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Evaluación de la carga radiacional sobre pacientes y trabajadores en el balneario Elguea, Cuba

Juan Tomás Zerquera, Isis María Fernández Gómez, Jorge Carrazana González, Eduardo Capote Ferrera, GloriaRodríguez CastroCentro de Protección e Higiene de las Radiaciones (CPHR)Calle 20 NO 4113 e/ 41 y 47, Playa. La Habana, [email protected]

ResumenLos balnearios de aguas termales procedentes de capas geológicas profundas se han identifi ca-do como escenarios típicos de exposición a radiaciones de origen natural, tanto para los pacien-tes que se someten a los tratamientos como para los trabajadores de estas instalaciones, debidoa la permanencia en lugares con niveles incrementados de radiación. Por ello se realizan enestos balnearios estudios de caracterización dirigidos a evaluar el impacto radiológico que pro-ducen sobre estas categorías poblacionales. El balneario de Elguea, ubicado en la costa nortede Villa Clara, está equipado para brindar servicios que emplean las aguas termales y los lodosen la zona del balneario. Las aguas de este balneario contienen niveles signifi cativos de radón.En este trabajo se presentan las estimaciones de dosis realizadas a partir de la caracterizaciónradiológica del balneario y su entorno, tanto para los trabajadores como para los pacientes quereciben tratamientos. Los valores de dosis estimados se encontraron en el intervalo de 1,01 a180 µSv/año para los trabajadores, que resultó ser el grupo más irradiado, y no indicaron la ne-cesidad de adoptar medidas o regulaciones especiales de protección.

Radiological impact assessment on patients and workers at Elguea spaAbstractThe use of hot spring waters from deep geologic layers in spas has been identifi ed as typical sce-narios of exposure to natural radiation. These scenarios can affect the patients under treatment, aswell as the workers of these facilities. Therefore, characterization studies are being undertaken inthese spas in order to evaluate the radiological impact they produce on these categories of popu-lation. The Elguea Spa, located on the northern coast of Villa Clara, Cuba, is equipped to provideservices by using hot spring waters and mud existing in the zone of the spa. Its waters contain sig-nifi cant levels of radon. Present paper shows the dose estimates made from the radiological cha-racterization of the spa and its surroundings, both for workers and the patients receiving treatment.The dose values are in the range of 1,01 to 180 µSv/year for workers, the most irradiated group,and these results suggest that there is no need for special protection measures or regulations.

Introducción

La problemática de la exposición no controladaa las fuentes naturales de radiación por motivosde trabajo y de tratamientos de salud es hoy endía objeto de debate entre especialistas y regula-dores. Por cuanto, aún cuando las dosis de radia-ción asociadas pueden llegar a ser signifi cativa-mente superiores a las que se reciben durante larealización de actividades en las que típicamente

la exposición a las radiaciones es objeto de con-trol, generalmente las actividades relacionadascon el manejo y exposición a los materiales con-tentivos de radionúclidos de origen natural no sehan considerado como prácticas desde el puntode vista regulador. Algunos países han adelanta-do normativas y criterios relativos a la exposicióna estas fuentes [1], pero hoy, aún es un tema noagotado. Por ello en numerosos países se desa-rrollan trabajos para identifi car sus escenarios de

mailto:[email protected]

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exposición a la radiación natural, entre los cualesse encuentran los de exposición al radón, torón yradiación gamma en balnearios.

