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑚𝑎𝑟𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑋 𝑁 65 ∑(𝑦 − ?̅?)2 𝜎𝑦 = √ , 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑡í𝑝𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑚𝑎𝑟𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑌 𝑁 𝑥 , 𝑦 = 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑢𝑦𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑙ú𝑎 ?̅? = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑡𝑖𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑥 ?̅? = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑡𝑖𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑦 𝑁 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 El valor del coeficiente de correlación puede variar de −1 a +1. Mientras mayor sea el valor absoluto del coeficiente, más fuerte será la relación entre las variables. Para la correlación de Pearson, un valor absoluto de 1 indica una relación lineal perfecta. Una correlación cercana a 0 indica que no existe relación lineal entre las variables. El signo del coeficiente indica la dirección de la relación. Si ambas variables tienden a aumentar o disminuir a la vez, el coeficiente es positivo y la línea que representa la correlación forma una pendiente hacia arriba. Si una variable tiende a incrementarse mientras la otra disminuye, el coeficiente es negativo y la línea que representa la correlación forma una pendiente hacia abajo. Para interpretar el coeficiente de correlación utilizamos la siguiente escala: Tabla 2.2: Escala para interpretar el coeficiente de correlación Valor Significado -1 Correlación negativa grande y perfecta -0,9 a -0,99 Correlación negativa muy alta -0,7 a -0,89 Correlación negativa alta -0,4 a -0,69 Correlación negativa moderada -0,2 a -0,39 Correlación negativa baja -0,01 a -0,19 Correlación negativa muy baja 0 Correlación nula 0,01 a 0,19 Correlación positiva muy baja 0,2 a 0,39 Correlación positiva baja 0,4 a 0,69 Correlación positiva moderada 0,7 a 0,89 Correlación positiva alta 0,9 a 0,99 Correlación positiva muy alta 1 Correlación positiva grande y perfecta Coeficiente de determinación (r²) El coeficiente de determinación es el cuadrado del coeficiente de correlación de Pearson e indica el porcentaje de la variación de una variable debido a la variación de la otra y viceversa. El coeficiente es una medida de la bondad de ajuste o fiabilidad del modelo estimado a los datos. Puede adoptar cualquier valor entre 0 y 1. 66 σ 2xy r² = 0 ≤ r² ≤ 1 (2.8) σ 2σ 2x y Por ejemplo, si r² = 0,85 significa que el 85% de la variación de Y puede ser debido a la variación de X si se usa la regresión lineal simple. El 15% restante de la variación de Y puede deberse al azar o a la influencia sobre Y de otras variables distintas de X [63]. 2.5.5 COEFICIENTE DE CORRELACIÓN LINEAL MÚLTIPLE Es un índice que mide la relación lineal entre más de dos variables, en donde solo una es la dependiente. Por ejemplo, se puede aplicar para evaluar cómo afecta en conjunto la humedad y la temperatura en la concentración de Rn-222 (variable dependiente). En modelo de regresión lineal para una variable dependiente Y y dos variables independientes X1 y X2 es [64]: 𝑦 = 𝑎 + 𝑏1𝑥1 + 𝑏2𝑥2 El coeficiente de correlación múltiple, se determina por la siguiente ecuación: 𝑎 ∑ 𝑦 + 𝑏1 ∑ 𝑥1𝑦 + 𝑏2 ∑ 𝑥 22𝑦 − 𝑁?̅? 𝑟 = √ , −1 ≤ r ≤ 1 (2.9) ∑ 𝑦2 − 𝑁?̅?2 Donde: 𝑟 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚ú𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑒 𝑦, 𝑥1, 𝑥2 = 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠 𝑐𝑢𝑦𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑒 𝑒𝑣𝑎𝑙ú𝑎 ?̅? = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑎𝑟𝑡𝑖𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑦 𝑁 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 Coeficiente de determinación múltiple ajustado (𝑟²𝑎𝑑𝑗) Se define como: 2 𝑛−1r adj = 1 − (1 − 𝑟2). ; r2adj ≤ r2 (2.10) 𝑛−(𝑘+1) 𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: r2 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚ú𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑒 𝑘 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 67 Representa la proporción de la variable dependiente que es explicada por la serie de variables independiente. Tabla 2.3: Criterio para interpretar el coeficiente de determinación múltiple ajustado (r²adj) Valor Significado > 90% Correlación lineal fuerte 80 % - 90 % Buena correlación lineal 60 % - 80 % Correlación lineal media 40 % - 60 % Correlación lineal débil < 40 % No existe correlación lineal 68 CAPÍTULO 3: RESULTADOS Y ANÁLISIS 3.1 EDIFICIO 1 En este edificio se evaluaron 4 lugares de trabajo, definidos como: 1A, 1B, 1C y 1D. Existe una estación meteorológica, muy cerca de este edificio, del cual obtuvimos datos de humedad relativa y temperatura. Con estos datos evaluamos la correlación entre la concentración de Rn-222 con la temperatura y humedad relativa en los lugares de trabajo: 1B,1C y1D. 3.1.1 LUGAR DE TRABAJO 1A (OFICINA CERRADA) Este lugar de trabajo es una oficina que no estuvo ocupada por ningún trabajador, estaba relativamente sin mobiliario y además permanecía completamente cerrada, por tales motivos cuando se realizaron las mediciones, se pudo colocar un arreglo de 15 puntos de medición. En capa punto de medición se colocaron dos detectores a una altura desde el piso de: 40, 100 y 160 cm. Los detectores se colocaron por un periodo de tiempo de 05 meses, 15 días (168 días, desde la fecha de 06 de setiembre de 2017 hasta el 21 de febrero de 2018). Todo esto se realizó con la finalidad de evaluar la distribución espacial de la concentración de Rn-222 en una oficina cerrada. OFICINA 3.11m PARED C UBICACIÓN P13 P14 P15 PLANO 5 3ER. PISO PLANO 4 1ER. PISO P10 P11 P12 SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO P7 P8 P9 PLANO 3 4.79 m VOLUMEN 25.77 m^3 P4 P5 P6 PLANO 2 PUNTOS DE MEDICIÓN 0.62m 0.62m PLANO 1 PPUEERRTTAA P1 P2 P3 PARED A CORREDOR (a) (0;1.72) (0.62;1.72) (1.24;1.72) (0;1.30) (0.62;1.30) (1.24;1.30) (0;0.86) (0.62;0.86) (1.24;0.86) (0;0.42) (0.62;0.42) (1.24;0.42) Y X PPUERTAA (0;0) (0.62;0) (1.24;0) (b) Figura 3.1: (a) Diseño y puntos de medición. (b) Coordenadas de los puntos de medición. 69 1.73m CORREDOR PARED D 0.42m 0.44m 0.44m 0.42m SUELO PARED B Tabla 3.1: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1A Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable 03 años Corredor Pared B Concreto Pintura lavable 03 años Suelo Pared C Concreto Pintura lavable 03 años Oficina Pared D Concreto Pintura lavable 03 años Corredor Ventana Vidrio No presenta --- Corredor Puerta Madera No presenta --- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto Pintura lavable 03 años Oficina Antigüedad edificio Ventilación Esta oficina tuvo la puerta como las ventanas cerradas durante el periodo de medición. La 52 años habitación tuvo una ligera ventilación debido a unas ranuras que se ubican en la parte inferior de la puerta de ingreso. Figura 3.2: Fachada del lugar de trabajo 1A, donde se puede visualizar unas ranuras que sirven como medio de ventilación, ubicadas en la parte inferior de la puerta de ingreso. Resultados y análisis de las mediciones en 1A Las densidades de trazas y concentraciones de Rn-222 obtenidas de los detectores expuestos en el ambiente 1A se presentan en el Anexo 2. Además, ahí también se muestra un análisis estadístico empleando la prueba no paramétrica para k muestras independientes “Kruskal-Wallis”, con lo cual se concluyó que existe diferencia significativa entre las medidas de las concentraciones de Radón- 222 en los diferentes puntos de medición (distribución no homogénea de las concentraciones de Rn-222). Se desarrolló una gráfica de barras donde se puede observar las concentraciones con sus respectivas incertidumbres en los planos horizontales ubicado a 40, 100 y 160 cm de altura desde el piso (ver figuras 3.3, 3.5, 3.7); y para poder tener una idea más clara de las distribuciones de las concentraciones de Rn-222 en este sótano, empleando el software Origin se desarrolló tres gráficas de distribución de concentraciones en planos horizontales ubicados a alturas de: 40, 100 y 160 cm (ver figuras 3.4, 3.6, 3.8). 70 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Puntos de medición Figura 3.3: Niveles de concentración de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición del plano horizontal ubicado a 40 cm de altura desde el piso P13 P14 P15 P10 P11 P12 P7 P8 P9 P4 P5 P6 P1 P2 P3 Figura 3.4: Distribución de concentración de Rn 222 en un plano horizontal a 40 cm de altura. En la figura 3.4, podemos observar que en los puntos P4, P5, P7, P10, P12, P13, P14 y P15 (región azul) se obtienen concentraciones que varían aproximadamente en un intervalo de [0, 12] Bq/m3. Los puntos P1, P2, P3, P6, P9 y P11 (región verde) tienen una concentración que varía 71 Concentración de Rn-222 (Bq/mÞ^3) aproximadamente en un intervalo de [12,36] Bq/m3.Y en el punto P8 se midió una concentración de 47.96 Bq/m3, que representa el valor más alto dentro de este ambiente a una altura de 40 cm desde el piso. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Puntos de medición Figura 3.5: Niveles de concentración de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición del plano horizontal ubicado a 100 cm de altura desde el piso P13 P14 P15 P10 P11 P12 P7 P8 P9 P4 P5 P6 P1 P2 P3 Figura 3.6: Distribución de concentración de Rn-222 en un plano horizontal a 100 cm de altura. 72 Concentración de Rn-222 (Bq/mÞ^3) En la figura 3.6, podemos observar que en los puntos P4, P5, P7, P9 y P10 (región azul) se obtienen concentraciones que varían aproximadamente en un intervalo de [0 , 17] Bq/m3. Los puntos P1, P2, P3, P8, P11, P12, P13, P14 y P15 (región verde) tienen una concentración que varía aproximadamente en un intervalo de [17,51] Bq/m3.Y en el punto P6 se midió una concentración de 68.27Bq/m3, que representa el valor más alto dentro de este ambiente a una altura de 100 cm desde el piso. 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Puntos de medición Figura 3.7: Niveles de concentración de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición del plano horizontal ubicado a 160 cm de altura desde el piso P13 P14 P15 P10 P11 P12 P7 P8 P9 P4 P5 P6 P1 P2 P3 Figura 3.8: Distribución de concentración de Rn-222 en un plano horizontal a 160 cm de altura. 73 Concentración de Rn-222 (Bq/mÞ^3) En la figura 3.8, podemos observar que en los puntos P1, P2,P3,P4,P5, P6,P7, P8, P10 y P13 (región azul) se obtienen concentraciones que varían aproximadamente en un intervalo de [0 , 28.38] Bq/m3.Los puntos P9, P11, P12 y P15 (región verde) tienen una concentración que varía aproximadamente en un intervalo de [28.38,85.13] Bq/m3.Y en el punto P14 se midió una concentración de 113.21Bq/m3, que representa el valor más alto dentro de este ambiente a una altura de 160 cm desde el piso. Se calcularon las concentraciones promedias en cada punto de medición, y se desarrolló una gráfica de barras donde se puede observar las concentraciones con sus respectivas incertidumbres (ver figura 3.9). 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Puntos de medición Figura 3.9: Niveles de concentración promedio de Rn-222 con sus incertidumbres en los puntos de medición Empleando el software Origin, se desarrolló una gráfica de distribución de las concentraciones promedias. P13 P14 P15 P10 P11 P12 P7 P8 P9 P4 P5 P6 P1 P2 P3 Figura 3.10: Distribución promedio de concentración de Rn-222. 74 Concentración de Rn-222 (Bq/mÞ^3) En la figura 3.10, podemos observar que en los puntos P4, P5, P7 y P10 (región azul) se obtienen concentraciones que varían aproximadamente en un intervalo de [0, 11.40] Bq/m3. Los puntos P1, P2, P3, P8, P9, P11, P12, P13, y P15 (región verde) tienen una concentración que varía aproximadamente en un intervalo de [11.40, 34.20]Bq/m3. En los puntos P6 Y P14 se obtuvieron unas concentraciones que varía aproximadamente en un intervalo de [34.20, 45.60] Bq/m3, que representa los valores promedios más altos dentro de este ambiente. Para evaluar la correlación entre la concentración de Rn-222 en este ambiente con las distancias en el eje X, Y y Z, se determina el coeficiente de correlación de Pearson (r) y el P-valor. Este análisis se desarrolló a un nivel de significancia 0.05 = 5%. Tabla 3.2: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y el P-valor entre la concentración de Rn-222 y las distancias en el eje X, Y y Z Coef. Concentración de Rn-222 Coef. Pearson 𝟑 Determinación P-valor promedio (Bq/𝒎 ) (r) (r2) x 100 % 00 14.9 ± 1.5 Eje 62 27.4 ± 2.2 0.83 68.89 0.38 > α (0.05) “X” (cm) 124 26.3 ± 2.0 00 26.4 ± 2.5 42 14.0 ± 1.8 Eje “Y” 86 18.5 ± 2.1 0.47 22.09 0.42 > α (0.05) (cm) 130 19.7 ± 1.9 172 36.8 ± 3.1 40 13.8 ± 2.3 Eje “Z” 100 23.0 ± 1.7 0.98 95.41 0.14> α (0.05) (cm) 160 27.1 ± 2.3 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.2, los P- valor son mayores al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y las distancias en los ejes X, Y y Z. Los resultados obtenidos nos muestran que la distribución de Rn-222 dentro de este ambiente es no homogénea, debido a una ligera ventilación a través de unas ranuras ubicadas en la parte inferior de la puerta. El valor mínimo de concentración de Radón es próximo a cero en los puntos de medición cerca de la puerta y el valor máximo medido fue de 113.21 Bq/m3 en el Punto 14. Estos resultados se deben probablemente a dos causas principales: (1) Al campo vectorial del perfil de ventilación dentro de la habitación. (2) La diferencia en la tasa de exhalación de Rn-222 en las superficies de las paredes, piso y techo. Estos resultados son similares a los encontrados por Neetika Chauhan y col., Keramatollah Akbari y V. Urosevic. 