Source: http://www.slideshare.net/DonAndrew/radiaciones-y-patologia
Timestamp: 2016-12-10 23:46:58+00:00

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Ecografía Obstétrica: Circunferenci...
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Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 1Ed. 2003 RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES. APLICACIONES Y RIESGOS. (Actualizado Abril 2003) José Luis Carrasco Rodríguez Especialista en Radiofísica Hospitalaria. Jefe de Servicio de Protección Radiológica Hospital U. “Virgen de la Victoria” de Málaga. Tfno.: 951032265 spr.hvv.sspa@juntadeandalucia.es http://www.digprint.com/radiofisica1. OBJETIVOS BÁSICOS.i) Saber qué radiaciones son ionizantes y cuáles no ionizantes, y para cada tipo:ii) Conocer en qué ámbitos aparecen y cómo se generan.iii) Conocer sus efectos biológicos demostrados y/ó supuestos.iv) Conocer la forma de cuantificarlas y medirlas (magnitudes, unidades, detectores,...).v) Comprender los riesgos laborales a que se está expuesto al utilizarlas.vi) Conocer cómo nos podemos proteger frente a ellas.vii) Conocer las normas, recomendaciones y legislación en relación con las radiaciones. Todo ello, de forma básica pero suficientemente profunda para comprender adecuadamente lo relacionado en los puntos v) y vi).2. CLASIFICACIÓN DE LAS RADIACIONES. Alfa Partículas Beta IONIZANTES con masa Neutrones Otros** Rem* Gamma, RX RADIACIONES UV Visible NO IONIZANTES Rem* IR Microondas RF* Radiación electromagnética** Otros: protones, núcleos pesados,... En todos los casos cuando hablamos de radiación estamos pensando en hacesformados por un gran número de partículas del tipo que corresponda. Una partícula esionizante cuando al atravesar un medio e interaccionar con los átomos del mismo, es capaz dearrancar electrones de las capas más externas de la corteza de los átomos, creando iones, queson más inestables y activos químicamente que el átomo neutro inicial. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 2.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 2Ed. 20032.1. Haces de radiación de partículas con masa.Las partículas masivas que forman los haces de radiación ionizante se distinguen unas deotras básicamente en dos parámetros: su masa y su carga. NOMBRE SÍMBOLO CONSTITUCIÓN CARGA MASA 4 ++Partícula alfa α Núcleo 2He ++ 7350 . mePartícula beta β Electrón - meNeutrón n Neutrón 0 1839 . meDonde un – indica la carga eléctrica del electrón, un + el equivalente en positivo de la cargaeléctrica del electrón, y me = masa del electrón = 9,02 . 10-31 Kg. Todas ellas se originan en procesos ocurridos en los núcleos de los átomos. Las radiaciones alfa son partículas pesadas cargadas positivamente, y son emitidas porátomos de elementos de altos números atómicos como el Uranio y el Radio (endesintegraciones y en fisiones). Son detenidas por una hoja de papel ó por nuestra propiaepidermis. Sin embargo, si un material emisor alfa lo inhalamos ó ingerimos, quedaríanexpuestos directamente nuestros tejidos y recibiríamos gran daño biológico. Las radiaciones beta son emisiones de haces de electrones originados en los núcleos delos átomos, en su proceso de desintegración. Son más penetrantes que las partículas alfa, ypueden llegar a atravesar 1 ó 2 cm. de agua. En general una hoja de aluminio de pocosmilímetros de espesor detendrá el haz de partículas beta. Los neutrones son partículas no cargadas, que producen ionización indirectamente(esto es, al interaccionar con los átomos de la materia, originan rayos alfa, beta, gamma ó Xque producen a su vez ionización). Son muy penetrantes, y para detenerlos se usan masasgruesas de hormigón, agua, parafina,... y en ocasiones venenos neutrónicos. En términos generales, para las partículas cargadas, la capacidad de penetración serámayor cuanto mayor sea su energía, y el daño biológico será mayor cuanta mayor sea la cargade la partícula (-> ver factor de calidad) y menor la energía. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 3.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 3Ed. 20032.2. Radiación electromagnética (Rem). En principio todas las Rem son lo mismo: transporte de energía sin soporte material. Entodos los casos el transporte se realiza de forma ondulatoria y a igual velocidad en el vacío (c= 300000 Km/s). Sin embargo, cuando “tropiezan” con la materia no se comportan igual: La luz visible podemos “verla”, la radiación X ó las radiofrecuencias no. La radiación infrarroja la detectamos como calor, aunque no la vemos. Los rayos X nos atraviesan, sin embargo somos opacos a la luz visible. El parámetro que distingue un tipo de Rem de otro es su frecuencia: ν ,esto es, el númerode ondas por segundo que pasan por un cierto punto. La frecuencia se mide en Hz (= 1ciclo/segundo). En ocasiones se describe una Rem por su longitud de onda (λ) (dimensiones de distancia(m.)), pero en realidad ambos parámetros no son independientes, puesto que ν=c/λ. En lasiguiente figura podemos ver los distintos nombres que se dan a la radiación electromagnéticasegún el tramo de frecuencia (ó de energía) en que estemos. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 4.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 4Ed. 2003 Para explicar algunos comportamientos de Rem de alta frecuencia (en particular laionización) hemos de ver, sin embargo, al haz de radiación como formado por pequeñospaquetes de energía a los que denominamos fotones (podrían verse como partículas sin masaen reposo, pura energía). La expresión que relaciona ambos puntos de vista (ondulatorio ycorpuscular) de la Rem es la siguiente: E (fotón) = h . ν -1 Donde h = 6,62 E-34 Julio.s es la constante de Planck. De esta forma, una Rem de mayor frecuencia es también una Rem de mayor energía. Las zonas de más altas energías (RX y rayos γ ) son ionizantes (incluso tb. lo es el UVlejano (UVC)); el resto son no ionizantes. Es costumbre expresar las radiaciones no ionizantes de frecuencia más baja mediante elvalor de su frecuencia (Hz), la zona del visible y alrededores (IR, UV) mediante la longitud deonda (nm), y las Rem ionizantes mediante su energía (KeV ó MeV).Nota: En este ámbito la unidad de energía utilizada es el electronvoltio (eV), en lugar delJulio. El eV es la energía adquirida por un electrón cuando se le somete a una diferencia depotencial de un voltio.3. ¿EN QUÉ ÁMBITOS APARECEN LAS RADIACIONES?¿COMO SE GENERAN?3.1. Radiaciones ionizantes. Las radiaciones ionizantes pueden aparecer bien como emisión de materiales radiactivos(sean estos naturales ó creados artificialmente), bien generadas mediante equipamientoeléctrico. En la siguiente tabla se recogen algunas de las aplicaciones de los materialesradiactivos: UTILIZACIÓN ISÓTOPOS RADIACTIVOSTelegammaterapia Cobalto-60Radioterapia (alta intensidad) Iridio-192Radioterapia (baja intensidad) Cesio-137, Iridio-192Irradiación de productos sanguíneos Cobalto-60, Cesio-137Irradiación industrial Cobalto-60, Cesio-137Medidas de espesor Cobalto-60, Kripton-85, Cesio-137, Americio-241Medidas de nivel Cobalto-60Medidas de humedad y densidad Americio, Berilio, Cesio-137Radiografías industriales Cobalto-60, Iridio-192Análisis por fluorescencia de rayos X Hierro 55, Americio 241, Plutonio 238Cromatografía en fase gaseosa Níquel 63, Tritio (Hidrógeno 3)Detectores de humo, pararrayos radiactivos Americio 241 JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 5.