En Cuba se han identificado cinco activida-des que pudieran estar asociadas a niveles sig-nificativos de las dosis de radiación, por lo quese han establecido controles reguladores sobreestas en los sanatorios de aguas termales. Losbalnearios de aguas termales procedentes decapas geológicas profundas son escenarios típi-cos de exposición a radiaciones de origen natu-ral. De manera general estos escenarios afectantanto a los pacientes que se someten a los trata-mientos, y que pueden estar en contacto directocon los materiales portadores de los radionúcli-dos, como a los trabajadores, cuya permanenciaen los espacios con niveles incrementados deradiación es mucho mayor que la de los pacien-tes. Por ello, es común que se realicen en estosbalnearios estudios de caracterización dirigidosa evaluar el impacto radiológico que estos esce-narios producen sobre estas categorías pobla-cionales. Estudios de este tipo se han realizadoen diversas partes del mundo [2-6], así como enCuba [7] para determinar el contenido de radio-núclidos en las aguas y los lodos utilizados confines terapéuticos. En este caso se estudió elbalneario Elguea, ubicado en la costa norte de laprovincia de Villa Clara, considerado uno de losmás importantes de América Latina. Las aguasde este balneario son ricas en sales de cloro, so-dio, bromo, sulfuros, y además contienen radón.Estas aguas se usan para diferentes tratamien-tos terapéuticos como relajación, revitalización,tratamientos antiestrés, contra la obesidad, paraproblemas en los sistemas de locomoción, res-piratorio, circulatorio y neurológicos. Con estefin, el balneario está equipado, entre otras faci-lidades, con tres piscinas de natación, bañerasindividuales con motores para masajes, sauna,hidroterapia y terapia de barro. Todos estos ser-vicios emplean, de una forma u otra, las aguas ylodos termales del balneario.

Con la finalidad de realizar la caracterizaciónradiológica del sitio y las actividades que en élse desarrollan, se realizaron mediciones de ta-sas de dosis gamma ambiental de la zona delbalneario, y se estimaron niveles de dosis quereciben los trabajadores y pacientes bajo trata-miento en las diferentes áreas de trabajo y detratamiento. El trabajo resume los resultados deeste estudio.

Materiales y Métodos

Los escenarios identifi cados como de posiblesexposiciones signifi cativas se conformaron a par-tir de las situaciones de exposición que se podíanpresentar en la instalación y que se resumen en lasiguiente tabla.

Tabla 1. Escenarios de exposición identifi cados

No Situaciónde exposición

Tipo deirradiación

Grupode personasque afecta*

1 Permanencia enlos locales dela instalación

Externa T y P

2 Inhalaciónde radón

Interna T y P

3 Tratamiento conlodos termales

Externa P

4 Manipulaciónde lodos

Externa T

5 Inmersión enaguas termales

Externa P

*T – trabajadores, P – pacientes en tratamiento (público).

Para evaluar las tasas de dosis gamma en losdiferentes espacios se utilizaron dosímetros termo-luminiscentes de LiF (Mg, Cu, P), los cuales se co-locaron por períodos trimestrales en los locales deestudio y se evaluaron posteriormente en el Labo-ratorio de Dosimetría Externa (LDE) del CPHR. Es-tas mediciones se complementaron con medicionesde los niveles de radiación gamma en los espaciosabiertos de la instalación mediante espectrometríagamma in situ, utilizando un espectrómetro gammade germanio de alta pureza portátil para medicio-nes de campo. Estas mediciones directas en el lu-gar, permitieron no solo complementar la informa-ción sobre la tasa de dosis gamma, sino además,identifi car los radionúclidos involucrados. Al mismotiempo, para evaluar las dosis por la inhalación deradón, se realizaron mediciones de las concentra-ciones de radón en espacios interiores mediantemediciones directas, usando un sistema de fi ltra-do y medición simultáneos SARAD RM2000. Estasmediciones se complementaron con la colocaciónde detectores pasivos de radón por períodos pro-longados de tiempo (tres meses) para promediarlas posibles fl uctuaciones que pudieran existir enlas concentraciones de radón. Por último, para lacaracterización radiológica de los lodos y las aguas

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utilizados en los tratamientos, se tomaron muestrasde las diferentes fuentes de lodos y se trasladaronal Laboratorio de Vigilancia Radiológica Ambientaldel CPHR, para hacer las determinaciones de loscontenidos de radionúclidos mediante espectrome-tría gamma de alta resolución con el uso de un de-tector de germanio de alta pureza.