75 3.1.2 LUGAR DE TRABAJO 1B CORREDOR 5m PUERTA 1 PARED D UBICACIÓN 3ER. PISO 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO PUNTO 1 4.61 m VOLUMEN 230.5 m^3 PUERTA 2 PARED B LABORATORIO (a) (b) Figura 3.11: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 1B. (b) Ventanas del recinto. Tabla 3.6: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1B Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable 6 años Salón de clase Pared B Concreto Pintura lavable 6 años Laboratorio Pared C Concreto Pintura lavable 6 años Corredor Pared D Concreto Pintura lavable 6 años Corredor Ventana Vidrio No presenta --- Área libre Puerta 1 Madera No presenta --- Corredor Puerta 2 Madera No presenta --- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 12 horas/día Junio -Noviembre Lunes - sábado 52 años Ventanas 00 horas/día Diciembre Ventanas cerradas 76 CORREDOR 10m PARED C VENTANAS PARED A SALÓN DE CLASE Resultados y análisis de las mediciones en 1B Las densidades de trazas y concentraciones de Rn-222 obtenidas, de los detectores expuestos durante 05 periodos de medición, fueron las siguientes: Tabla 3.7: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 1B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 21/05/2017 40.00 160 0.17 ± 0.06 17.97 ± 6.74 1 30/06/2017 40.00 100 0.33 ± 0.11 35.26 ± 11.87 21.89 ± 4.77 40.00 40 0.12 ± 0.04 12.44 ± 4.23 30/06/2017 38.00 160 0.41 ± 0.11 40.12 ± 11.38 2 07/08/2017 38.00 100 0.53 ± 0.12 52.21 ± 12.32 46.16 ± 6.67 38.00 40 0.45 ± 0.11 44.57 ± 10.89 07/08/2017 28.00 160 0.12 ± 0.06 15.55 ± 7.53 3 04/09/2017 28.00 100 0.08 ± 0.04 10.37 ± 5.42 21.60 ± 4.97 28.00 40 0.29 ± 0.09 38.89 ± 11.69 04/09/2017 61.00 160 0.31 ± 0.09 19.04 ± 5.56 4 04/11/2017 61.00 100 0.23 ± 0.09 14.28 ± 5.39 18.64 ± 3.53 61.00 40 0.37 ± 0.12 22.61 ± 7.21 04/11/2017 55.00 160 1.57 ± 0.34 106.90 ± 23.53 174.95 ± 25.41 5 29/12/2017 55.00 100 5.43 ± 1.03 368.67 ± 71.54 55.00 40 0.73 ± 0.17 49.27 ± 11.76 Como podemos observar en la tabla 3.7 existe una concentración de 174.95 ± 25.41 Bq/m3, en el periodo de medición 5 (entre noviembre y diciembre), esto se debió a que en estas fechas este ambiente tuvo la puerta y ventanas cerradas por estar ausente alumnos y profesores debido a vacaciones. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.8: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 1B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 49.90 ± 5.71 100 120.20 ± 14.79 0.09 0.81 0.941 > α (0.05) 40 41.95 ± 4.31 77 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.8, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.9, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.9: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1(ambiente 1B) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 17.80 ± 1.27 85.10 ± 0.44 21.89 ± 4.77 17.00 ± 1.76 85.70 ± 2.35 46.16 ± 6.67 16.60 ± 2.55 87.00 ± 2.81 21.60 ± 4.97 17.20 ± 0.33 84.95 ± 0.67 18.64 ± 3.53 19.55 ± 2.61 82.60 ± 1.57 174.95 ± 25.41 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.91 Coeficiente de determinación r2 82 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 64 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura 75 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 62 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.95 1 r = 0.99 r = -0.85 Concentración r2 = 98 % r2 = 72 % Rn-222 P-valor = 0.002 P-valor = 0.071 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (64 %) no supera en valor al r2adj. evaluados de manera independiente entre la concentración y la temperatura (75 %). Evaluando el coeficiente de correlación de Pearson, notamos que la temperatura y la concentración existe una correlación lineal positiva muy alta (0.9) y significativa con un P-valor de 0.002 < α (0.05). 78 3.1.3 LUGAR DE TRABAJO 1C UBICACIÓN CORREDOR 3ER. PISO PUERTA 1 PARED A PUERTA 2 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 4.72 m VOLUMEN 708 m^3 PUNTO 1 PUNTO 2 10m PUERTA 4 PARED C SALÓN DE CLASE (a) (b) Figura 3.12: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 1C. (b) Puerta 1 del recinto Tabla 3.10: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1C Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable 6 años Corredor Pared B Concreto Pintura lavable 6 años Área libre/suelo Pared C Concreto Pintura lavable 6 años Salón de clase Pared D Concreto Pintura lavable 6 años Salón de clase /Corredor Puerta 1 Madera No presenta --- Corredor Puerta 2 Madera No presenta --- Corredor Puerta 3 Madera No presenta --- Salón de clase Puerta 4 Madera No presenta --- Salón de clase Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 52 años 24 horas/día Junio -Diciembre Puerta 1 Lunes – Domingo 79 SALÓN DE CLASE CORREDOR PUERTA 3 PARED D 15m ÁREA LIBRE/SUELO PARED B Resultados y análisis de las mediciones en 1C Tabla 3.11: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 1C) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 26/05/2017 35.00 160 0.22 ± 0.07 23.51 ± 7.11 1 30/06/2017 35.00 100 0.92 ± 0.18 98.17 ± 20.01 53.00 ± 8.06 35.00 40 0.35 ± 0.11 37.33 ± 11.57 30/06/2017 38.00 160 0.52 ± 0.13 51.58 ± 13.15 2 07/08/2017 38.00 100 0.56 ± 0.15 55.40 ± 14.72 49.03 ± 7.81 38.00 40 0.41 ± 0.13 40.12 ± 12.60 07/08/2017 28.00 160 0.12 ± 0.05 15.55 ± 6.67 3 04/09/2017 28.00 100 0.08 ± 0.04 10.37 ± 5.36 10.37 ± 3.11 28.00 40 0.04 ± 0.03 5.18 ± 3.71 04/09/2017 61.00 160 D.N.D. - 4 04/11/2017 61.00 100 D.N.D. - - 61.00 40 D.N.D. - 04/11/2017 55.00 160 1.03 ± 0.25 69.95 ± 16.89 5 29/12/2017 55.00 100 1.20 ± 0.36 81.83 ± 24.87 56.75 ± 10.52 55.00 40 0.27 ± 0.14 18.48 ± 9.56 D.N.D.: Detector no devuelto. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.12: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 1C) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 40.15 ± 5.88 100 61.44 ± 8.89 0.41 16.73 0.73 > α (0.05) 40 25.28 ± 4.97 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.12, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 80 En la tabla 3.13, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.13: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 1C) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 17.80 ± 1.27 85.10 ± 0.44 53.00 ± 8.06 17.00 ± 1.76 85.70 ± 2.35 49.03 ± 7.81 16.60 ± 2.55 87.00 ± 2.81 10.37 ± 3.11 19.55 ± 2.61 82.60 ± 1.57 56.75 ± 10.52 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.90 Coeficiente de determinación r2 82 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 45 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura 21 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 41 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.99 1 r = 0.69 r = -0.78 Concentración r2 = 48 % r2 = 61 % Rn-222 P-valor = 0.31 P-valor = 0.221 1 La correlación múltiple en este caso si está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (45 %) supera en valor a los r2adj. evaluados de manera independiente (41 % y 21%); pero sólo el 45 % de la variación de Rn-222 puede ser debido a las variaciones de la humedad y la temperatura, en otras palabras, podemos decir que existe probablemente una correlación lineal débil entre estas variables. 81 Tabla 3.14: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 2 (ambiente 1C) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 26/05/2017 35.00 160 0.26 ± 0.08 27.65 ± 9.04 1 30/06/2017 35.00 100 0.31 ± 0.08 33.18 ± 8.84 32.72 ± 5.38 35.00 40 0.35 ± 0.09 37.33 ± 10.03 30/06/2017 38.00 160 0.62 ± 0.16 61.13 ± 16.19 2 07/08/2017 38.00 100 0.54 ± 0.15 53.49 ± 15.03 105.06 ± 16.89 38.00 40 2.04 ± 0.46 200.58 ± 45.61 07/08/2017 28.00 160 0.72 ± 0.22 95.92 ± 29.56 3 04/09/2017 28.00 100 0.29 ± 0.10 38.89 ± 13.67 61.36 ± 11.87 28.00 40 0.37 ± 0.11 49.26 ± 14.42 04/09/2017 61.00 160 0.74 ± 0.19 45.22 ± 11.88 4 04/11/2017 61.00 100 0.21 ± 0.08 13.09 ± 4.92 21.42 ± 4.38 61.00 40 0.10 ± 0.04 5.95 ± 2.75 04/11/2017 55.00 160 0.78 ± 0.24 52.79 ± 16.34 5 29/12/2017 55.00 100 0.72 ± 0.17 48.83 ± 11.83 48.39 ± 7.76 55.00 40 0.64 ± 0.17 43.55 ± 11.62 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.15: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 2 (ambiente 1C) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación (r) (r2 P-valor ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 56.54 ± 10.08 100 37.50 ± 6.40 -0.36 12.75 0.77 > α (0.05) 40 67.33 ± 12.58 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.15, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.16, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. 82 Tabla 3.16: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 2 (ambiente 1C) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 17.80 ± 1.27 85.10 ± 0.44 32.72 ± 5.38 17.00 ± 1.76 85.70 ± 2.35 105.06 ± 16.89 16.60 ± 2.55 87.00 ± 2.81 61.36 ± 11.87 17.20 ± 0.33 84.95 ± 0.67 21.42 ± 4.38 19.55 ± 2.61 82.60 ± 1.57 48.39 ± 7.76 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.32 Coeficiente de determinación r2 10 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura -79 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -23 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa -21 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.95 1 r = -0.27 r = 0.31 Concentración r2 = 7 % r2 = 10 % Rn-222 P-valor = 0.664 P-valor = 0.611 1 El r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-79 %) es menor que cero, lo que indica que probablemente no existe correlación lineal entre estas variables. 83 3.1.4 LUGAR DE TRABAJO 1D UBICACIÓN SALÓN DE CLASE 3ER. PISO PARED A PUERTA 1 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 4.68 m VOLUMEN 140.4 m^3 PUNTO 1 VENTANAS PARED C SUELO/ÁREA LIBRE 5m (a) (b) Figura 3.13: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 1D. (b) Puerta 1 y ventanas Tabla 3.17: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 1D Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable 6 años Salón de clase Pared B Concreto Pintura lavable 6 años Auditorio Pared C Concreto Pintura lavable 6 años Suelo Pared D Concreto Pintura lavable 6 años Taller Puerta 1 Madera No presenta --- Salón de clase Puerta 2 Madera No presenta --- Auditorio Ventana Vidrio No presenta --- Área libre Piso Concreto Mayólica --- Suelo Techo Concreto No determinado --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo Puerta 1 10 horas/día Junio- 52 años Ventanas Lunes – sábado Diciembre 84 TALLER 6m PARED D AUDITORIO PUERTA 2 PARED B Resultados y análisis de las mediciones en 1D Tabla 3.18: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 1D) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 26/05/2017 35.00 160 1.81 ± 0.39 193.57 ± 42.52 1 30/06/2017 35.00 100 0.19 ± 0.09 20.74 ± 9.27 82.50 ± 15.27 35.00 40 0.31 ± 0.13 33.18 ± 14.35 30/06/2017 38.00 160 0.53 ± 0.12 52.21 ± 12.24 2 07/08/2017 38.00 100 0.08 ± 0.03 7.64 ± 3.32 21.86 ± 4.38 38.00 40 0.06 ± 0.03 5.73 ± 3.43 07/08/2017 28.00 160 0.04 ± 0.03 5.18 ± 3.71 3 04/09/2017 28.00 100 0.06 ± 0.03 7.78 ± 4.53 29.38 ± 7.86 28.00 40 0.56 ± 0.17 75.18 ± 22.84 04/09/2017 61.00 160 0.51 ± 0.13 30.94 ± 8.36 4 04/11/2017 61.00 100 0.21 ± 0.07 13.09 ± 4.54 19.83 ± 3.63 61.00 40 0.25 ± 0.09 15.47 ± 5.29 04/11/2017 55.00 160 0.10 ± 0.04 6.60 ± 3.05 5 29/12/2017 55.00 100 0.08 ± 0.04 5.28 ± 2.73 13.64 ± 2.78 55.00 40 0.43 ± 0.11 29.04 ± 7.26 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.19: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 1D) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 57.70 ± 9.06 100 10.91 ± 2.41 0.55 30.70 0.63 > α (0.05) 40 31.72 ± 5.73 85 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.19, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.20, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.20: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 1D) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 17.80 ± 2.09 85.10 ± 2.02 82.50 ± 15.27 17.00 ± 1.34 85.70 ± 1.59 21.86 ± 4.38 16.60 ± 2.05 87.00 ± 0.99 29.38 ± 7.86 17.20 ± 0.96 84.95 ± 1.26 19.83 ± 3.63 19.55 ± 0.88 82.50 ± 1.33 13.64 ± 2.78 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.40 Coeficiente de determinación r2 16 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 68 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura - 32 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa -27 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.95 1 r = -0.10 r = 0.21 Concentración r2 = 1 % r2 = 4 % Rn-222 P-valor = 0.879 P-valor = 0.732 1 El r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-68 %) es menor que cero, lo que indica que probablemente no existe correlación lineal entre estas variables. 3.2 EDIFICIO 2 En este edificio se evaluaron 3 lugares de trabajo, definidos como: 2A, 2B y 2C. Empleamos un higrómetro digital (Digital Sensor HTC) para obtener datos de humedad relativa y temperatura. Con estos datos evaluamos la correlación entre la concentración de Rn-222 con la temperatura y humedad relativa. 