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IV WOKSHOP EN RADIACIÓN NATURAL Y
MEDIO AMBIENTE
4-8 de julio de 2005 Suances, Cantabria
Estudio radiológico de la
industria cerámica y auxiliares
Vicente Serradell y Josefina Ortiz
Universidad Politécnica de Valencia
ÍNDICE





Introducción
Base legal
Radionucleidos naturales en el suelo
NORM en industrias
Industria cerámica y auxiliares



Tipos de industrias
Selección de muestras
Isótopos/cuantificación
ÍNDICE



La toma de muestras: comentarios
Resultados obtenidos
Estimación de dosis

Programas de estimación de dosis
Base legal
EURATOM
Ley 25/1964 de 29 de abril
sobre Energía Nuclear
BOE nº 107 de 4 de mayo 64
Art. 1. b)
ART.31
Directiva 96/29 EURATOM
del Consejo.
Titulo VII. Art. 40 y 41
Ley 15/1980 de 22 de abril 80
De Creación del CSN
BOE nº100 ,25 de abril del 80
Art. 1.1
Real Decreto 783/2001 de 6 de
julio. Por el que se aprueba el
Reglamento de Protección
Sanitaria Contra Radiaciones
Ionizantes.
BOE 178 26/07/01. Titulo VII
Transposición
PRESENCIA DE RADIONUCLEIDOS
NATURALES EN EL SUELO
CONCENTRACCION (Bq/kg)
K-40
Región
U-238
Ra-226
Th-232
Rango de Rango de Rango de Rango de Rango de Rango de Rango de Rango de
medias
valores
medias valores medias valores medias valores
África
320-370
29-1150
30-37
2-120
17-50
5-180
18-25
2-140
América-norte
140-370
6-700
35-46
4-140
40-46
8-160
11-35
1-130
América-sur
650
540-750
Asia - este
230-670
9-1800
29-114
2-690
29-67
2-440
28-95
1-360
Asia-oeste
270-640
87-980
23-46
10-78
20-51
8-32
20-30
5-60
Europa-norte
510-850
140-1150
16-50
3-30
17-50
9-310
19-45
5-94
Europa-oeste
350-620
0-3200
37-40
2-330
37-40
5-900
25-50
1-180
Europa-este
370-520
40-1400
19-40
0-190
27-45
1-210
21-38
2-160
Europa-sur
140-840
0-1650
23-110
1-240
17-54
0-250
21-51
2-210
Mundo
140-850
0-3200
16-114
0-690
17-67
0-900
11-50
1-360
Mundo-mediana
400
Fuente : UNSCEAR 2000
35
35
30
NORM EN INDUSTRIAS (I)




La industria de fosfatos
Producción de ácido sulfúrico
Cenizas volantes
Procesado de minerales para la obtención de
metales:




Estaño
Niobio


Titanio
Aluminio
Aleaciones de magnesio y torio
Procesado de tierras raras: arenas
monaziticas, etc
Fuente : RP 88
NORM EN INDUSTRIAS (II)









Fundición de arenas: arenas de zirconio,
arenas monaziticas…
Refractarios
Cerámicas
Extracción de petróleo y gas
Fabricación del pigmento TiO2
Varillas de Th para soldar y camisas de gas
Dientes de porcelana
Industria óptica y de vidrio
Piedra natural (algunos granitos, algunas
pizarras )
Fuente : RP 88
INDUSTRIA CERÁMICA Y AUXILIARES

Tipos de industrias





Molturadoras
Esmalteras
Fabricación de baldosas cerámicas
Selección de muestras
Isótopos/cuantificación
INDUSTRIA CERÁMICA Y AUXILIARES
Evolución de los principales sectores de la industria cerámica española (1995 y 2002)
1995
2002
Empresas
Trabajadores
Producción
Empresas
Trabajadores
Producción
Pavimentos y
revestimientos
208
16.800
398 Mm2
300
26.000
651 Mm2
Fritas y esmaltes
23
2.500
0,4 Mt
26
2.750
0,7 Mt
Ladrillos y tejas
480
10.500
19,2 Mt
430
10.600
28 Mt
Refractarios
58
4.000
0,34 Mt
45
1.800
0,52 Mt
Sanitarios
8
7.000
9 Mp*
4
3.950
7,5 Mp
Vajilla
11
3.000
60 Mp
8
1.250
32 Mp
Cerámica artística
350
5.000
n. d.
50
4.000
0,2 Mp
Fuente: ASCER (Baldosas cerámicas); ANFFECC (Fritas y esmaltes); ANFRE (Refractarios); HYSPALIT (Ladrillos y tejas);
ANFACESA (sanitarios) y estimaciones del ITC.
* Mp hace referencia a piezas.
SELECCIÓN DE MUESTRAS