Una vez obtenidos los datos de la caracteriza-ción radiológica de los escenarios estudiados, lasdosis se estimaron en cada situación de exposiciónde acuerdo con los siguientes métodos:

Para la situación de exposición No. 1 “Perma-nencia en los locales de la instalación”, se asumie-ron escenarios conservadores de permanencia de192 horas mensuales para los trabajadores y de20 horas por estancia de una semana en tratamien-to para los pacientes. Como valor de tasa de dosispara el cálculo, se tomó el máximo valor medido enlos locales de la instalación. La dosis se estimó deacuerdo con la expresión:

(1)

donde E es la dosis efectiva integrada por irradia-ción externa (µSv); es la tasa de dosis máximamedida en los locales de la instalación (µSv/h); tes el tiempo de integración de las dosis, un año detrabajo o una temporada de tratamientos de un pa-ciente (en h).

En el escenario No. 2 “Inhalación de radón”, seasumieron las mismas permanencias que en el es-cenario 1. Para estimar las dosis se utilizó el mayorvalor de concentración de radón determinado en loslocales estudiados. La dosis se estimó de acuerdocon la expresión:

(2)

donde E es la dosis efectiva comprometida por in-halación de radón (µSv); es la concentraciónde radón en aire (Bq/m3); DFradón es el coefi ciente deconversión a dosis efectiva comprometida debida ala inhalación de radón según el modelo propuestopor UNSCEAR [6], igual a 9 x 103 µSv/h/Bq/m3; t esel tiempo de permanencia en los locales con pre-sencia de radón (h). El valor 0,4 en la expresiónes el valor por defecto del factor de equilibrio delradón y sus hijos para permanencia en interioresrecomendado por UNSCEAR [6].

La estimación de las dosis para el escenarioNo. 3 “Tratamiento con lodos termales” se realizó,utilizando la información suministrada por el perso-

nal de la instalación, según los tratamientos pue-den ser hasta 9 sesiones de aplicación de lodos de30 minutos cada una. En la estimación se tomaronlos valores máximos de concentración de Ra-226y K-40 que se obtuvieron en las determinacionesgamma espectrométricas hechas a las muestras delodos recogidas. No se consideró el aporte de losradionúclidos de la serie del Th-232 que aparecie-ron en el estudio, ya que aparecen en concentracio-nes inferiores en 20 veces a las de los radionúclidosde la serie del U-238. Para estimar las dosis en pieldebidas al Ra-226, se asumió que las concentracio-nes de este radionúclido y sus hijos en el segmentoRa-226–Po-210 se encontraban en estado de equi-librio secular, estimación que simplifi ca y maximizalas estimaciones. La dosis se estimó de acuerdocon la expresión:

(3)

donde E es la dosis efectiva en piel por irradia-ción desde el material depositado sobre ella (µSv);A

supes la actividad superfi cial de los radionúcli-

dos considerados depositada junto con los lodos(Bq/cm2); DF

sup es la tasa de dosis efectiva por uni-

dad de contaminación superfi cial (µSv/h/Bq/cm2),cuyos valores se tomaron de [8]; t es el tiempo deintegración de las dosis (h). Las mismas considera-ciones en relación con los radionúclidos se hicieronpara el escenario No. 4 “Manipulación de lodos”.Para los tiempos de manipulación se tomó un va-lor de 50 minutos por día, que considera tanto lamanipulación durante la preparación previa de loslodos como la que se realiza durante su aplicación.Todo esto para 12 días por mes de trabajo de cadatrabajador, pues la rotación de los trabajadores enesa área es de una semana de trabajo, alternandocon una de descanso. Un caso particular es el dela persona que recoge y acondiciona los lodos enlas fuentes diariamente, y para el cual se asumióun tiempo de manipulación al mes de 24 horas. Laexpresión de cálculo es similar a la utilizada para elescenario No. 4.

Por último, en el escenario No. 5 “Inmersiónen aguas termales” se utilizó para las estimacio-nes siguiendo los protocolos establecidos para lostratamientos en la instalación, un tiempo de inmer-sión de 5 minutos iniciales, continuando con incre-mentos de 5 minutos hasta una inmersión fi nal de30 minutos, lo que equivale a una permanencia to-tal de 1,75 horas por tratamiento completo. La con-centración de radionúclidos en agua utilizada fue la



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determinada por mediciones gamma espectrométri-cas de las muestras de agua, asumiendo de nuevoel segmento Ra-226–Po-210 en equilibrio secularpara evaluar las dosis. La dosis se estimó de acuer-do con la expresión:

(4)

donde E es la dosis efectiva en piel por inmersiónen el agua (µSv); C

agua es la concentración de ra-

dionúclidos en el agua (Bq/m3); DFinmersión es la tasade dosis efectiva por inmersión unidad de concen-tración en agua (µSv/h/Bq/m3), cuyos valores setomaron de [9]; t es el tiempo de integración de lasdosis (h).