86 3.2.1 LUGAR DE TRABAJO 2A SUELO UBICACIÓN PARED C PUERTA 1 7MO. PISO 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 04 11.91 m VENTILADORES VOLUMEN 33792 m^3 PUNTO 1 04 VENTILADORES PARED A 32m SUELO (a) (b) Figura 3.14: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 2A. (b) Ventiladores 87 SUELO PARED B 88m SUELO PARED D PUERTA 2 Tabla 3.21: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 2A Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto No presenta -- Suelo Pared B Concreto No presenta -- Suelo Pared C Concreto No presenta -- Suelo Pared D Concreto No presenta -- Suelo Puerta 1 No presenta -- -- Área libre Puerta 2 No presenta -- -- Área libre Piso Concreto No presenta -- Sótano2 Techo Concreto No presenta -- Oficinas/patio de comida Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 08 ventiladores 16 horas/día Lunes - sábado 04 años Junio –Diciembre Puerta 1 Ventilación constante Puerta 2 Espacios abiertos Resultados y análisis de las mediciones en 2A Tabla 3.22: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 2A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 14/06/2017 30.00 160 1.81 ± 0.39 225.83 ± 49.37 1 14/07/2017 30.00 100 1.22 ± 0.26 151.63 ± 32.91 136.58 ± 20.01 30.00 40 0.26 ± 0.07 32.26 ± 9.04 14/07/2017 24.00 160 0.14 ± 0.05 22.18 ± 7.94 2 07/08/2017 24.00 100 0.17 ± 0.05 26.21 ± 8.22 25.54 ± 4.85 24.00 40 0.18 ± 0.06 28.23 ± 8.99 07/08/2017 28.00 160 0.43 ± 0.16 57.03 ± 21.18 3 04/09/2017 28.00 100 0.82 ± 0.27 108.88 ± 35.67 72.59 ± 14.64 28.00 40 0.39 ± 0.11 51.85 ± 14.37 04/09/2017 57.00 160 0.68 ± 0.17 44.57 ± 11.08 4 31/10/2017 57.00 100 1.05 ± 0.24 68.77 ± 15.68 56.46 ± 7.78 57.00 40 0.85 ± 0.20 56.03 ± 13.28 31/10/2017 59.00 160 1.26 ± 0.30 79.97 ± 19.19 5 29/12/2017 59.00 100 0.95 ± 0.21 60.29 ± 13.79 68.90 ± 9.44 59.00 40 1.05 ± 0.24 66.44 ± 15.62 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r, r2 y P-valor. 88 Tabla 3.23: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 2A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r 2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 85.92 ± 11.73 100 83.16 ± 10.69 0.90 80.29 0.29 > α (0.05) 40 46.96 ± 5.62 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.23, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.24, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.24: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 2A) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 21.43 ± 1.24 71.67 ± 2.21 136.58 ± 20.01 21.23 ± 0.23 82.67 ± 1.67 25.54 ± 4.85 22.17 ± 0.55 70.67 ± 1.47 72.59 ± 14.64 23.33 ± 2.34 64.67 ± 1.26 56.46 ± 7.78 24.63 ± 0.77 70.67 ± 0.55 68.90 ± 9.44 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.57 Coeficiente de determinación r2 33 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura -34% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura - 31 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa - 14 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.58 1 r = -0.13 r = -0.38 Concentración r2 = 2 % r2 = 14 % Rn-222 P-valor = 0.836 P-valor = 0.532 1 89 El r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-34 %) es menor que cero, lo que indica que probablemente no existe correlación lineal entre estas variables. 3.2.2 LUGAR DE TRABAJO 2B SUELO UBICACIÓN 7MO. PISO PARED C 32m 1ER. PISO SÓTANO 2 ALTURA PISO-TECHO 04 2.10 m VENTILADORES VOLUMEN 5913.6 m^3 PUNTO 1 04 VENTILADORES PUERTA 1 PARED A SUELO (a) (b) Figura 3.15: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 2B. (b) Ventiladores 90 SUELO PARED B 88m SUELO PARED D Tabla 3.25: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 2B Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas Barrera Material Tiempo de colindantes Tipo permanencia Pared A Concreto No presenta -- Suelo Pared B Concreto No presenta -- Suelo Pared C Concreto No presenta -- Suelo Pared D Concreto No presenta -- Suelo Puerta 1 No presenta -- -- Área libre Piso Concreto No presenta -- Sótano 3 Techo Concreto No presenta -- Sótano 1 Antigüedad Ventilación edificio Sistema de Sistema de Sistema de ventilación ventilación ventilación 04 años 08 ventiladores 16 horas/día Junio –Diciembre Lunes - sábado Resultados y análisis de las mediciones en 2B Tabla 3.26: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 2B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 14/06/2017 30.00 160 1.62 ± 0.35 201.64 ± 44.00 1 14/07/2017 30.00 100 1.44 ± 0.34 179.05 ± 43.51 180.13 ± 23.74 30.00 40 1.28 ± 0.28 159.70 ± 35.24 14/07/2017 24.00 160 0.19 ± 0.06 30.25 ± 8.90 2 07/08/2017 24.00 100 0.23 ± 0.07 36.29 ± 10.69 30.25 ± 5.40 24.00 40 0.16 ± 0.05 24.20 ± 8.32 07/08/2017 28.00 160 2.21 ± 0.48 295.54 ± 64.98 3 04/09/2017 28.00 100 0.47 ± 0.14 62.22 ± 18.36 133.08 ± 22.97 28.00 40 0.31 ± 0.10 41.48 ± 13.74 04/09/2017 57.00 160 0.31 ± 0.09 20.38 ± 5.67 4 31/10/2017 57.00 100 0.72 ± 0.18 47.12 ± 12.11 29.29 ± 5.07 57.00 40 0.31 ± 0.11 20.38 ± 7.23 31/10/2017 59.00 160 1.36 ± 0.31 86.12 ± 19.66 5 29/12/2017 59.00 100 0.91 ± 0.23 57.83 ± 14.86 71.97 ± 12.32 59.00 40 - - Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. 91 Tabla 3.27: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 2B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 126.79 ± 16.32 100 76.50 ± 10.42 0.96 91.17 0.19 > α (0.05) 40 61.44 ± 9.85 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.27, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.28, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.28: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 2B) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 21.83 ± 0.99 78.33 ± 2.06 180.13 ± 23.74 21.50 ± 1.33 67.00 ± 1.65 30.25 ± 5.40 22.80 ± 1.25 68.67 ± 1.78 133.08 ± 22.97 23.23 ± 2.01 61.67 ± 0.45 29.29 ± 5.07 25.00 ± 1.99 71.33 ± 0.33 71.97 ± 12.32 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.84 Coeficiente de determinación r2 70 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 41 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -27 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 59 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.14 1 r = -0.21 r = 0.83 Concentración r2 = 4 % r2 = 69 % Rn-222 P-valor = 0.740 P-valor = 0.079 1 92 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (41 %) no supera en valor a los r2adj. evaluados de manera independiente (-27 % y 59 %); pero por medio del coeficiente de correlación de Pearson también observamos que probablemente no hay una correlación lineal entre estas variables. 3.2.3 LUGAR DE TRABAJO 2C SUELO UBICACIÓN 7MO. PISO PARED C 32m 1ER. PISO SÓTANO 3 ALTURA PISO-TECHO 04 2.57 m VENTILADORES VOLUMEN 7237.12 m^3 PUNTO 1 04 VENTILADORES PUERTA 1 PARED A SUELO (a) (b) Figura 3.16: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 2C. (b) Ventiladores 93 SUELO PARED B 88m SUELO PARED D Tabla 3.29: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 2C Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto -- -- Suelo Pared B Concreto -- -- Suelo Pared C Concreto -- -- Suelo Pared D Concreto -- -- Suelo Puerta 1 -- -- -- Salida al sótano 2 Piso Concreto -- -- Suelo Techo Concreto -- -- Sótano 2 Antigüedad Ventilación edificio Sistema de Tiempo de ventilación Periodo ventilación 04 años 08 ventiladores 16 horas/día Junio –Diciembre Lunes – Sábado Resultados y análisis de las mediciones en 2C Tabla 3.30: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 2C) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 14/06/2017 30.00 160 0.17 ± 0.06 20.97 ± 7.18 1 14/07/2017 30.00 100 0.61 ± 0.15 75.82 ± 18.64 38.18 ± 6.99 30.00 40 0.14 ± 0.05 17.74 ± 6.41 14/07/2017 24.00 160 0.36 ± 0.15 56.46 ± 23.81 2 07/08/2017 24.00 100 0.13 ± 0.06 20.16 ± 8.65 38.31 ± 8.73 24.00 40 0.12 ± 0.04 18.15 ± 6.65 07/08/2017 28.00 160 0.74 ± 0.18 98.51 ± 24.99 3 04/09/2017 28.00 100 0.39 ± 0.11 51.85 ± 15.07 152.09 ± 24.20 28.00 40 2.29 ± 0.49 305.91 ± 66.48 04/09/2017 57.00 160 0.58 ± 0.16 38.21 ± 10.43 4 31/10/2017 57.00 100 0.41 ± 0.12 26.74 ± 7.81 29.29 ± 5.13 57.00 40 0.35 ± 0.12 22.92 ± 8.17 31/10/2017 59.00 160 1.18 ± 0.28 75.05 ± 18.21 5 29/12/2017 59.00 100 1.50 ± 0.32 94.74 ± 20.75 103.76 ± 13.57 59.00 40 2.23 ± 0.46 141.49 ± 29.90 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. 94 Tabla 3.31: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 2C) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación (r) (r2 P-valor ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 57.84 ± 8.21 100 53.86 ± 6.76 -0.83 68,89 0,38 > α (0.05) 40 101.24 ± 18.48 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.31, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.32, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.32: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 2C) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 23.07 ± 0.77 69.67 ± 2.45 38.18 ± 6.99 21.50 ± 1.12 80.33 ± 3.56 38.31 ± 8.73 27.53 ± 2.01 57.00 ± 0.34 152.09 ± 24.20 23.37 ± 0.56 66.33 ± 0.67 29.29 ± 5.13 23.37 ± 1.16 73.33 ± 1.34 103.76 ± 13.57 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.98 Coeficiente de determinación r2 96 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 91 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura 61 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 15 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.84 1 r = 0.84 r = -0.60 Concentración r2 = 71 % r2 = 36 % Rn-222 P-valor = 0.07 P-valor = 0.284 1 95 La correlación múltiple en este caso está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (91 %) supera en valor a los r2adj. evaluados de manera independiente (61 % y 15 %). 3.3 EDIFICIO 3 En este edificio se evaluaron 2 lugares de trabajo, definidos como: 3A y 3B. Empleamos un higrómetro digital (Digital Sensor HTC) para obtener datos de humedad relativa y temperatura. Con estos datos evaluamos la correlación entre la concentración de Rn-222 con la temperatura y humedad relativa. 3.3.1 LUGAR DE TRABAJO 3A UBICACIÓN CORREDOR 9NO. PISO PARED A PUERTA SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 2.40 m VOLUMEN 460.8 m^3 LIBRERO LIBRERO LIBRERO PUNTO 1 LIBRERO LIBRERO LIBRERO LIBRERO LIBRERO PARED C 12m OFICINA (a) (b) Figura 3.17: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 3A. (b) Ventanas 96 SUELO / ÁREA LIBRE PARED D VENTANA 16m ÁREA DEL PERSONAL DE TRABAJO PARED B SUELO Tabla 3.33: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 3A Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable 01 año Corredor Pared B Concreto Pintura lavable 01 año Suelo Pared C Concreto Pintura lavable 01 año Oficina Pared D Concreto Pintura lavable 01 año Suelo / área libre Puerta Madera No presenta -- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Sótano2 Techo Concreto No determinado -- Biblioteca Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo ~ 40 años Ventanas 10 horas/día Junio –Diciembre Puerta Lunes – Sábado Resultados y análisis de las mediciones en 3A Tabla 3.34: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 3A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 07/06/2017 24.00 160 0.21 ± 0.07 32.26 ± 11.60 1 30/06/2017 24.00 100 0.73 ± 0.17 112.92 ± 26.35 59.15 ± 10.08 24.00 40 0.21 ± 0.06 32.26 ± 9.26 30/06/2017 39.00 160 0.16 ± 0.05 14.89 ± 5.08 2 08/08/2017 39.00 100 0.14 ± 0.04 13.65 ± 4.30 12.82 ± 2.63 39.00 40 0.10 ± 0.04 9.93 ± 4.23 08/08/2017 28.00 160 3.32 ± 0.64 443.32 ± 87.02 3 04/09/2017 28.00 100 2.16 ± 0.46 287.77 ± 62.02 437.27 ± 54.50 28.00 40 4.35 ± 0.91 580.72 ± 123.74 04/09/2017 62.00 160 0.64 ± 0.15 38.64 ± 9.18 4 04/11/2017 62.00 100 0.62 ± 0.16 37.47 ± 9.64 33.95 ± 5.00 62.00 40 0.43 ± 0.11 25.76 ± 6.91 04/11/2017 39.00 160 1.18 ± 0.26 113.54 ± 25.70 5 15/12/2017 39.00 100 1.05 ± 0.23 100.51 ± 22.86 119.12 ± 15.81 39.00 40 1.50 ± 0.34 143.32 ± 32.67 Existe un nivel de concentración de 437.27 ± 54.5 Bq/m3 durante el mes de agosto y esto se debió a que la única persona que trabaja aquí, estuvo de vacaciones, por tal motivo el ambiente se mantuvo cerrado y sin ventilación. 97 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.35: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 3A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 128.53 ± 18.41 100 110.46 ± 14.39 -0.62 38 0,56 > α (0.05) 40 158.40 ± 25.71 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.35, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.36, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.36: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 3A) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 25.40 ± 0.79 74.00 ± 2.16 59.15 ± 10.08 23.30 ± 1.21 72.00 ± 2.09 12.82 ± 2.63 24.13 ± 0.45 64.33 ± 1.45 437.27 ± 54.5 22.13 ± 1.25 74.64 ± 0.78 33.95 ± 5.00 20.97 ± 0.66 80.33 ± 2.34 119.12 ± 15.81 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.76 Coeficiente de determinación r2 58 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 15 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -28 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 33 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables 98 Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.61 1 r = 0.20 r = -0.71 Concentración r2 = 4 % r2 = 50 % Rn-222 P-valor = 0.742 P-valor = 0.183 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (15 %) no supera en valor a los r2adj. evaluados de manera independiente entre la concentración y la humedad relativa (33 %); pero por medio del coeficiente de correlación de Pearson también observamos que probablemente no hay una correlación lineal entre estas variables. 3.3.2 LUGAR DE TRABAJO 3B UBICACIÓN SUELO 9NO. PISO PARED A 1ER. PISO SÓTANO 2 ÁREA PARA ESTUDIANTES ALTURA PISO-TECHO 2.86 m VOLUMEN 514.8 m^3 PUNTO 1 LIBRERO LIBRERO LIBRERO LIBRERO 02 VENTILADORES 9m PARED C SUELO (a) (b) Figura 3.18: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 3B. (b) Imagen real del ambiente. 