Atividade Regulatória do Radônio em Minas Subterrâneas. Vandir Gouvea, Zildete Rocha, Talita Santos e Ana Maria Xavier

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1 Atividade Regulatória do Radônio em Minas Subterrâneas Vandir Gouvea, Zildete Rocha, Talita Santos e Ana Maria Xavier

2 Sumário Introdução Projeto Radônio (objetivo, metodologia, resultados e conclusão) Elaboração de critérios normativos aplicáveis minas subterrâneas

3 Introdução

4 Introdução Todo processamento técnico de minerais resulta na liberação de radionuclídeos de meia-vida longa e curta provenientes das series naturais do urânio e do tório. Mineiros são expostos internamente ao radônio, torônio, seus produtos de decaimento e aos radionuclídeos emissores de radição alfa, beta e gama presentes nos aerossóis. Em termos de exposição externa, eles são submetidos á radiação gama e beta presente nas rochas. A principal fonte de exposição à radiação natural em minas é decorrente dos produtos de decaimento do radônio.

5 Introdução 238 U 234 U 234 Pa 234 Th 230 Th 222 Rn 226 Ra 218 Po 214 Pb 214 Bi 214 Po 210 Pb 210 Bi 210 Po 206 Pb Limite máximo permissível recomendado: Bq/m 3 (ICRP115, 2010; BSS-15/ IAEA, 2011; CNEN-NN-4.01, 2005)

6 PROJETO RADÔNIO

7 PROJETO RADÔNIO - Objetivos Objetivo Geral Garantir a integridade dos trabalhadores das minas subterrâneas no Brasil, bem como identificar os aspectos de proteção radiológica associados à presença de radônio em ambientes subterrâneos, de modo a prover subsídios para a revisão de normas da CNEN. Objetivos Específicos Identificar, as instalações subterrâneas com indicativos de necessidade de programa de monitoração e, quando for, o caso adotar medidas de controle para minimizar o risco radônio seguindo princípios e recomendações internacionais. Promover estudos relacionados ao radônio, de modo a aprimorar a infraestrutura laboratorial para análise desse gás radioativo, com consequente aumento da qualidade das medidas, e prover suporte analítico rotineiro para as ações regulatórias a serem estabelecidas e implantadas em futuro próximo.

8 PROJETO RADÔNIO Campo de Aplicação Campo de Aplicação Os resultados deste Projeto deverão nortear a elaboração de requisitos normativos aplicáveis às indústrias de mineração e beneficiamento de minérios convencionais contendo urânio e tório, bem como minérios nucleares, com vistas a garantir a proteção radiológica dos trabalhadores que estejam submetidos à inalação de gás radônio em ambientes de minas subterrâneas.

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10 PROJETO RADÔNIO Relação de Participantes Fase I

11 PROJETO RADÔNIO Mapa do Brasil com pontos indicando as regiões estudadas

12 PROJETO RADÔNIO Metodologia As medições da concentração de radônio no ar foram realizadas com detectores passivos de traços nucleares do tipo Policarbonato Lexan e CR-39. Em cada mina, selecionaram-se pontos ao logo de toda extensão, da entrada do ar fresco até o ponto de exaustão, obtendo a concentração média de radônio da mina.

13 PROJETO RADÔNIO Resultados Fase I 11 minas com concentração de Rn acima do nível de referência de 1000 Bq.m -3

14 PROJETO RADÔNIO

15 PROJETO RADÔNIO Relação de Participantes - FaseII

16 PROJETO RADÔNIO Metodologia Mineração Principal Produto Mineral Rocha Encaixante Situação da mina Concentração de radônio na fase I do projeto (kbq.m -3 ) Mina A Algamatolito Cima/capa: granito riolito Baixo/lapa: formação ferrífera (grupo Nova Lima) Área de transição: Milonito ou xisto de granito Mina vistada duas vezes: na primeira visita estava parada * e na segunda visita estava em operação 6,5 ± 0,3 Mina B Carvão Siltito Em operação 3,0 ± 0,1 Mina C Esmeralda Cima/capa: Pegmatito Baixo/lapa: Anfibolio Gnaisse Em operação 3,0 ± 0,5 Mina D Turmalina Xisto ou Quartzo Em operação 6,9± 0,1 Mina E Scheelita Calco Silicato Parada* 1,2± 0,1 Mina F Fluorita Traquito Em operação 2,5± 0,1

17 PROJETO RADÔNIO Metodologia Grandezas Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Concentração de 222 Rn (Bq.m -3 ) Ar Câmara de ionização de eletretos (SST-medidas de curto prazo) e detector de traços - CR-39 (medidas de longo prazo) Os detectores foram distribuídos ao longo das minas subterrâneas de acordo com os protocolos de medidas de curto e longo prazo propostos pela EPA (2009).