Una vez estimadas las dosis para cada esce-nario y para cada grupo involucrado, se sumaronlas contribuciones de cada escenario a cada grupode personas (pacientes o trabajadores), asumiendoconservadoramente que la persona más irradiadade cada grupo es aquella que recibe todas las dosisde los escenarios posibles correspondientes a cadagrupo (trabajadores y pacientes).

Resultados y discusión

Los resultados obtenidos a partir de las me-diciones realizadas se resumen en las tablas 2 y3. Los resultados de las mediciones de las con-centraciones de radionúclidos, tanto en los lodoscomo en las aguas termales, se compararon conlos resultados reportados por otros autores segúnmuestran las tablas 4 y 5. Para los lodos comose aprecia en la tabla 4, en el caso del Ra-226 yel Pb-210, los valores resultan más elevados quelos reportados en otros estudios, lo cual está encorrespondencia con la peculiaridad del balnea-rio Elguea, donde las aguas procedentes de lascapas profundas emergen en el sitio, arrastrandoelevados niveles de Ra-226 y Rn-222 disueltos,los que se mezclan con los suelos y materia or-gánica del lugar y producen estos lodos, que asu vez contienen bajos niveles de K-40, como seaprecia en la comparación. Las determinacionesen aguas, que se observan en la tabla 5, mues-tran una buena correspondencia con los resul-tados del estudio en Italia, mientras que para elcaso de España se concluyó que los niveles delbalneario estudiado son bajos en comparacióncon otros balnearios de ese país, en hasta dosórdenes de magnitud.

Tabla 2. Valores medidos de dosis equivalente ambien-tal para tiempos de exposición de los dosímetros de tresmeses

Lugar de exposicióndel dosímetro ambiental

Dosis equivalenteambiental (mSv)

Enfermería 0,20

Electroterapia 0,20

Dirección 0,17

Consulta de masaje 0,20

Local de preparaciónde fangos

0,22

Piscina interior 0,14

Tabla 3. Valores de concentración de actividad de emi-sores gamma de origen natural en las muestras anali-zadas

Tipo demuestra

Ra-226(Bq/kg)

K-40(Bq/kg)

Pb-210(Bq/kg)

Lodos termales(piscina 2)

711 ± 36 116 ± 8 395 ± 21


480 ± 24 121 ± 13 127 ± 12


473 ± 24 119 ± 13 128 ± 12

Líquenes(zona piscinasde lodos)

13,0 ± 0,7 368 ± 16 21 ± 10

Cactos (zonapiscinas delodos)

26 ± 2 202 ± 22 <19

Pasto (zonapiscinas delodos)

21,6 ± 1,5 125 ± 23 <63

Plantasrastreras(zona piscinasde lodos)

392 ± 5 340 ± 26 243 ± 23

Pasto (zonadesagüe delas piscinasde lodos)

10 ± 2 415 ± 29 29 ± 6

Sedimentossuperfi ciales(zona desagüede las piscinasde lodos)

3919 ± 196 199 ± 14 1383 ± 70

Aguas termales 6,3 ± 0,4 - -

Lodo del canaldesagüe

240 ± 12,1 101 ± 7 -

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Tabla 4. Comparación de las concentraciones deradionúclido (Bq/kg) en los lodos estudiados (inter-valos de variación) con los resultados obtenidos porotros autores (valores representativos)Radionúclido Elguea San

Diego,Cuba [6]

Italia[4]

Egipto[4]