99 SUELO PARED D 20m ÁREA DEL PERSONAL DE TRABAJO PUERTA ALMACÉN DE ARCHIVOS PARED B Tabla 3.37: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 3B Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable 01 año Suelo Pared B Concreto Pintura lavable 01 año Almacén de archivos Pared C Concreto Pintura lavable 01 año Suelo Pared D Concreto Pintura lavable 01 año Suelo Puerta Madera No presenta -- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado No determinado Biblioteca Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo ~ 40 años 02 ventiladores 14 horas/día Junio –Diciembre Lunes - Sábado Resultados y análisis de las mediciones en 3B Tabla 3.38: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 3B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 07/06/2017 38.00 160 0.36 ± 0.09 35.66 ± 9.30 1 14/07/2017 38.00 100 0.21 ± 0.07 20.38 ± 6.67 25.89 ± 4.43 38.00 40 0.22 ± 0.07 21.65 ± 6.78 14/07/2017 25.00 160 0.18 ± 0.06 27.10 ± 8.44 2 07/08/2017 25.00 100 0.89 ± 0.19 133.57 ± 28.85 72.91 ± 11.52 25.00 40 0.39 ± 0.11 58.07 ± 17.07 07/08/2017 29.00 160 0.56 ± 0.15 72.59 ± 19.40 3 04/09/2017 29.00 100 0.62 ± 0.16 80.10 ± 20.46 81.77 ± 11.94 29.00 40 0.72 ± 0.17 92.61 ± 22.10 04/09/2017 62.00 160 0.64 ± 0.18 38.64 ± 11.20 4 04/11/2017 62.00 100 0.62 ± 0.16 37.47 ± 9.55 37.08 ± 5.77 62.00 40 0.58 ± 0.15 35.12 ± 9.13 04/11/2017 39.00 160 0.43 ± 0.11 40.95 ± 10.38 5 15/12/2017 39.00 100 0.23 ± 0.08 22.34 ± 7.83 29.78 ± 5.16 39.00 40 0.27 ± 0.09 26.06 ± 8.41 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. 100 Tabla 3.39: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 3B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación (r) (r2 P-valor ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 42.99 ± 5.54 100 58.77 ± 7.61 -0.23 5.29 0.86 > α (0.05) 40 46.70 ± 6.26 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.39, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.40, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.40: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 3B) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 25.50 ± 1.03 73.67 ± 2.03 25.89 ± 4.43 21.07 ± 2.33 76.33 ± 1.23 72.91 ± 11.52 25.50 ± 0.89 58.00 ± 2.34 81.77 ± 11.94 24.20 ± 0.56 59.33 ± 1.45 37.08 ± 5.77 20.97 ± 1.24 80.33 ± 0.99 29.78 ± 5.16 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.52 Coeficiente de determinación r2 27 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 45 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -33% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa - 14 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.71 1 r = 0.01 r = -0.38 Concentración r2 = 0.01 % r2 = 14% Rn-222 P-valor = 0.991 P-valor = 0.534 1 101 El r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-45 %) es menor que cero, lo que indica que probablemente no existe correlación lineal entre estas variables. 3.4 EDIFICIO 4 En este edificio se evaluó 1 lugar de trabajo, definido como: 4A. Obtuvimos datos de humedad relativa y temperatura de una estación meteorológica ubicada en las proximidades de este edificio. Con estos datos evaluamos la correlación entre la concentración de Rn-222 con la temperatura y humedad relativa. 3.4.1 LUGAR DE TRABAJO 4A UBICACIÓN ÁREA LIBRE 9NO. PISO VENTANA 1ER. PISO SÓTANO 2 ALTURA PISO-TECHO 6.02 m ÁREA DEL PERSONAL DE TRABAJO VOLUMEN 818.72 m^3 LIBRERO LIBRERO LIBRERO LIBRERO 8m PARED B SUELO Figura 3.19: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 4A 102 SUELO PARED C 17m ÁREA PARA ESTUDIANTES BIBLIOTECA PUERTA PUNTO MEDICIÓN 1 PUNTO MEDICIÓN 2 PARED A Tabla 3.41: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 4A Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura látex 04 años Biblioteca Pared B Concreto Pintura látex 04 años Suelo Pared C Concreto Pintura látex 04 años Suelo Ventana Vidrio No presenta --- Área libre Puerta Madera No presenta --- Biblioteca Piso Concreto Mayólica 04 años Suelo Techo Concreto No determinado --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de Sistema de ventilación Sistema de ventilación ventilación 04 años Ventanas 10 horas/día Junio -Diciembre Lunes – Sábado Resultados y análisis de las mediciones en 4A Tabla 3.42: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 4A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 26/05/2017 35 160 0.04 ± 0.02 4.15 ± 2.48 1 30/06/2017 35 100 0.08 ± 0.06 8.30 ± 5.94 9.68 ± 3.51 35 40 0.16 ± 0.08 16.59 ± 8.33 30/06/2017 38 160 0.10 ± 0.05 10.19 ± 5.01 2 07/08/2017 38 100 0.10 ± 0.05 10.19 ± 4.64 10.19 ± 2.63 38 40 0.10 ± 0.04 10.19 ± 3.93 07/08/2017 28 160 0.47 ± 0.15 62.22 ± 20.30 3 04/09/2017 28 100 0.25 ± 0.11 33.70 ± 14.83 40.62 ± 8.88 28 40 0.19 ± 0.07 25.92 ± 8.82 04/09/2017 61 160 0.12 ± 0.05 7.14 ± 3.00 4 04/11/2017 61 100 0.16 ± 0.06 9.52 ± 3.97 9.92 ± 2.26 61 40 0.21 ± 0.07 13.09 ± 4.61 04/11/2017 41 160 0.16 ± 0.06 14.16 ± 5.32 5 15/12/2017 41 100 0.27 ± 0.08 24.79 ± 7.73 23.61 ± 5.27 41 40 0.35 ± 0.14 31.87 ± 12.70 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. 103 Tabla 3.43: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 4A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación (r) (r2 P-valor ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 19.57 ± 4.38 100 17.30 ± 3.75 0.02 0.04 0.99 > α (0.05) 40 19.53 ± 3.72 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.43, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.44, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Tabla 3.44: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 4A) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 17.80 ± 0.56 85.10 ± 1.34 9.68 ± 3.51 17.00 ± 0.99 85.70 ± 2.23 10.19 ± 2.63 16.60 ± 1.23 87.00 ± 0.67 40.62 ± 8.88 17.20 ± 1.67 84.95 ± 0.54 9.92 ± 2.26 19.55 ± 2.01 82.60 ± 1.25 23.61 ± 5.27 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.71 Coeficiente de determinación r2 51 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 2 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -33% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa -22% Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.95 1 r = -0.09 r = 0.30 Concentración r2 = 1 % r2 = 9 % Rn-222 P-valor = 0.888 P-valor = 0.63 1 El r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura es 2 %, lo que indica que probablemente no existe correlación lineal entre estas variables. 104 Tabla 3.45: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 2 (ambiente 4A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 26/05/2017 35.00 160 0.23 ± 0.07 24.89 ± 7.98 1 30/06/2017 35.00 100 0.14 ± 0.05 14.52 ± 5.76 24.20 ± 4.5 35.00 40 0.31 ± 0.09 33.18 ± 9.22 30/06/2017 38.00 160 0.10 ± 0.04 10.19 ± 4.00 2 07/08/2017 38.00 100 0.80 ± 0.19 78.96 ± 18.77 44.57 ± 6.86 38.00 40 0.26 ± 0.07 25.47 ± 7.39 07/08/2017 28.00 160 0.23 ± 0.08 31.11 ± 10.46 3 04/09/2017 28.00 100 2.64 ± 0.54 352.58 ± 73.45 245.42 ± 34.80 28.00 40 2.64 ± 0.54 352.58 ± 5.29 04/09/2017 61.00 160 0.25 ± 0.09 15.47 ± 5.29 4 04/11/2017 61.00 100 0.14 ± 0.05 8.33 ± 3.30 11.11 ± 2.62 61.00 40 0.16 ± 0.08 9.52 ± 4.78 04/11/2017 41.00 160 0.45 ± 0.13 40.72 ± 12.16 5 15/12/2017 41.00 100 0.12 ± 0.05 10.62 ± 4.55 21.84 ± 4.81 41.00 40 0.16 ± 0.07 14.16 ± 6.27 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.46: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 2 (ambiente 4A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 24.48 ± 3.82 100 93.00 ± 15.25 -0.82 67.24 0.38 > α (0.05) 40 86.98 ± 3.03 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.46, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 2. En la tabla 3.47, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. . 105 Tabla 3.47: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 2 (ambiente 4A) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 17.80 ± 0.56 85.10 ± 2.03 24.20 ± 4.50 17.00 ± 0.34 85.70 ± 1.29 44.57 ± 6.86 16.60 ± 1.20 87.00 ± 0.45 245.42 ± 34.80 17.20 ± 2 .30 84.95 ± 2.30 11.11 ± 2.62 19.55 ± 0.67 82.60 ± 1.99 21.84 ± 4.81 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.87 Coeficiente de determinación r2 75 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 51 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura 3% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 33% Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.95 1 r = -0.52 r = 0.70 Concentración r2 = 27 % r2 = 49 % Rn-222 P-valor = 0.367 P-valor = 0.184 1 La correlación múltiple en este caso si está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (51 %) supera en valor a los r2adj. evaluados de manera independiente (3 % y 33%); pero sólo el 51 % de la variación de Rn-222 puede ser debido a las variaciones de la humedad y la temperatura, en otras palabras, podemos decir que existe probablemente una correlación lineal débil entre estas variables. 106 3.5 EDIFICIO 5 3.5.1 LUGAR DE TRABAJO 5A UBICACIÓN SUELO 13m 5TO. PISO PARED B 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 2.55 m VOLUMEN 165.75 m^3 PUNTO 1 PARED D CORREDOR VENTANA ÁREA LIBRE Figura 3.20: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 5A Tabla 3.48: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 5A Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura látex No determinado Oficina Pared B Concreto Pintura látex No determinado Suelo Pared C Concreto Pintura látex No determinado Suelo Pared D Concreto Pintura látex No determinado Corredor Ventana Vidrio No presenta --- Área libre Puerta 1 Madera No presenta --- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 06 años Ventanas 10 horas/día Junio - Lunes - Sábado Diciembre 107 SUELO PARED C PUERTA 2 5m OFICINA PARED A PUERTA 1 Resultados y análisis de las mediciones en 5A Tabla 3.49: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 5A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 21/08/2017 79.00 160 1.83 ± 0.37 86.37 ± 17.69 1 08/11/2017 79.00 100 2.16 ± 0.43 101.99 ± 20.56 83.62 ± 10.10 79.00 40 1.32 ± 0.28 62.48 ± 13.47 08/11/2017 52.00 160 0.85 ± 0.21 86.32 ± 21.66 2 30/12/2017 52.00 100 0.51 ± 0.13 51.01 ± 13.54 71.28 ± 10.67 52.00 40 0.76 ± 0.19 76.51 ± 19.27 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que se encuentra en uno de los laterales del edifico y tiene acceso directo a un patio con muy buena ventilación. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r, r2 y P-valor. Tabla 3.50: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 5A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 86.35 ± 13.98 100 76.50 ± 12.31 0.99 98.01 0.048 < α (0.05) 40 69.50 ± 11.76 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.50, el P- valor es menor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 108 3.5.2 LUGAR DE TRABAJO 5B UBICACIÓN OFICINA 7m 5TO. PISO PARED B 1ER. PISO SÓTANO 1 AIRE ACONDICIONADO ALTURA PISO-TECHO 2.59 m VOLUMEN 108.78 m^3 PUNTO 1 PARED D OFICINA Figura 3.21: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 5B Tabla 3.51: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 5B Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura látex No determinado Corredor Pared B Concreto Pintura látex No determinado Oficina Pared C Concreto Pintura látex No determinado Suelo Pared D Concreto Pintura látex No determinado Oficina Puerta Madera No presenta --- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 06 años Aire acondicionado 10 horas/día Junio - Lunes - Sábado Diciembre 109 CORREDOR PARED A PUERTA 6m SUELO PARED C Resultados y análisis de las mediciones en 5B Tabla 3.52: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 5B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 21/08/2017 79.00 160 3.69 ± 0.72 174.58 ± 34.91 1 08/11/2017 79.00 100 5.44 ± 1.04 257.28 ± 50.32 210.11 ± 24.28 79.00 40 4.20 ± 0.82 198.47 ± 39.43 08/11/2017 52.00 160 4.80 ± 0.92 484.59 ± 95.46 2 30/12/2017 52.00 100 1.94 ± 0.41 196.19 ± 41.74 304.09 ± 38.64 52.00 40 2.29 ± 0.49 231.50 ± 50.82 Como podemos observar este ambiente 5B (tabla 3.52), muestra niveles de concentración de Radón 222 mayores al encontrado en el ambiente 5A (tabla 3.49), y esto se debe a pesar que 5B tiene sistema de aire acondicionado, este lugar se encuentra aproximadamente en la parte central del edificio, mientras que 5A se encuentra se encuentra en uno de los laterales del edifico y tiene acceso directo a un patio con muy buena ventilación. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r, r2 y P-valor. Tabla 3.53: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 5B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 329.58 ± 50.82 100 226.73 ± 32.69 0.91 82.60 0.27 > α (0.05) 40 214.99 ± 32.16 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.53, el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 110 3.6 EDIFICIO 6 3.6.1 LUGAR DE TRABAJO 6A SUELO UBICACIÓN 7m PARED C 5TO. PISO 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO ÁREA PARA 3.07 m TRABAJADORES VOLUMEN 99 m^3 ASCENSOR 1 ASCENSOR 2 PUNTO 1 Figura 3.22: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 6A Tabla 3.54: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 6A Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura látex No determinado Ascensores Pared B Concreto Pintura látex No determinado Co2rmredor Pared C Concreto Pintura látex No determinado Suelo Pared D Concreto Pintura látex No determinado Suelo Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado No determinado Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 10 años Aire acondicionado 10 horas /día Junio - Diciembre 111 CORREDOR 3m PARED B 9m SUELO PARED D PARED A MURO DE CONCRETO Resultados y análisis de las mediciones en 6A Tabla 3.55: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 6A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 22/08/2017 113.00 160 0.74 ± 0.19 24.41 ± 6.50 1 13/12/2017 113.00 100 0.74 ± 0.19 24.41 ± 6.25 21.20 ± 3.31 113.00 40 0.45 ± 0.12 14.77 ± 4.14 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tiene sistema de aire acondicionado. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, empleamos el coeficiente de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.56: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 6A) Coef. Coef. Durante el periodo de medición Pearson Determinación (r) (r2 P-valor ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 24.41 ± 6.50 100 24.41 ± 6.25 0.87 75.00 0.33 > α (0.05) 40 14.77 ± 4.14 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.536 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 3.6.2 LUGAR DE TRABAJO 6B UBICACIÓN VESTUARIO 5m 5TO. PISO PARED C 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 3.07 m PUNTO 1 VOLUMEN 46.05 m^3 PARED A ÁREA LIBRE Figura 3.23: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 6B 112 CORREDOR PARED B PUERTA 3m SUELO PARED D Tabla 3.57: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 6B Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura látex No determinado Área libre Pared B Concreto Pintura látex No determinado Corredor Pared C Concreto Pintura látex No determinado Vestuario Pared D Concreto Pintura látex No determinado Suelo Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado No determinado Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 10 años Aire acondicionado 10 horas /día Junio -Diciembre Resultados y análisis de las mediciones en 6B Tabla 3.58: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 6B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 22/08/2017 113.00 160 1.83 ± 0.49 60.38 ± 16.54 1 13/12/2017 113.00 100 1.32 ± 0.29 43.68 ± 9.77 45.82 ± 6.92 113.00 40 1.01 ± 0.23 33.40 ± 7.87 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tiene sistema de aire acondicionado. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, empleamos el coeficiente de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.59: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 6B) Coef. Coef. Durante el periodo de medición Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 60.38 ± 16.54 100 43.68 ± 9.77 0.99 98 0.087 > α (0.05) 40 33.40 ± 7.87 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.59 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 113 3.7 EDIFICIO 7 3.7.1 LUGAR DE TRABAJO 7A ÁREA LIBRE VENTANA 1 PARED A PUERTA VENTANA 2 UBICACIÓN 2DO. PISO 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 5.01 m VOLUMEN 440.88 m^3 PUNTO 1 PARED C OFICINAS 11m (a) (b) Figura 3.24: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 7A. (b) Imagen real del ambiente. Tabla 3.60: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 7A Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto No determinado No determinado Área libre Pared B Concreto No determinado No determinado Oficinas Pared C Concreto No determinado No determinado Oficinas Pared D Concreto No determinado No determinado Oficinas Ventana 1 Vidrio No presenta --- Área libre Ventana 2 Vidrio No presenta --- Área libre Piso Concreto No presenta --- Suelo Techo Concreto No presenta --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 20 años Ventanas 10 horas / día Junio - Puerta Lunes - Sábado Diciembre 114 OFICINAS 8m PARED D OFICINAS PARED B Resultados y análisis de las mediciones en 7A Tabla 3.61: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 7A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 18/08/2017 102.00 160 1.28 ± 0.30 46.97 ± 11.17 1 28/11/2017 102.00 100 2.70 ± 0.55 98.92 ± 20.53 69.74 ± 9.08 102.00 40 1.73 ± 0.38 63.34 ± 14.00 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tienen una muy buena ventilación, ya que las puertas y ventanas colindan con un patio. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, empleamos el coeficiente de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.62: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 7A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 46.97 ± 11.17 100 98.92 ± 20.53 -0.31 9.61 0.80 > α (0.05) 40 63.34 ± 14.00 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.62 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 115 3.7.2 LUGAR DE TRABAJO 7B Figura 3.25: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 7B Tabla 3.63: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 7B Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto No presenta --- Oficina Pared B Concreto No presenta --- Patio Pared C Concreto No presenta --- Calle Pared D Concreto No presenta --- Oficina Ventana Vidrio No presenta --- Patio Puerta Madera No presenta --- Piso Concreto No presenta --- Suelo Techo Calamina No presenta --- --- Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 20 años Ventana 05 horas / día Junio – Puerta Lunes – Sábado Diciembre 116 Resultados y análisis de las mediciones en 7B Tabla 3.64: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 7B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 18/08/2017 102.00 160 3.34 ± 0.66 122.41 ± 24.65 1 28/11/2017 102.00 100 2.10 ± 0.54 76.86 ± 19.94 90.14 ± 11.82 102.00 40 1.94 ± 0.43 71.17 ± 15.89 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tienen una muy buena ventilación, ya que las puertas y ventanas colindan con un patio. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, empleamos el coeficiente de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.65: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 7B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 122.41 ± 24.65 100 76.86 ± 19.94 0.91 83.22 0.27 > α (0.05) 40 71.17 ± 15.89 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.65 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 117 3.7.3 LUGAR DE TRABAJO 7C Figura 3.26: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 7C Tabla 3.66: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 7C Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto No presenta --- Corredor Pared B Concreto No presenta --- Calle Pared C Concreto No presenta --- Patio Pared D Concreto No presenta --- Oficina Ventana Vidrio No presenta --- Patio Puerta 1 Madera No presenta --- Patio Puerta 2 Madera No presenta --- Corredor Piso Concreto No presenta --- Suelo Techo Calamina No presenta --- --- Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 20 años Ventana 05 horas / día Junio -Diciembre Puerta Lunes - Sábado 118 Resultados y análisis de las mediciones en 7C Tabla 3.67: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 7C) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 18/08/2017 102.00 160 0.72 ± 0.16 26.33 ± 6.04 1 28/11/2017 102.00 100 0.95 ± 0.24 34.87 ± 9.05 33.21 ± 4.65 102.00 40 1.05 ± 0.23 38.43 ± 8.74 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tienen una muy buena ventilación, ya que las puertas y ventanas colindan con un patio. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, empleamos el coeficiente de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.68: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 7C) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 26.33 ± 6.04 100 34.87 ± 9.05 -0.97 94.65 0.149 > α (0.05) 40 38.43 ± 8.74 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.68 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 119 3.8 EDIFICIO 8 3.8.1 LUGAR DE TRABAJO 8A UBICACIÓN ÁREA LIBRE: PATIO 2DO. PISO VENTANA PUERTA 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 2.10 m VOLUMEN 126 m^3 PUNTO 1 PARED B OFICINA 6m (a) (b) Figura 3.27: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8A. (b) Punto de medición Tabla 3.69: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8A Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura --- Vivienda Pared B Concreto Pintura --- Búnker Braquiterapia Pared C Concreto Pintura --- Corredor Ventana Vidrio No presenta --- Patio Puerta Madera No presenta --- Patio Piso Concreto Pintura --- Oficinas Techo Calamina Pintura --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de Sistema de ventilación Sistema de ventilación ventilación 24 años Ventana 10 horas / día Junio -Diciembre Puerta Lunes - Sábado 120 CORREDOR PARED C 10m SUELO PARED A Resultados y análisis de las mediciones en 8A Tabla 3.70: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 25/05/2017 39.00 160 0.13 ± 0.05 28.47 ± 10.68 1 03/07/2017 39.00 100 0.25 ± 0.08 54.09 ± 18.12 41.75 ± 8.52 39.00 40 0.19 ± 0.07 42.70 ± 14.51 03/07/2017 32.00 160 0.17 ± 0.06 19.66 ± 7.26 2 04/08/2017 32.00 100 0.41 ± 0.11 48.39 ± 13.47 28.73 ± 5.52 32.00 40 0.16 ± 0.05 18.15 ± 6.29 04/08/2017 40.00 160 0.29 ± 0.11 27.22 ± 10.01 3 13/09/2017 40.00 100 0.14 ± 0.05 12.70 ± 5.09 21.78 ± 4.72 40.00 40 0.27 ± 0.09 25.41 ± 8.61 13/09/2017 55.00 160 0.27 ± 0.08 18.48 ± 5.76 4 07/11/2017 55.00 100 0.35 ± 0.10 23.76 ± 7.12 21.12 ± 3.06 55.00 40 0.04 ± 0.01 2.64 ± 0.48 07/11/2017 45.00 160 0.17 ± 0.07 14.52 ± 5.69 5 22/12/2017 45.00 100 0.12 ± 0.06 9.68 ± 4.76 11.83 ± 2.99 45.00 40 0.14 ± 0.06 11.29 ± 5.05 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tienen una muy buena ventilación, ya que las puertas y ventanas colindan con un patio. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r , r2 y P-valor. Tabla 3.71: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8A) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 21.67 ± 3.65 100 29.72 ± 4.94 -0.42 17.64 0.73 > α (0.05) 40 25.05 ± 3.74 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.71 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 121 En la tabla 3.72, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Empleamos un higrómetro digital (Digital Sensor HTC) para obtener datos de humedad relativa y temperatura. Tabla 3.72: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8A) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 23.40 ± 2.01 66.67 ± 1.23 41.75 ± 8.52 23.13 ± 1.78 78.67 ± 0.99 28.73 ± 5.52 25.20 ± 1.23 65.00 ± 2.30 21.78 ± 4.72 23.90 ± 0.67 59.67 ± 0.56 21.12 ± 3.06 25.28 ± 0.45 69.00 ± 0.79 11.83 ± 2.99 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.76 Coeficiente de determinación r2 58 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 17 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura 42% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa -30% Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.35 1 r = -0.75 r = 0.15 Concentración r2 = 56 % r2 = 2 % Rn-222 P-valor = 0.141 P-valor = 0.81 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (17 %) no supera en valor a los r2adj. evaluados de manera independiente entre la concentración y la temperatura (42 %); además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal. 122 3.8.2 LUGAR DE TRABAJO 8B UBICACIÓN OFICINA 2DO. PISO 1ER. PISO 4m SÓTANO 1 PARED C ALTURA PISO-TECHO 2.18 m PUNTO 1 VOLUMEN 26.16 m^3 PARED A PUERTA CONSOLA Figura 3.28: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8B Tabla 3.73: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8B Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Mayólica No determinado Consola Pared B Concreto Mayólica No determinado Oficina Pared C Concreto Mayólica No determinado Oficina Pared D Concreto Mayólica No determinado Suelo Puerta Plomo --- --- Consola Piso Concreto Pintura No determinado Oficinas Techo Concreto Mayólica No determinado Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 24 años Puerta 05 horas / día Junio -Diciembre 123 OFICINA 3m PARED B SUELO PARED D Figura 3.29: Punto de medición del lugar de trabajo 8B Resultados y análisis de las mediciones en 8B Tabla 3.74: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 25/05/2017 39.00 160 1.98 ± 0.39 435.54 ± 87.98 1 03/07/2017 39.00 100 4.16 ± 0.80 913.78 ± 179.65 556.05 ± 70.30 39.00 40 1.45 ± 0.30 318.83 ± 66.83 03/07/2017 32.00 160 1.05 ± 0.22 122.50 ± 26.34 2 04/08/2017 32.00 100 0.61 ± 0.14 71.08 ± 16.10 106.36 ± 13.67 32.00 40 1.07 ± 0.23 125.52 ± 27.01 04/08/2017 40.00 160 1.46 ± 0.32 136.11 ± 30.39 3 13/09/2017 40.00 100 2.74 ± 0.55 255.88 ± 52.08 190.55 ± 23.99 40.00 40 1.92 ± 0.41 179.66 ± 39.31 13/09/2017 55.00 160 3.63 ± 0.71 246.81 ± 49.23 4 07/11/2017 55.00 100 5.63 ± 1.11 382.75 ± 77.35 227.01 ± 31.34 55.00 40 0.76 ± 0.30 51.47 ± 20.80 07/11/2017 45.00 160 1.15 ± 0.26 95.17 ± 22.33 5 22/12/2017 45.00 100 1.79 ± 0.37 148.41 ± 31.54 126.90 ± 16.53 45.00 40 1.65 ± 0.37 137.11 ± 31.08 De todos, los lugares de trabajo evaluados, este es uno de los que presenta un alto nivel de concentración de Radón en comparación con los demás ambientes. Esto se debe probablemente a la escasa ventilación que recibe de sólo 05 horas /día. El medio por el cual se ventila este ambiente es a través de la puerta. En el periodo 1, podemos observar una concentración de Radón-222 de 556.05 Bq/m3 y esto se debió a que durante este periodo no hubo regular concurrencia de pacientes, por lo cual permaneció frecuentemente cerrado, con muy poca ventilación que recibe a través de la puerta de ingreso. 