18 PROJETO RADÔNIO Metodologia Grandezas Avaliadas Fator de Equilíbrio Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Ar Câmara de ionização (AlphaGUARD) Concentração de 222 Rn Espectrometria alfa (DOSEman) Concentração 218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po Os pontos amostrados foram locais onde os mineiros permaneciam por mais tempo e os equipamentos estivessem seguros. Os equipamentos foram instalados juntos por aproximadamente 2 dias. Com base nos dados obtidos, o fator de equilíbrio foi estimado pela seguinte equação: F = C EEC /C Rn, onde C EEC é a concentração equivalente de equilíbrio (medida com o DOSEman) e C Rn é a concentração de radônio (medida com AlfaGUARD)

19 PROJETO RADÔNIO Metodologia Grandezas Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Dose (msv.a -1 ) Ar Câmara de ionização (AlphaGUARD) Concentração de 222 Rn Espectrometria alfa (DOSEman) Concentração 218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po Estimada pela seguinte equação: E = C Rn.F.T.k, onde T é o tempo de permanência em locais de trabalho, T= 2000 h.a -1 e k é o fator de conversão, k=9nsv(bq.h.m 3 ) -1. (UNSCEAR, 2000) Taxa de Exposição Gama (µsv.h -1 ) Ar Espectrometria gama (Identifinder) Os pontos amostrados foram os locais onde os detectores de eletretos SST e os detectores de traços foram instalados Ventilação (m/s) Ar (Anemômetro) Os pontos amostrados foram os locais onde os detectores de eletretos SST e os detectores de traços foram instalados Concentração de 222 Rn (Bq/m 3 ) Solo Câmara de ionização (AlphaGUARD) Os pontos amostrados eram externos á mina. Selecionou-se pontos onde o solo originou das rochas que compõem a mina.

20 PROJETO RADÔNIO Metodologia Grandezas Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Concentração de 222 Rn (Bq/m 3 ) Água Espectrometria alfa (RAD7) As amostras de águas foram coletadas nos aquiferos diretamento do interor dos poros da rocha, sem entrar em contato com o ar.

21 PROJETO RADÔNIO Metodologia Grandezas Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Atividade Específica de 226 Ra (Bq/kg) Rocha Espectrometria gama (HPGe) pico do 214 Bi em 609,3 kev, freqüência de 46,3% As amostras de minérios e de rochas coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostras foram analisados no detector de germânio hiperpuro. Atividade Específica de 232 Th e 224 Ra (Bq/kg) Rocha Espectrometria gama (HPGe) pico do 212 Pb em 238,6 kev, freqüência de 44,6% As amostras de minérios e de rochas coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostra foram analisados no detector de germânio hiperpuro. Atividade Específica de 40 K (Bq/kg) Rocha Espectrometria gama (HPGe) pico do 40 K em 1460,8 kev, freqüência de 10,7% As amostras de minérios e de rochas coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostras foram analisados no detector de germânio hiperpuro.