Proceso cerámico




Muestras ambientales



Materias primas
Productos intermedios
Producto acabado
Aerosoles
Radón
Residuos



Gases de salida de los hornos
Líquidos de la limpieza de preparación y aplicación
de esmaltes
Sólidos
Proceso cerámico - Materias primas

Pasta cerámica




Arcillas blancas y rojas
Caolín
Feldespato
Esmaltes





Sílice
Ácido bórico
Silicato de Zr
Harina de rutilo
Pigmentos
Proceso cerámico - Productos
intermedios




Atomizado pasta roja
Atomizado pasta blanco
Gres porcelánico
Esmaltes
Proceso cerámico - Productos acabados












Pavimento pasta roja esmaltado
Revestimiento pasta roja esmaltado
Pavimento pasta blanca esmaltado
Revestimiento pasta blanca esmaltado
Gres porcelánico estándar
Gres porcelánico superblanco
Ladrillos
Teja no esmaltada
Teja esmaltada
Sanitario
Vajilla
Alfarería
Fabricación de baldosas por
monococción (I)
Selección de la
materias primas
Materias primas
arcillosas
Trituración
Almacenamiento
en era de la
materias primas
• Arcillas
• Caolín
• Feldespato
Almacenamiento
en silos
Preparación de
la pasta.
Molienda
Preparación de
la pasta
• Atomizado pasta roja
• Atomizado pasta blanco
• Gres porcelánico
Humectación
Almacenamiento en
silos del
atomizado
Prensado
Almacenamiento
en silos
Secado
Preparación del
esmalte
Esmalte
• Sílice
• Ácido bórico
• Silicato de Zr
• Harina de rutilo
• Pigmentos
Fabricación de baldosas por
monococción (II)
Secado
Preparación
del esmalte
Esmaltado
Cocción
Producto acabado
Selección y
clasificación
Paletización y
embalaje
• Pavimento pasta roja esmaltado
• Revestimiento pasta roja esmaltado
• Pavimento pasta blanca esmaltado
• Revestimiento pasta blanca esmaltado
• Gres porcelánico estándar
• Gres porcelánico superblanco
ISÓTOPOS/CUANTIFICACIÓN

Espectrometría gamma

U-238 (609,31 keV)

Th-232 (911,07 keV)



equilibrio
secular
equilibrio
secular
Bi-214
Ac-228
K-40 (1460,75 keV)
Rn (Bi-214)
Separación radioquímica


Pb-210 (contador proporcional)
Po-210 (espectrometría alfa)
Serie del Uranio
Espectro gamma
Cuantificación de la serie U
Pb-214
351,92 keV
295,21 keV
Bi-214
609,31 keV
1764,49 keV
1120,29 keV
38,9 %
19,7 %
43,3 %
17 %
15,7 %
Serie del Torio
Cuantificación de la serie Th
Ac-228
911,07 keV
Pb-212
238,63 keV
Tl-208
2614,53 keV
583,14 keV
510,80 keV
26,35 %
44,6 %
99,79 %
74,7 %
21,6 %
Toma de muestra
Toma de muestra
Toma de muestra
Plomo-210
Plomo-210
Plomo-210
Polonio 210
Polonio 210-espectro alfa
Espectrometría alfa
Espectrometría alfa
Espectrometría alfa
Actividades específicas en materias
primas
Material
AU (Bq·kg-1)
ATh (Bq·kg-1)
AK (Bq·kg-1)
Arcilla ucraniana
50 ± 3
71 ± 5
653 ± 31
Feldespato turco
16 ± 2
32 ± 5
86 ± 16
Arena de Zr-1
3458 ± 161
545 ± 29
52 ± 21
Arena de Zr-2
2678 ± 130
665 ± 36
< 33
Arena de Zr-3
2263 ± 105
494 ± 47
40 ± 17
Harina de Zr
3480 ± 113
760 ± 8
75 ± 33
Harina de rutilo
819 ± 39
429 ± 24
49 ± 14
Actividades específicas en esmaltes
Material
AU (Bq·kg-1)
ATh (Bq·kg-1)
AK (Bq·kg-1)
Esmalte-1
481 ± 4
111 ± 3
991 ± 22
Esmalte-2
462 ± 23
100 ± 8
150 ± 28
Esmalte-3
21 ± 3
20 ± 5
1286 ± 68
Esmalte-4
446 ± 22
89 ± 6
1117 ± 62
Esmalte-5
617 ± 30
128 ±11
607 ± 48
Actividades específicas en baldosas
cerámicas
Material
Descripción
AU (Bq·kg1)
ATh (Bq·kg1)
AK (Bq·kg1)
Baldosa-1
Pavimento con blanco
de circonio
114 ± 5
71 ± 5
1244 ± 43
Baldosa-2
Revestimento esmaltado
con blanco de circonio
87 ± 3
67 ± 6
1118 ± 41
73 ± 4
45 ± 4
1659 ± 76
Baldosa-3 Gres porcelánico
Baldosa-4
Pavimento cerámico no
blanco
61 ± 4
56 ± 5
546 ± 3
Baldosa-5
Revestimento cerámico
no blanco
74 ± 5
51 ± 7
654 ± 40
Baldosa-6
Baldosa altamente
vitrificada similar al gres
88 ± 5
22 ± 4
599 ± 18
Observaciones
En ellas podemos observar:


La diferencia de actividad entre las materias primas
naturales que se utilizan para elaborar el soporte de
las baldosas, y las utilizadas para la fabricación de
algunos tipos de esmalte.
De acuerdo a la bibliografía [12,13], las arenas de
zirconio, constituidas mayoritariamente por silicato de
zirconio (ZrSiO4), y la harina de rutilo (TiO2),
presentan concentraciones de U-238 y Th-232 mucho
más elevadas que las “pastas cerámicas” y los
esmaltes. Sin embargo el valor del K-40 puede
considerarse prácticamente casi “fondo”,
determinándose su actividad con incertidumbres
cercanas al 50 %.
Observaciones


Los valores medios de U-238, Th-232 y K-40, para
los productos finales analizados son de de 83  13
Bq·kg-1, 52  18 Bq·kg-1 y 970  444 Bq·kg-1,
respectivamente. Estos valores indican una relativa
homogeneidad para el U-238 en las baldosas
analizadas con un error relativo del 16 %, mientras
que los valores de Th-232 presentan una mayor
variabilidad (35 %), siendo del 46 % para el K-40.
Un ligero aumento de la concentración de U-238
respecto a la materia prima del soporte,
observándose que las baldosas con blanco de
zirconio tienen valores de U-238 ligeramente
superiores al resto.
I UE 
ARa ATh
A

 K
300 200 3000
Indices de concentración
I UE
ARa ATh
AK



300 200 3000
Bibliografía (I)
1.-EUR 17625 (1997). “Materials containing natural radionuclides in enhanced
concentrations”.
2.- Ley 25/1964 sobre Energía Nuclear de 29 de abril de 1964 (BOE nº 107 de
4de mayo de 1964).
3.- Ley 15/1980 de creación del Consejo de Seguridad Nuclear de 22 de abril de
1980 (BOE nº 100 de 25 de abril de 1980).
4.-Directiva 96/29/Euratom del Consejo: normas básicas relativas a la protección
sanitaria de los trabajadores y de la población contra los riesgos que resultan de
las radiaciones ionizantes.
5.-Real Decreto 783/ 2001: Reglamento sobre protección sanitaria contra
radiaciones ionizantes. BOE 26 de julio 2001.
6.- Souces and effects of ionizing radiation. UNSCEAR 2000 report to General
Assembly.2000.
7.- European Comission. “Recommendations for the implementation of Title VII
of the European Basic Safety Standars Directive (BSS) concerning significant
increase in exposure due to natural radiation sources”. Radiation protection 88
(1997).
8.-European Comission. “Reference levels for workplaces processing materials
with enhanced levels of naturally occurring radionuclides”. Radiation Protection
95 (1999).
Bibliografía (II)
9.-European Comission. “Establishment of reference
levels for regulatory control of workplaces where
materials are processed which contain enhanced
levels of naturally occurring radionuclides”. Radiation
Protection 107 (1999).
10.- Instituto Tecnológico de la Cerámica ITC.
Descripción de la industria cerámica y auxiliar en
España.
11.-Witschger, Olivier. Sampling for particulate
airborne contaminants. Review and analysis of
techniques. Ref:DPEA/SERAC/LPMAC/02-18. 2002.
12.- Bruzzi, L.; Cazzoli, S. Natural radioactivity in
ceramic products for the building industry: ceramic
floor and wall tile. Ceramica Acta, 3,n.3, 27-36
(1991).
Bibliografía (III)
13.- Bruzzi, L; Baroni, M. et al. Radioactivity in raw
materials and end products in the Italian ceramics
industry. Journal of Environmental Radioactivity, 47,
171-181. (2000).
14.-European Comission. “Radiological protection
principles concerning the natural radioactivity of
building materials”. Radiation Protection 112 (1999).
15.- MicroShield. V 5. Manual del Usuario. Grove
Engineering. 1998.
16.- GENII-S 1. 485. Oak Ridge National Laboratory.
1997.
¡¡Muchas
gracias
por su
atención!!