124 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.75: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 207.22 ± 22.16 100 354.38 ± 41.10 0.22 4.96 0.86 > α (0.05) 40 162.52 ± 18.04 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.77 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.76, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Pudimos acceder a una base de datos de humedad relativa y temperatura, que guardan en un registro en este lugar de trabajo. Tabla 3.76: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8B) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 24.13 ± 0.34 68.33 ± 0.67 556.05 ± 70.30 25.10 ± 1.34 62.33 ± 0.56 106.36 ± 13.67 22.90 ± 1.78 80.00 ± 1.23 190.55 ± 23.99 23.90 ± 1.69 67.33 ± 2.09 227.01 ± 31.34 24.96 ± 0.98 84.00 ± 0.69 126.90 ± 16.53 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.39 Coeficiente de determinación r2 15 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura -69 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -25% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa -26% 125 Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.25 1 r = -0.25 r = -0.23 Concentración r2 = 6 % r2 = 5 % Rn-222 P-valor = 0.689 P-valor = 0.705 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-69 %) ya que es menor que cero; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal. 3.8.3 LUGAR DE TRABAJO 8C UBICACIÓN SUELO 3m 2DO. PISO PARED C 1ER. PISO SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 2.38 m VOLUMEN 28.56 m^3 PUERTA PUNTO 1 PARED A CORREDOR Figura 3.30: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8C 126 CORREDOR 4m PARED B OFICINA PARED D Tabla 3.77: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8C Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable No determinado Corredor Pared B Concreto Pintura lavable No determinado Corredor Pared C Concreto Pintura lavable No determinado Suelo Pared D Concreto Pintura lavable No determinado Oficina Puerta Madera No presenta --- Corredor Piso Concreto Parque No determinado Oficinas Techo Concreto Pintura lavable No determinado Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 24 años Puerta 10 horas / día Junio -Diciembre Resultados y análisis de las mediciones en 8C Tabla 3.78: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8C) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 25/05/2017 39.00 160 0.69 ± 0.16 150.87 ± 34.99 1 03/07/2017 39.00 100 1.37 ± 0.29 301.75 ± 65.58 188.83 ± 26.48 39.00 40 0.52 ± 0.13 113.87 ± 28.08 03/07/2017 32.00 160 0.16 ± 0.06 18.15 ± 7.14 2 04/08/2017 32.00 100 0.31 ± 0.09 36.29 ± 10.54 44.86 ± 7.74 32.00 40 0.69 ± 0.16 80.15 ± 19.40 04/08/2017 39.00 160 0.16 ± 0.06 14.89 ± 5.60 3 12/09/2017 39.00 100 0.41 ± 0.11 39.09 ± 10.71 22.96 ± 4.52 39.00 40 0.16 ± 0.06 14.89 ± 6.14 12/09/2017 56.00 160 0.89 ± 0.20 59.63 ± 13.75 4 07/11/2017 56.00 100 0.68 ± 0.19 45.37 ± 12.51 51.85 ± 7.36 56.00 40 0.76 ± 0.18 50.55 ± 11.93 07/11/2017 45.00 160 0.35 ± 0.10 29.04 ± 8.04 5 22/12/2017 45.00 100 0.33 ± 0.10 27.42 ± 8.46 24.73 ± 4.60 45.00 40 0.21 ± 0.09 17.74 ± 7.35 En este amiente, observamos que existe un nivel considerable de concentración de 188.83 Bq/m3 en el primer periodo de medición, no se tuvo información que justificara este hecho. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. 127 Tabla 3.79: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8C) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación 2 P-valor (r) (r ) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 54.51 ± 7.9 100 89.98 ± 13.79 -0.02 0.04 0.99 > α (0.05) 40 55.44 ± 7.48 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.79 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.80, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Empleamos un higrómetro digital (Digital Sensor HTC) para obtener datos de humedad relativa y temperatura. Tabla 3.80: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8C) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 24.23 ± 0.23 58.67 ± 2.30 188.83 ± 26.48 25.10 ± 0.56 60.00 ± 0.55 44.86 ± 7.74 21.40 ± 0.89 70.33 ± 0.67 22.96 ± 4.52 25.53 ± 2.10 57.33 ± 1.23 51.85 ± 7.36 24.30 ± 1.45 68.33 ± 1.56 24.73 ± 4.60 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.70 Coeficiente de determinación r2 49 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 2% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -29% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 8 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.79 1 r = 0.18 r = -0.56 Concentración r2 = 3% r2 = 31 % Rn-222 P-valor = 0.767 P-valor = 0.328 1 128 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-2 %) ya que es menor que cero; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal. 3.8.4 LUGAR DE TRABAJO 8D UBICACIÓN SUELO 4m 2DO. PISO PARED C 1ER. PISO SÓTANO 2 ALTURA PISO-TECHO 2.39 m PU VOLUMEN ERT 19.12 m^3 A PUNTO 1 PARED A BÚNKER RADIOTERAPIA (a) (b) Figura 3.31: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8D. (b) Punto de medición Tabla 3.81: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8D Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable --- Búnker radioterapia Pared B Concreto Pintura lavable --- Sala de espera Pared C Concreto Pintura lavable --- Suelo Pared D Concreto Pintura lavable --- Suelo Puerta Madera --- --- Corredor Piso Concreto Mayólica --- Suelo Techo Concreto Pintura lavable --- Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 24 años Puerta 10 horas / día Junio -Diciembre 129 SALA DE ESPERA PARED B 2m SUELO PARED D Resultados y análisis de las mediciones en 8D Tabla 3.82: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8D) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 25/05/2017 39.00 160 0.14 ± 0.05 31.31 ± 11.22 1 03/07/2017 39.00 100 0.30 ± 0.09 65.47 ± 19.59 42.23 ± 8.52 39.00 40 0.14 ± 0.05 29.89 ± 11.99 03/07/2017 32.00 160 0.35 ± 0.10 40.83 ± 11.47 2 04/08/2017 32.00 100 0.30 ± 0.08 34.78 ± 9.94 63.01 ± 10.00 32.00 40 0.97 ± 0.22 113.42 ± 25.88 04/08/2017 39.00 160 0.51 ± 0.20 48.39 ± 19.24 3 12/09/2017 39.00 100 0.74 ± 0.22 70.73 ± 20.84 63.28 ± 11.69 39.00 40 0.74 ± 0.21 70.73 ± 20.64 12/09/2017 56.00 160 0.41 ± 0.12 27.22 ± 7.96 4 07/11/2017 56.00 100 0.35 ± 0.10 23.33 ± 6.63 29.38 ± 4.76 56.00 40 0.56 ± 0.15 37.59 ± 9.83 07/11/2017 45.00 160 0.08 ± 0.06 6.45 ± 4.62 5 22/12/2017 45.00 100 0.19 ± 0.08 16.13 ± 6.42 10.22 ± 2.92 45.00 40 0.10 ± 0.05 8.07 ± 3.78 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tienen una muy buena ventilación, ya que la puerta colinda con una sala de espera que tiene ventilación directa del medio ambiente (patio). Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados r, r2 y P-valor. Tabla 3.83: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8D) Durante los 05 periodos Coef. Coef. Determinación Pearson (r) (r2) x 100 % P-valor Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 30.84 ± 5.34 100 42.09 ± 6.33 -1.00 100 0.024 < α (0.05) 40 51.94 ± 7.35 130 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.83 el P- valor es menor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.84, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Empleamos un higrómetro digital (Digital Sensor HTC) para obtener datos de humedad relativa y temperatura. Tabla 3.84: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8D) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 24.00 ± 0.23 68.33 ± 2.01 42.23 ± 8.52 25.20 ± 1.45 65.00 ± 1.23 63.01 ± 10.00 20.50 ± 1.34 74.67 ± 2.15 63.28 ± 11.69 23.10 ± 0.67 54.00 ± 0.67 29.38 ± 4.76 24.40 ± 2.21 65.33 ± 0.34 10.22 ± 2.92 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.51 Coeficiente de determinación r2 26 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 48 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -20 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 0.9 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.42 1 r = -0.31 r = 0.49 Concentración r2 = 10 % r2 = 24 % Rn-222 P-valor = 0.606 P-valor = 0.398 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-48 %) ya que es menor que cero; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal. 131 3.8.5 LUGAR DE TRABAJO 8E UBICACIÓN OFICINA 2DO. PISO 1ER. PISO PARED D SÓTANO 2 ALTURA PISO-TECHO 4.65 m VOLUMEN 260.4 m^3 PUNTO 1 PARED B 8m SUELO Figura 3.32: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 8E Tabla 3.85: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 8E Estructura de la construcción Áreas Recubrimiento Barrera Material colindantes Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Pintura lavable No determinado Suelo Pared B Concreto Pintura lavable No determinado Suelo Pared C Concreto Pintura lavable No determinado Consola Pared D Concreto Pintura lavable No determinado Oficina Puerta Plomo --- --- Corredor Piso Concreto Mayólica No determinado Suelo Techo Concreto No determinado No determinado Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 24 años Aire acondicionado 24 horas / día Junio -Diciembre 132 CONSOLA PARED C 7m CORREDOR PPPUUUEEERRRTTTAAA PARED A SUELO Figura 3.33: Punto de medición en el lugar de trabajo 8E Resultados y análisis de las mediciones en 8E Tabla 3.86: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 8E) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 25/05/2017 39.00 160 0.28 ± 0.07 62.63 ± 15.94 1 03/07/2017 39.00 100 0.21 ± 0.06 45.55 ± 14.12 55.98 ± 9.15 39.00 40 0.27 ± 0.08 59.78 ± 17.32 03/07/2017 32.00 160 0.13 ± 0.05 15.12 ± 5.29 2 04/08/2017 32.00 100 0.19 ± 0.06 22.68 ± 6.75 47.38 ± 8.67 32.00 40 0.89 ± 0.21 104.35 ± 24.55 04/08/2017 40.00 160 0.43 ± 0.13 39.92 ± 11.97 3 13/09/2017 40.00 100 0.29 ± 0.09 27.22 ± 8.75 39.92 ± 6.61 40.00 40 0.56 ± 0.14 52.63 ± 13.17 13/09/2017 55.00 160 0.29 ± 0.10 19.80 ± 6.53 4 07/11/2017 55.00 100 0.33 ± 0.10 22.44 ± 6.98 24.64 ± 4.51 55.00 40 0.47 ± 0.14 31.68 ± 9.58 07/11/2017 45.00 160 0.21 ± 0.06 17.74 ± 5.42 5 22/12/2017 45.00 100 0.23 ± 0.07 19.36 ± 5.90 38.71 ± 7.34 45.00 40 0.95 ± 0.24 79.04 ± 20.51 Los niveles de concentración de Radón en este ambiente son bajos y esto se debe a que tienen una muy buena ventilación, ya que la puerta colinda con una sala de espera que tiene ventilación directa del medio ambiente (patio); además también tiene aire acondicionado. 133 Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.87: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 8E) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎 𝟑) 160 31.04 ± 4.46 100 27.45 ± 4.03 -0.82 67 0.388 > α (0.05) 40 65.49 ± 7.97 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.87 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.88, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Pudimos acceder a una base de datos de humedad relativa y temperatura, que guardan en un registro en este lugar de trabajo. Tabla 3.88: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 8E) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 24.13 ± 2.08 63.67 ± 0.99 55.98 ± 9.15 25.17 ± 1.67 72.67 ± 0.56 47.38 ± 8.67 19.47 ± 1.23 74.00 ± 1.23 39.92 ± 6.61 23.00 ± 0.98 55.00 ± 1.22 24.64 ± 4.51 24.20 ± 0.67 63.67 ± 0.67 38.71 ± 7.34 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.69 Coeficiente de determinación r2 48 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 4% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -21 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 2 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables 134 Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.28 1 r = 0.31 r = 0.51 Concentración r2 = 10 % r2 = 26 % Rn-222 P-valor = 0.617 P-valor = 0.376 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-4 %) ya que es menor que cero; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal. 3.9 EDIFICIO 9 3.9.1 LUGAR DE TRABAJO 9A 13m SUELO UBICACIÓN 10MO. PISO PARED B 1ER. PISO SÓTANO 1 SÓTANO 5 PUNTO 1 ALTURA PISO-TECHO 2.8 m VOLUMEN 218.4 m^3 PARED D OFICINA Figura 3.34: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9A 135 CORREDOR BRAQUITERAPIA PPUUEERRTTAA PUERTA PARED A 6m SALA DE RECEPCIÓN PARED C Tabla 3.89: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9A Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Tapiz 04 años Búnker braquiterapia Pared B Concreto Tapiz 04 años Suelo Pared C Concreto Tapiz 04 años Sala de recepción Pared D Concreto Tapiz 04 años Oficina Puerta Plomo --- --- Corredor Piso Concreto Mayólica 04 años Oficinas Techo Concreto Pintura lavable 04 años Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 04 años Aire acondicionado 24 horas / día Junio -Diciembre (a) (b) Figura 3.35: (a) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9A. (b) Imagen real del lugar de trabajo 9A Resultados y análisis de las mediciones en 9A Tabla 3.90: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 20/05/2017 40.00 160 0.31 ± 0.09 50.50 ± 14.56 1 30/06/2017 40.00 100 0.25 ± 0.09 41.03 ± 14.04 34.02 ± 7.01 40.00 40 0.06 ± 0.04 10.52 ± 5.73 30/06/2017 34.00 160 0.10 ± 0.04 11.39 ± 4.40 2 03/08/2017 34.00 100 0.25 ± 0.09 27.75 ± 9.45 19.69 ± 4.11 34.00 40 0.18 ± 0.06 19.93 ± 6.58 03/08/2017 29.00 160 1.06 ± 0.24 136.84 ± 31.15 3 01/09/2017 29.00 100 0.79 ± 0.20 101.79 ± 25.67 129.60 ± 19.65 29.00 40 1.17 ± 0.33 150.19 ± 42.97 136 01/09/2017 30.00 160 3.65 ± 0.71 454.90 ± 90.62 4 31/09/2017 30.00 100 3.01 ± 0.60 375.05 ± 76.48 359.45 ± 42.90 30.00 40 1.99 ± 0.39 248.42 ± 50.04 31/09/2017 72.00 160 0.56 ± 0.18 29.24 ± 9.23 5 12/12/2017 72.00 100 0.68 ± 0.17 35.29 ± 8.70 25.88 ± 4.51 72.00 40 0.25 ± 0.09 13.11 ± 4.70 Los niveles de concentración de Radón en los periodos 3 y 4 son relativamente altos: 129.6 y 359.45 Bq/m3 respectivamente, y esto se debió a que durante estos periodos este recinto tuvo problemas con el aire acondicionado de manera frecuente. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.91: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9A) Coef. Durante los 05 periodos Coef. Determinación Pearson (r2) x 100 % P-valor (r) Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 136.57 ± 19.49 100 116.18 ± 16.58 0.99 98 0.056 > α (0.05) 40 88.43 ± 13.34 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.91 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.92, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Pudimos acceder a una base de datos de humedad relativa y temperatura, que guardan en un registro en este lugar de trabajo. Tabla 3.92: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9A) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 22.60 ± 0.44 64.00 ± 2.33 34.02 ± 7.01 21.40 ± 1.20 62.00 ± 1.20 19.69 ± 4.11 20.50 ± 0.35 56.33 ± 0.99 129.60 ± 19.65 22.60 ± 1.22 51.00 ± 0.97 359.45 ± 42.90 22.80 ± 0.90 57.33 ± 1.23 25.88 ± 4.51 137 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.86 Coeficiente de determinación r2 75 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 49 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -32% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 66 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.05 1 r = 0.11 r = -0.86 Concentración r2 = 1 % r2 = 74 % Rn-222 P-valor = 0.863 P-valor = 0.04 1 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (49 %) no supera al r2adj. entre la concentración y la humedad relativa (66 %); además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente haya una correlación lineal negativa alta entre la concentración y la humedad relativa. Esto se debe probablemente a que a medida que aumenta el contenido de agua en un ambiente la capacidad de difusión del Radón disminuye. 138 3.9.2 LUGAR DE TRABAJO 9B UBICACIÓN 12m 10MO. PISO BÚNKER BRAQUITERAPIA BÚNKER RADIOTERAPIA PUEPRUTAERTA PARED A PUERTA PUNTO DE CONSOLA DE MEDICIÓN 1 RADIOTERAPIA 1ER. PISO SÓTANO 1 SÓTANO 5 ALTURA PISO-TECHO 2.8 m PUERTA VOLUMEN PUERTA PARED C 201.6 m^3 CONSULTORIO SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO Figura 3.36: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9B Tabla 3.93: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9B Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Tapiz 04 años Búnker radioterapia Pared B Concreto Tapiz 04 años Oficina Pared C Concreto Tapiz 04 años Consultorio Pared D Concreto Tapiz 04 años Búnker radioterapia Piso Concreto Mayólica 04 años Oficinas Techo Concreto Pintura lavable 04 años Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 04 años Aire acondicionado 24 horas / día Junio -Diciembre 139 OFICINA PARED B 6m BÚNKER RADIOTERAPIA PUERTA PARED D PUERTA (a) (b) Figura 3.37: (a) Imagen real del lugar de trabajo 9B. (b) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9B. Resultados y análisis de las mediciones en 9B Tabla 3.94: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9B) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (bq/𝒎𝟑) Concentración 20/05/2017 40.00 160 0.87 ± 0.19 140.97 ± 31.44 1 30/06/2017 40.00 100 0.32 ± 0.09 52.60 ± 14.33 75.04 ± 11.92 40.00 40 0.19 ± 0.06 31.56 ± 9.17 30/06/2017 34.00 160 0.70 ± 0.16 76.86 ± 17.78 2 03/08/2017 34.00 100 0.23 ± 0.07 25.62 ± 7.69 36.06 ± 6.53 34.00 40 0.05 ± 0.03 5.69 ± 3.00 03/08/2017 29.00 160 1.37 ± 0.28 176.89 ± 36.72 3 01/09/2017 29.00 100 0.96 ± 0.22 123.49 ± 28.63 169.65 ± 21.33 29.00 40 1.62 ± 0.33 208.59 ± 43.90 01/09/2017 30.00 160 0.41 ± 0.10 51.62 ± 13.23 4 31/09/2017 30.00 100 0.78 ± 0.17 96.79 ± 21.90 182.82 ± 28.07 30.00 40 3.21 ± 0.63 400.05 ± 80.22 31/09/2017 72.00 160 0.25 ± 0.09 13.11 ± 4.47 5 12/12/2017 72.00 100 0.39 ± 0.11 20.16 ± 5.88 15.12 ± 2.77 72.00 40 0.23 ± 0.07 12.10 ± 3.81 Los niveles de concentración de Radón en los periodos 3 y 4 son relativamente altos: 169.65 y 182.82 Bq/m3 respectivamente, y esto se debió a que durante estos periodos este recinto tuvo problemas con el aire acondicionado de manera frecuente. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. 140 Tabla 3.95: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9B) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 91.89 ± 10.67 100 63.73 ± 8.00 -0.58 33.91 0.604 > α (0.05) 40 131.60 ± 18.41 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.95 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.96, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Pudimos acceder a una base de datos de humedad relativa y temperatura, que guardan en un registro en este lugar de trabajo. Tabla 3.96: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9B) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 23.23 ± 0.79 63.33 ± 0.45 75.04 ± 11.92 20.97 ± 2.09 59.33 ± 1.20 36.06 ± 6.53 20.10 ± 1.24 59.0.0 ± 0.98 169.65 ± 21.33 24.20 ± 2.06 50.00 ± 1.56 182.82 ± 28.07 23.90 ± 0.87 50.33 ± 0.44 15.12 ± 2.77 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.24 Coeficiente de determinación r2 6 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 88 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -32% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa - 32 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.57 1 r = -0.12 r = -0.10 Concentración r2 = 1 % r2 =1 % Rn-222 P-valor = 0.851 P-valor = 0.865 1 141 La correlación múltiple en este caso no está justificada, puesto que r2adj. entre la concentración con la humedad relativa y temperatura (-88 %) es menor que cero.; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente no hay una correlación lineal. 3.9.3 LUGAR DE TRABAJO 9C SUELO 6m UBICACIÓN 10MO. PISO PARED C 1ER. PISO SÓTANO 1 SÓTANO 5 PUNTO DE MEDICIÓN 1 ALTURA PISO-TECHO 2.8 m VOLUMEN 84 m^3 PUERTA PARED A PUERTA CONSOLA BRAQUITERAPIA Figura 3.38: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9C 142 SUELO PARED B 5m BÚNKER DE RADIOTERAPIA PARED D Tabla 3.97: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9C Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Tapiz 04 años Consola Braquiterapia Pared B Concreto Tapiz 04 años Suelo Pared C Concreto Tapiz 04 años Suelo Pared D Concreto Tapiz 04 años Búnker Radioterapia Puerta Plomo --- --- Consola Braquiterapia Piso Concreto Mayólica 04 años Oficinas Techo Concreto Pintura lavable 04 años Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 04 años Aire acondicionado 24 horas / día Junio -Diciembre (a) (b) Figura 3.39: (a) Imagen real del lugar de trabajo 9C. (b) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9C. Resultados y análisis de las mediciones en 9C Tabla 3.98: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9C) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 20/05/2017 40.00 160 9.00 ± 0.08 56.81 ± 13.93 1 30/06/2017 40.00 100 7.67 ± 0.08 48.39 ± 13.24 45.59 ± 7.41 40.00 40 5.00 ± 0.07 31.56 ± 11.15 30/06/2017 34.00 160 1.33 ± 0.03 5.69 ± 2.95 2 03/08/2017 34.00 100 1.33 ± 0.03 5.69 ± 3.59 9.01 ± 2.34 34.00 40 3.67 ± 0.05 15.66 ± 5.25 143 03/08/2017 29.00 160 15.00 ± 0.13 75.09 ± 17.58 3 01/09/2017 29.00 100 41.00 ± 0.33 205.25 ± 43.77 142.95 ± 19.03 29.00 40 29.67 ± 0.25 148.52 ± 32.17 01/09/2017 30.00 160 62.67 ± 0.48 303.26 ± 61.50 4 31/09/2017 30.00 100 21.00 ± 0.18 101.63 ± 22.74 152.71 ± 22.33 30.00 40 11.00 ± 0.11 53.23 ± 13.80 31/09/2017 72.00 160 27.50 ± 0.24 55.45 ± 12.87 5 12/12/2017 72.00 100 11.00 ± 0.12 22.18 ± 6.50 43.35 ± 6.20 72.00 40 26.00 ± 0.22 52.43 ± 11.77 Los niveles de concentración de Radón en los periodos 3 y 4 son relativamente altos: 142.95 y 152.71 Bq/m3 respectivamente, y esto se debió a que durante estos periodos este recinto tuvo problemas con el aire acondicionado de manera frecuente. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. Tabla 3.99: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9C) Coef. Durante los 05 periodos Coef. Determinación Pearson (r2) x 100 % P-valor (r) Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 99.26 ± 13.36 100 76.63 ± 10.32 0.99 98.01 0.059 > α (0.05) 40 60.28 ± 7.79 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.99 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.100, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Pudimos acceder a una base de datos de humedad relativa y temperatura, que guardan en un registro en este lugar de trabajo. 144 Tabla 3.100: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9C) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 19.50 ± 0.79 58.67 ± 0.44 45.59 ± 7.41 21.53 ± 1.73 60.67 ± 1.70 9.01 ± 2.34 23.43 ± 2.61 52.33 ± 2.33 142.95 ± 19.03 23.10 ± 0.33 50.33 ± 0.66 152.71 ± 22.33 25.07 ± 2.33 50.67 ± 0.75 43.35 ± 6.20 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.84 Coeficiente de determinación r2 66 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura 35 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura - 19 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa 33 % Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.81 1 r = 0.33 r = -0.71 Concentración r2 = 11 % r2 = 50 % Rn-222 P-valor = 0.588 P-valor = 0.181 1 Probablemente no existe una correlación lineal múltiple entre la concentración con la temperatura y la humedad relativa; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal. 145 3.9.4 LUGAR DE TRABAJO 9D UBICACIÓN 12m 10MO. PISO BÚNKER BRAQUITERAPIA BÚNKER RADIOTERAPIA PUEPRUTAERTA PARED A PUERTA CONSOLA DE 1ER. PISO BRAQUITERAPIA SÓTANO 1 SÓTANO 5 ALTURA PISO-TECHO 2.8 m PUERTA VOLUMEN PUERTA PARED C 201.6 m^3 CONSULTORIO SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO Figura 3.40: Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 9D Tabla 3.101: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 9D Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas colindantes Barrera Material Tipo Tiempo de permanencia Pared A Concreto Tapiz 04 años Búnker radioterapia Pared B Concreto Tapiz 04 años Oficina Pared C Concreto Tapiz 04 años Consultorio Pared D Concreto Tapiz 04 años Búnker radioterapia Piso Concreto Mayólica 04 años Oficinas Techo Concreto Pintura lavable 04 años Oficinas Antigüedad Ventilación edificio Sistema de ventilación Tiempo de ventilación Periodo 04 años Aire acondicionado 24 horas / día Junio -Diciembre 146 OFICINA PARED B PUNTO DE 6m MEDICIÓN 1 BÚNKER RADIOTERAPIA PUERTA PARED D PUERTA (a) (b) Figura 3.41: (a) Imagen real del lugar de trabajo 9D. (b) Sistema de ventilación del lugar de trabajo 9D. Resultados y análisis de las mediciones en 9D Tabla 3.102: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 9D) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 20/05/2017 40.00 160 4.33 ± 0.06 27.35 ± 9.14 1 30/06/2017 40.00 100 20.00 ± 0.19 126.24 ± 31.05 57.51 ± 11.06 40.00 40 3.00 ± 0.05 18.94 ± 7.37 30/06/2017 34.00 160 1.33 ± 0.03 5.69 ± 2.86 2 03/08/2017 34.00 100 16.00 ± 0.14 68.32 ± 15.57 27.52 ± 5.42 34.00 40 2.00 ± 0.03 8.54 ± 3.66 03/08/2017 29.00 160 20.33 ± 0.19 101.79 ± 24.74 3 01/09/2017 29.00 100 14.33 ± 0.13 71.76 ± 16.87 72.31 ± 10.89 29.00 40 8.67 ± 0.10 43.39 ± 13.08 01/09/2017 30.00 160 101.50 ± 0.78 491.19 ± 98.81 4 31/09/2017 30.00 100 42.33 ± 0.36 204.86 ± 45.22 363.22 ± 44.58 30.00 40 81.33 ± 0.61 393.60 ± 77.95 31/09/2017 72.00 160 15.00 ± 0.14 30.25 ± 7.51 5 12/12/2017 72.00 100 14.00 ± 0.14 28.23 ± 7.59 25.20 ± 4.00 72.00 40 8.50 ± 0.10 17.14 ± 5.47 Los niveles de concentración de Radón en los periodos 3 y 4 son relativamente altos: 72.31 y 363.22 Bq/m3 respectivamente, y esto se debió a que durante estos periodos este recinto tuvo problemas con el aire acondicionado de manera frecuente. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r, r2 y P-valor. 147 Tabla 3.103: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 9D) Coef. Coef. Durante los 05 periodos Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 131.25 ± 20.52 100 99.88 ± 11.99 0.91 82.56 0.27 > α (0.05) 40 96.32 ± 15.93 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.103 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. En la tabla 3.104, mostramos la evaluación de la correlación entre la concentración de Rn-222, con la temperatura y humedad relativa. Pudimos acceder a una base de datos de humedad relativa y temperatura, que guardan en un registro en este lugar de trabajo. Tabla 3.104: Coeficiente de correlación múltiple entre la concentración, temperatura y humedad relativa en el punto 1 (ambiente 9D) Temperatura Humedad Concentración (°C) Relativa (%) Rn-222 (Bq/m3) 22.90 ± 0.35 56.00 ± 1.55 57.51 ± 11.06 21.53 ± 2.65 69.67 ± 0.66 27.52 ± 5.42 21.83 ± 2.63 51.67 ± 0.49 72.31 ± 10.89 24.50 ± 1.29 59.67 ± 2.90 363.22 ± 44.58 26.33 ± 1.28 59.00 ± 0.44 25.20 ± 4.00 Estadísticas de la regresión Coeficiente de correlación múltiple 0.24 Coeficiente de determinación r2 6 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración, humedad relativa y temperatura - 88 % Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y temperatura -25% Coeficiente de determinación r2adj entre concentración y humedad relativa -33% Coeficiente de correlación Pearson entre variables Humedad Concentración Temperatura Relativa Rn-222 Temperatura 1 Humedad Relativa -0.117 1 r = 0.24 r = -0.07 Concentración r2 = 6 % r2 = 0.49 % Rn-222 P-valor = 0.703 P-valor = 0.908 1 148 Probablemente no existe una correlación lineal múltiple entre la concentración con la temperatura y la humedad relativa; además empleando el coeficiente de correlación de Pearson entre estas variables de forma independiente, observamos que probablemente tampoco hay correlación lineal entre ellas. 