Pb-210 127 -395

51 ± 10 25 -

Ra-226 473 -711

22 ± 2 30 47 ± 7

K-40 116 -121

208 ± 43 659 393 ± 19

Tabla 5. Comparación de las concentraciones de radio-núclidos (Bq/kg) en las aguas estudiadas con los resul-tados obtenidos por otros autores

Radionúclido Elguea Italia [3] España [2]

Ra-226 6,3 ± 0,4 0,3 – 6,4 0,18 ± 0,3

Con los resultados de las mediciones se rea-lizaron las estimaciones de dosis de acuerdo, encada escenario, con la metodología antes descri-ta. Los resultados de las estimaciones de dosis semuestran en las tablas 6 y 7 para los trabajadoresy los pacientes respectivamente. Como se apreciaen el caso de los trabajadores, la permanencia enlos locales de la instalación (54%) y la inhalaciónde radón (45%) son las vías de exposición que másaportan a las dosis. No obstante, ser el grupo másexpuesto, lo cual era de esperar debido a su ma-yor permanencia en la instalación, las dosis no re-sultan ser signifi cativas, representando apenas un20% de incremento sobre el valor de dosis de 1,1± 0,3 mSv/año, estimado como representativo delas dosis que recibe la población cubana como con-secuencia de las fuentes ambientales de radiación[10]. En el caso especial del radón, es importan-te la infl uencia en este valor relativamente bajo delas altas tasas de ventilación que caracterizan a lasinstalación estudiada, por lo que se recomienda ala administración del lugar dar el seguimiento nece-sario para mantener las tasas de ventilación en elvalor más alto posible, mediante un uso adecuado ymantenimiento de las ventanas de los locales.

Tabla 6. Estimaciones de dosis para los trabajadoresen los escenarios de exposición identifi cados

Situación de exposición-Trabajadores Dosis, µSv/año

Permanencia en los localesde la instalación

180 ± 80

Inhalación de radón 150 ± 80

Manipulación de lodosprevia a tratamientos*

1,01 ± 0,07

Manipulación de lodos diaria* 2,4 ± 0,2

Dosis total 330 ± 160

*Valores alternativos para la suma.

Tabla 7. Estimaciones de dosis para los pacientes en los es-cenarios de exposición identifi cadosSituación de exposición-Pacientes Dosis, µSv/

trat. compl.

Permanencia en los localesde la instalación

1,7 ± 0,7

Inhalación de radón 1,4 ± 0,7

Tratamiento con lodos termales 0,46 ± 0,03

Inmersión en aguas termales (2,1 ± 0,1) x 10-9

Dosis total 4 ± 1

Para el caso de los pacientes las dosis sonprácticamente irrelevantes (0,3% del valor re-presentativo de la población cubana), motivadofundamentalmente por la poca permanencia deestos en la instalación, donde acuden únicamen-te a recibir los tratamientos, ya que el área dealojamiento se encuentra a una distancia pruden-cial de las áreas de tratamiento (150–400 m) yno presenta niveles de radiación por encima delfondo natural.

Conclusiones

Con la fi nalidad de hacer la evaluación de lasdosis en un escenario típico de exposición a laradiación natural, se realizó la caracterización ra-diológica del balneario Elguea, ubicado en la cos-ta norte de Villa Clara. Las mediciones realizadasevidenciaron la presencia predominante de radio-núclidos de la serie del uranio, con concentracio-nes importantes de Ra-226 y Rn-222 en los lodosy las aguas utilizadas en los tratamientos. Estosresultados se encuentran en el intervalo de valo-



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res reportados por otros autores. A partir de la ca-racterización radiológica realizada se estimaronlas dosis tanto para los trabajadores que aplicanlos tratamientos como para los pacientes que losreciben en los diferentes escenarios de exposi-ción a las radiaciones identifi cados. Los valoresde dosis estimados se encontraron en el interva-lo de 1,01 a 180 µSv/año para los trabajadoresy de 0,46 a 1,7 µSv por tratamiento completo alos pacientes. Los valores obtenidos, aún paralos trabajadores que resultaron ser el grupo másirradiado, no indican la necesidad de adoptar me-didas o regulaciones especiales de protección.

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Recibido: 25 de enero de 2011Aceptado: 28 de abril de 2011

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