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 5Ed. 2003 En el caso de la generación de energía eléctrica en centrales nucleares, en que se usahabitualmente Uranio como material generador de energía, se obtienen como productosresiduales una larga colección de isótopos radiactivos, que emiten todos los tipos deradiaciones ionizantes. En Medicina se utilizan las radiaciones ionizantes esencialmente en tres ámbitos:Radiodiagnóstico (RX), Medicina Nuclear y Laboratorios (radiación gamma, radiación beta yradiación alfa), y Radioterapia (radiación gamma (Co-60, Ir-192, Cs-137), radiación X (enaceleradores de electrones trabajando en régimen de rayos X), radiación beta y alfa, e inclusoneutrones y núcleos pesados). En general para tratamientos se usa radiación con partículasmasivas ó Rem de energías más altas, y para diagnóstico Rem de menores energías. Además aparecen radiaciones ionizantes en aceleradores de partículas de alta energía,reactores de fusión, procedimientos de datación de materiales (C-14), generadores deneutrones ó pilas de larga duración (Pu-238 para funcionamiento de equipos sin posiblereposición energética), etc..3.2. Radiaciones no ionizantes. Separadas según el tramo del espectro:1 Hz – 300 KHz LF, ELF (Radiación de baja y muy baja frecuencia) Campos eléctricos de aparatos, red eléctrica convencional, monitores de video (3 – 3.104 Hz), tramos de radio AM.300 KHz – 300 MHz RF (Radiofrecuencias) Tramos de radio AM, radio FM, Onda corta médica (27 MHz), RMN (2,13 MHz para campo magnético de 1T).300 MHz – 300 GHz M.O. (microondas) Aparatos domésticos por microondas. Telefonía móvil (900 MHz, 1800 MHz). Microondas para fisioterapia médica: 2450 MHz y 915 MHz. Radar y otras comunicaciones por microondas.300 GHz – 780 nm IR (Infrarrojo) Luz solar, aparatos para terapia con calor, láser780 nm – 400 nm Luz visible Luz solar, fototerapia, láser.400 nm – 100 nm UV (Ultravioleta) Luz solar, materiales por encima de 2700K, tubos fluorescentes, Esterilización de comida y aire, tratamientos de radioterapia,... El UV más lejano (más alejado de la zona del visible) empieza ya a considerarseradiación electromagnética ionizante. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 6.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 6Ed. 20034. RADIACIONES IONIZANTES Como ya se ha comentado, las radiaciones ionizantes se producen bien medianteequipamiento eléctrico, bien a partir de materiales radiactivos naturales ó artificiales.4.1. Actividad de un material. Ley de desintegración radiactiva. Un material emite radiaciones ionizantes (y decimos que es radiactivo) cuando parte delos núcleos son inestables. La emisión se produce en la transición del estado inestable alestable. Se denomina Actividad de un cierto material al número de desintegraciones por segundoque se producen en él. Cada desintegración originará una ó más partículas (fotones gamma,partículas alfa, beta, neutrones,...), pero en cualquier caso conocer la actividad viene a serconocer la cantidad de radiación que está emitiendo ese material. La unidad en SI de laActividad es el Becquerelio (Bq), de forma que si por ejemplo en un material hay un millónde desintegraciones cada segundo, diremos que su actividad es de 1 MBq. La actividad del material radiactivo decae con el tiempo siguiendo una ley exponencialnegativa: A(t) = A(0) . exp -{(Ln2 . t)/ T}Donde A(0) es la actividad en el instante inicial, A(t) es la actividad tras un tiempo t, y T es elperíodo de semidesintegración del material. T representa el tiempo que debe transcurrir paraque la actividad de la muestra quede reducida a la mitad.Por ejemplo, el Tecnecio-99m tiene T = 6 horas; esto significa que si hoy a las 10:00 tengo en un frasco 300MBq de Tc-99m, a las 16:00 tendré 150 MBq, a las 22:00 me quedarán 75 MBq,...En el caso del Pu-239 con un T del orden de 10000 años, aunque pasen varios días tengo lo mismo que alprincipio. Como se puede comprender, en principio un material radiactivo es más problemáticocuanto más grande es su periodo de