3.10 EDIFICIO 10 3.10.1 LUGAR DE TRABAJO 10A UBICACIÓN CORREDOR 1ER. PISO PUERTA PARED A SÓTANO 1 ALTURA PISO-TECHO 2.41 m VOLUMEN 144.6 m^3 PUNTO 1 12m PARED C AUDITORIO (a) (b) Figura 3.42: (a) Diseño y punto de medición del lugar de trabajo 10A. (b) Punto de medición Tabla 3.105: Estructura, áreas colindantes y sistema de ventilación del lugar de trabajo 10A Estructura de la construcción Recubrimiento Áreas Barrera Material Tiempo de colindantes Tipo permanencia Pared A Concreto Pintura lavable No determinado Corredor Pared B Concreto Pintura lavable No determinado Corredor Pared C Concreto Pintura lavable No determinado Auditorio Pared D Concreto Pintura lavable No determinado Área libre/ suelo Ventana Vidrio No presenta --- Área libre Patio Piso Concreto Pintura lavable No determinado Suelo Techo Concreto Pintura lavable No determinado Auditorio Antigüedad Ventilación edificio Tiempo de Sistema de ventilación Periodo ventilación 15 años Aire acondicionado 8 horas / día Junio - Lunes - Sábado Diciembre 149 ÁREA LIBRE PARED D VENTANA 5m CORREDOR PARED B Resultados y análisis de las mediciones en 10A Tabla 3.106: Densidad de trazas y concentración de Rn-222 en el punto 1 (ambiente 10A) Tiempo Altura Densidad Concentración Promedio Periodos Fechas (días) (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) Concentración 18/08/2017 116 160 0.97 ± 0.22 31.29 ± 7.22 1 12/12/2017 116 100 1.40 ± 0.30 45.06 ± 9.81 34.00 ± 4.62 116 40 0.80 ± 0.20 25.66 ± 6.60 Los niveles de concentración en este ambiente son relativamente bajos y esto se debe a que tiene aire acondicionado. Para evaluar la correlación de la concentración de Radón con altura alrededor del punto de medición 1, obtuvimos los promedios de concentración en las alturas de 40,100 y 160 cm y luego determinados el coeficiente de correlación de Pearson r , r2 y P-valor. Tabla 3.107: Coeficiente de Pearson, coeficiente de determinación y P-valor entre la concentración y la altura en el punto 1 (ambiente 10A) Coef. Coef. Durante el periodo de medición Pearson Determinación P-valor (r) (r2) x 100 % Altura (cm) Concentración (Bq/𝒎𝟑) 160 31.29 ± 7.22 100 45.06 ± 9.81 0.28 7.96 0.82 > α (0.05) 40 25.66 ± 6.60 Como podemos observar en los resultados obtenidos en la tabla 3.107 el P- valor es mayor al valor de α, por lo tanto, existe evidencia no concluyente sobre la significancia de la correlación lineal entre la concentración de Rn-222 y la altura alrededor del punto de medición 1. 150 3.11 RESUMEN En aquellos ambientes, cuyos valores de concentración estuvieron por encima de 150 Bq/m3 (nivel de referencia escogido en este trabajo) en un periodo de medición, se trató de indagar cuales fueron las causas. Por lo general se debió a limitaciones en la ventilación de dichos ambientes. Tabla 3.108: Cuadro resumen sobre los niveles de concentración de Rn-222, y la correlación de la concentración de Rn-222 con la altura, temperatura y humedad relativa Correlación Correlación Niveles de concentración múltiple Correlación concentración de Correlación Lugares de Punto con altura concentración con concentración Rn-222 > 150 concentración y trabajo medido 3 alrededor del la humedad y humedad Bq/m temperatura punto de relativa y relativa medición temperatura 1A P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó Si, r= 0.99, 1B P1 Si, periodo 5 No No No P-valor = 0.002 P1 No No No No No 1C P2 No No No No No 1D P1 No No No No No 2A P1 No No No No No 2B P1 Si, periodo 1 No No No No 2C P1 Si, periodo 1 No Si, r2adj.= 91% No No 3A P1 Si, periodo 3 No No No No 3B P1 No No No No No P1 No No No No No 4A P2 Si, periodo 3 No No No No Si, r= 0.99, 5A P1 No No se evaluó No se evaluó No se evaluó P-valor = 0.04 5B P1 Si, periodo 1 y 2 No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 6A P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 6B P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 7A P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 7B P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 7C P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 8A P1 No No No No No 8B P1 Si, periodo 1 No No No No 8C P1 Si, periodo 1 No No No No 8D P1 No No No No No 8E P1 No No No No No Si, r= -0.86, 9A P1 Si, periodo 4 No No No P-valor = 0.04 9B P1 Si, periodo 3 y 4 No No No No 9C P1 Si, periodo 4 No No No No Si, r= -1, 9D P1 Si, periodo 4 No No No P-valor = 0.024 10A P1 No No No se evaluó No se evaluó No se evaluó 151 CAPÍTULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1 CONCLUSIONES - Se evaluaron las concentraciones de Rn-222 en 27 lugares de trabajo ubicados en sótanos, de los cuales 12 mostraron niveles de concentración > 150 Bq/m3 en diferentes periodos de medición, debido a limitaciones en la ventilación. - Se determina que la distribución de concentración de Rn-222 en un recinto no es homogénea; habiendo mayores niveles de concentración en las zonas del recinto donde hay poca circulación de aire y menores niveles de concentración en las zonas donde hay mayor circulación de aire. De esto concluimos que evaluar la concentración de Radón-222 en un recinto, considerando un solo punto de medición, el resultado obtenido no es representativo del lugar, puesto que sus valores pueden cambiar si se escogiese otro punto de medición ubicado en el mismo recinto. - Empleando el coeficiente de Pearson se evaluó la correlación de la concentración Rn-222 con la altura alrededor de los puntos de medición, donde dos ambientes mostraron correlación lineal entre estas variables. Pero debemos tomar en cuenta que esto no es representativo de todo el recinto debido a lo distribución no homogénea del Radón. - Empleando el coeficiente de correlación múltiple y de Pearson se logró evaluar la correlación de la concentración de Rn-222 con la humedad relativa y temperatura, en 20 ambientes de trabajo. Un ambiente muestra una correlación lineal múltiple justificable entre estas variables, un ambiente muestra una correlación lineal positiva significativa entre concentración y temperatura y un ambiente muestra una correlación lineal negativa significativa entre la concentración y la humedad relativa. De esto concluimos que probablemente las variables meteorológicas no influencian significativamente en la concentración de Radón 222, en este tipo de recintos; siendo probablemente la ventilación la que más influye. 152 4.2 RECOMENDACIONES - Es recomendable hacer evaluaciones periódicas de concentraciones de Radón-222 en recintos de trabajos ubicados en sótanos, por ser lugares que aleatoriamente pueden permanecer sin ventilación; dando la posibilidad de acumular niveles de concentración de Radón perjudiciales para la salud del personal de trabajo. - Se recomienda hacer un estudio sobre cuál es la posición más indicada para medir concentración de Radón 222, en recintos que tengan características similares (volumen, medios de ventilación, etc.). - Los resultados de concentraciones de Rn-222 obtenida en esta tesis, pueden servir para definir los niveles de referencia de concentración de Rn-222, aceptables para recintos de trabajos similares en la ciudad de Lima - Perú, tomando en cuenta que se ha estudiado sitios ubicados en nuestra región. - Es importante dar a conocer los resultados de este estudio a los representantes de cada institución participante, para que ellos tomen conciencia sobre la importancia de poner en práctica acciones de mitigación del gas Radón, como la ventilación y otros, en este tipo de lugares de trabajo. 153 BIBLIOGRAFÍA [1] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). 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PLANO 1 PUNTOS P1 P2 P3 ALTURA DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) 160 1.05 ± 0.27 23.33 ± 6.18 -- ± -- -- ± -- 1.44 ± 0.39 31.97 ± 8.73 100 1.24 ± 0.33 27.65 ± 7.37 1.79 ± 0.38 39.75 ± 8.59 0.78 ± 0.24 17.28 ± 5.35 40 1.48 ± 0.38 32.84 ± 8.48 0.85 ± 0.23 19.01 ± 5.15 0.82 ± 0.24 18.15 ± 5.40 PROMEDIO 27.94 ± 4.27 PROMEDIO 29.38 ± 3.34 PROMEDIO 22.47 ± 3.86 PLANO 2 PUNTOS P4 P5 P6 ALTURA DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) 160 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 1.30 ± 0.28 28.95 ± 6.33 100 0.10 ± 0.09 2.16 ± 2.04 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 3.07 ± 0.60 68.27 ± 13.58 40 0.02 ± 0.03 0.43 ± 0.74 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 1.11 ± 0.25 24.63 ± 5.57 PROMEDIO 1.01 ± 0.74 PROMEDIO 0.43 ± 0.25 PROMEDIO 40.62 ± 5.33 PLANO 3 PUNTOS P7 P8 P9 ALTURA DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) 160 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 2.60 ± 0.55 57.90 ± 12.56 100 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 0.41 ± 0.12 9.07 ± 2.70 1.40 ± 0.32 31.11 ± 7.32 40 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 2.16 ± 0.43 47.96 ± 9.76 0.85 ± 0.25 19.01 ± 5.58 PROMEDIO 0.43 ± 0.25 PROMEDIO 19.16 ± 3.38 PROMEDIO 25.06 ± 5.19 PLANO 457,9 PUNTOS P10 P11 P12 ALTURA DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) 160 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 1.77 ± 0.37 39.32 ± 8.38 1.55 ± 0.34 34.57 ± 7.79 100 0.19 ± 0.08 4.32 ± 1.72 1.73 ± 0.37 38.46 ± 8.35 0.87 ± 0.20 19.44 ± 4.56 40 0.02 ± 0.02 0.43 ± 0.44 0.68 ± 0.22 15.12 ± 4.88 1.15 ± 0.26 25.49 ± 5.78 PROMEDIO 1.73 ± 0.61 PROMEDIO 30.97 ± 4.27 PROMEDIO 22.47 ± 3.57 PLANO 5 PUNTOS P13 P14 P15 ALTURA DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION DENSIDAD CONCENTRACION (cm) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) (trazas/𝒎𝒎𝟐) (Bq/𝒎𝟑) 160 0.58 ± 0.17 12.96 ± 3.86 5.09 ± 0.99 113.21 ± 22.46 1.59 ± 0.38 35.43 ± 8.53 100 1.48 ± 0.38 32.84 ± 8.57 1.05 ± 0.26 23.33 ± 8.57 1.36 ± 0.37 30.25 ± 8.42 40 0.04 ± 0.04 0.86 ± 0.88 0.04 ± 0.05 0.86 ± 1.18 0.04 ± 0.05 0.86 ± 1.18 PROMEDIO 15.55 ± 3.15 PROMEDIO 45.80 ± 8.02 PROMEDIO 22.18 ± 4.01 162 Evaluación estadística de las concentraciones de Rn-222 en los diferentes puntos de medición Nuestro trabajo consiste en comparar variables cuantitativas (concentración de Rn-222) en diferentes grupos (puntos de medición), empleando el software SPSS. Primero, debemos comprobar si se cumple el requisito de normalidad en la distribución de la variable cuantitativa en cada uno de los grupos. Como el tamaño de la muestra < 50 individuos, se emplea la prueba de Chapiro Wilk, con un intervalo de confianza del 95 % (α=0.05=5%). Tabla: Pruebas de normalidadb,c Shapiro-Wilk Puntos Estadístico gl Sig. (P-valor) 1 0,971 3 0,671 2 -- -- -- 3 0,794 3 0.030 4 0,750 3 0,000 6 0,823 3 0,172 8 0,881 3 0,327 9 0,955 3 0,590 10 0,750 3 0,000 11 0,777 3 0,049 12 0,987 3 0,780 13 0,981 3 0,733 14 0,893 3 0,363 15 0,859 3 0,266 a. Corrección de la significación de Lilliefors b. Concentración es una constante cuando Puntos = 5 y se ha desestimado. c. Concentración es una constante cuando Puntos = 7 y se ha desestimado. Figura: Concentración de Radón-222 versus puntos de medición 163 La hipótesis estadística planteada es: P-valor => α acepto H(0): los datos provienen de una distribución normal. P-valor < α acepto H(1): los datos NO provienen de una distribución normal. Como podemos observar en la tabla anterior, el punto 3, 4, 10 y 11 no muestran una distribución normal puesto que sus valores P-valor < α (0.05). Al haberse detectado problemas con la normalidad en dos puntos de medición, lo correcto es recurrir a una prueba no paramétrica para k muestras independientes. El tipo de prueba seleccionado es el Kruskal-Wallis. Tabla: Prueba de Kruskal-Wallis Puntos Tamaño de cada Rango promedio muestra (N) 1 3 29,67 2 2 31,25 3 3 24,67 4 3 9,00 5 3 6,00 6 3 33,33 7 3 6,00 8 3 21,33 9 3 32,17 10 3 9,33 11 3 32,00 12 3 29,33 13 3 21,83 14 3 27,50 15 3 27,00 Total 44 Tabla: Estadísticos de contrastea,b Concentración Chi-cuadrado 25,906 gl 14 Sig. asintót. (P-valor) ,027 a. Prueba de Kruskal-Wallis b. Variable de agrupación: Puntos 164 La hipótesis estadística planteada es: P-valor => α acepto H(0): NO EXISTE diferencia significativa entre las medidas de las concentraciones de Radón-222 en los diferentes puntos de medición. P-valor < α acepto H(1): EXISTE diferencia significativa entre las medidas de las concentraciones de Radón-222 en los diferentes puntos de medición. Como podemos observar en la tabla anterior, el P-valor: 0.027 < α (0.05), por lo tanto se acepta la hipótesis H(1), que indica que EXISTE diferencia significativa entre las medidas de las concentraciones de Radón-222 en los diferentes puntos de medición. 165 ANEXO 3 En esta tesis se hizo un conteo de trazas de manera manual, al cual hay multiplicarle por un factor de corrección, puesto que el conteo de trazas que se hizo para determinar el factor de calibración de los detectores LR-115 Tipo 2, fue empleando un software ImgaeJ. Se escogieron 05 imágenes de diferentes detectores que tuvieran 06 trazas observadas y estas fueron evaluadas empleando el software, para ver si el software tiende a sobrestimar o subestimar el conteo de trazas y así sucesivamente. Se determinó el ajuste lineal de estos datos y así obtuvimos el factor de corrección de 0.9588, que me permite convertir la lectura hecha manualmente en una lectura hecha por el software. 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑜𝑓𝑡𝑤𝑎𝑟𝑒 = 𝐹𝐶 𝑥 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑠𝑜𝑓𝑡𝑤𝑎𝑟𝑒 𝐹𝐶 = = 0.96 ± 0.03 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑠 Tabla: Conteo de trazas Conteo de trazas por Conteo manual de software trazas 0 0 5 4 5 5 5 4 6 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 6 166 7 7 8 8 8 8 7 7 7 9 7 8 9 9 10 10 10 10 11 10 11 11 9 11 11 11 11 12 10 11 14 14 14 14 14 13 Tabla: Incertidumbre asociada al ajuste lineal Ajuste lineal Pendiente Ordenada al origen m b y= mx + b 0.96 -0.26 Incertidumbre 0.03 0.48 Determinación r2 0.95 0.71 167 16 14 y = 0.96x - 0.26 12 R² = 0.9463 10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Conteo manual de trazas Figura: Ajuste lineal entre el conteo de trazas por software y el conteo manual de trazas. 168 Conteo de trazas por software