22 PROJETO RADÔNIO Resultado Mina Situação da Mina CR-39 (Bq.m -3 ) [média (min-max)] Concentração de Radônio E-PERM (Bq.m -3 ) [média (min-max)] RAD7 (kbq.m -3 ) [média (min-max)] Atividade Específica de 226 Ra (Bq.kg -1 ) HPGe [média (min-max)] Mina A Parada * 676 ( ) n = ( ) n = ( ) n=4 75 (41-120) n=4 Mina A Em operação 1160 ( ) n = ( ) n = ( ) n=4 75 (41-120) ** n=4 Mina B Em operação 122 n = ( ) n = 4 25 (24-26) n=2 42 (1-182) n=5 Mina C Em operação 985 ( ) n = ( ) n = ( ) n=2 386 ( ) n=7 Mina D Parada* 779 ( ) n = n = 1 8 (6-9) n=3 22 (8-60) n=5 Mina E Em operação 4153 ( ) n = ( ) n = 4 6 (3-8) n=3 72 (11-297) n=5 Mina F Em operação 316 ( ) n = ( ) n = 8 13 (11-15) n=3 17 (11-25) n=4 n= número de medidas * Em mautenção na data da visita ** Amostras coletadas durante a primeira visita

23 PROJETO RADÔNIO Resultado Mina Situação da mina Velocidade do Ar (m.s -1 ) Anemômetro Concentração de Radônio - C o (Bqm -3 ) AlphaGuard Concentração Equivalente de Equilíbrio - CEE (Bq.m -3 ) Doseman Fator de Equilíbrio - F Dose Efetiva - E (msv.a -1 ) UNSCEAR Parada** ,3 Mina A Em operação 0, ,5 Mina B Em operação 1, ,3 Mina C Em operação <0, ,7 Mina D Em operação ,2 Mina E Parada ** <0, , Mina F * Em operação ,4 3 * Nesta mina, a velocidade do ar não foi medida ** Sistema de ventilação desligado C o = 113 a 4964 Bq.m 3 CEE = 76 a 1174 Bq.m 3 F = 0,2 0,7 D = 1 a 21 msv.a 1

24 PROJETO RADÔNIO Conclusão Os resultados obtidos neste trabalho apresentam grande relevância para os programas de proteção radiológica ocupacional e saúde do trabalhador. Como foi observado, as concentrações de radônio e da sua progênie variaram consideravelmente de mina para mina e dentro da mesma mina. Baseado nesses dados, contata-se que todas as minas, exceto a Mina B e a Mina F apresentam pontos onde concentração de radônio excedeu o nível de referência de 1000 Bq/m 3. O fator de equilíbrio (F) calculado foi diferente em cada mina, variando de 0,2 0,7. A dose efetiva estimada variou de 1 21 msv.a -1. Recomenda-se a condução periódica de medidas de radônio e da sua progênie, haja vista que as minas evoluem progressivamente. No contexto brasileiro, algumas minas ainda não foram investigadas. Entretanto, isso faz parte dos trabalhos futuros dos autores.

25 Elaboração de critérios normativos aplicáveis minas subterrâneas

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

27 Protocolos para Inspeção de Radônio em Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea 1 Instalações Minero-industriais visitadas pela primeira vez Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 10 pontos) Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 10 pontos) Medições da concentração de torônio Determinação do fator de equilíbrio

28 Protocolos para Inspeção de Radônio em Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea 2 Instalações Minero-industriais já visitadas Categoria I - São as instalações que apresentam concentração de radônio superior a 1000 Bq.m -3 Frequência de inspeção: anual Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 10 pontos) Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 10 pontos) Medições da concentração de torônio Determinação do fator de equilíbrio

29 Protocolos para Inspeção de Radônio em Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea 2 Instalações Minero-industriais já visitadas Categoria II - São as instalações que apresentam concentração de radônio compreendida entre Bq.m -3 Frequência de inspeção: Bianual Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 5 pontos) Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 5 pontos) Medições da concentração de torônio Determinação do fator de equilíbrio

30 Protocolos para Inspeção de Radônio em Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea 2 Instalações Minero-industriais já visitadas Categoria III- São as instalações que apresentam concentração de radônio inferior a 500 Bq.m -3 Frequência de inspeção: Bianual Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 5 pontos) Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 5 pontos) Medições da concentração de torônio Determinação do fator de equilíbrio

31 Protocolos para Inspeção de Radônio em Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea 3 Garimpos Registrados ou Cooperativados Frequência de inspeção: a cada 4 anos Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 5 pontos) Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 5 pontos) Determinação do fator de equilíbrio

32 Agradecimentos Organização do evento UFMG CDTN (CNEN) Belo Horizonte DRS (CNEN) Rio de Janeiro CNEN Bolsa de Doutorado

33 Muito Obrigada!