semidesintegración, y cuanto mayor es la actividad inicialde la que partimos.4.2. Comportamiento de la radiación ionizante. Supongamos que ya tenemos un haz de radiación ionizante, bien obtenido a partir de unmaterial radiactivo, bien generado en un equipo de rayos X. Llamemos N al número departículas del haz por cm2 y por segundo. - Comportamiento en el vacío (ó aprox. en aire) Si la fuente puede asumirse como puntual, y el haz es isótropo y homogéneo, se verifica la ley del inverso del cuadrado de la distancia. Esto es, si a un metro de la fuente recibo N partículas por cm2 y por segundo, a dos metros recibiré N/4, a tres metros recibiré N/9, a cinco metros N/25,... JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 7.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 7Ed. 2003 - Comportamiento en presencia de un medio material El haz de radiación al encontrarse un medio material se atenúa en un porcentaje que tiene que ver con qué partículas lo formen, cuál sea la energía de estas y cuál sea el medio material: 1. Las partículas con carga se van frenando paulatinamente por choques con los átomos del medio, y si el material es suficientemente grueso pueden llegar a atenuarse completamente el haz. ¡ En cada frenazo que sufre una partícula cargada se emiten a su vez fotones ionizantes! 2. Los fotones y neutrones interaccionan catastróficamente con los átomos del medio; esto significa que para un cierto fotón (ó neutrón) se tiene que ó pasa limpiamente (sin enterarse de que hay un material por medio) ó es absorbido por el medio. Y esto se traduce en que la atenuación de este tipo de haces es exponencial negativa, siguiendo una ley del tipo: M(x) = M(0) . exp - (µ . x) donde M(x) es en número de fotones tras grosor x del material, M(0) es el número de fotones antes del material y µ es el coeficiente de atenuación lineal que depende de la energía del haz y el material que intercepta. Cuando diseñamos blindajes contra la radiación deseamos que la atenuación sea la máxima posible. En el caso de fotones se consigue con materiales de alto número atómico (p.e. plomo); para partículas beta materiales de bajo número atómico (seguidos de plomo); en el caso de neutrones, hormigón ó blindajes más finos con hasta tres capas distintas (parafina, veneno neutrónico, plomo).4.3. ¿Cómo cuantificamos la radiación ionizante?Exposición (X) Un haz de radiación ionizante al atravesar un medio provoca su ionización; esto es, a supaso va arrancando electrones de los átomos presentes y dejando en lugar del átomo un ióncargado positivo. Podemos utilizar como parámetro para cuantificar la “cantidad de radiación”, la cantidadde cargas de un signo creadas. En realidad la magnitud que se utiliza es la cantidad de cargascreadas por unidad de masa del medio atravesado (esta magnitud se denomina Exposición, ysu unidad tradicional era el Roëntgen (R); la unidad en el SI es el Culombio/Kg). Sin embargo es más habitual utilizar la magnitud Dosis.Dosis absorbida (D) Cuando la radiación atraviesa el material, se invierte una cantidad de energía por cadaelectrón liberado. Si en lugar de contar la cantidad de carga, consideramos la energía que elmaterial ha absorbido para que se haya generado la carga, estamos midiendo dosis absorbida. Esto es, dosis absorbida en un cierto material al ser atravesado por la radiación se definecomo la energía depositada en el material por la radiación por unidad de masa del material. Ladosis absorbida se mide en Julio/Kilogramo, y a esta unidad se le da nombre propio: Gray(Gy). JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 8.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 8Ed. 2003 Así, por ejemplo en los tratamientos de Radioterapia se suele dar un valor de dosis total altumor de 45-50 Gy. Ó en una placa de Tórax se da un valor de dosis a la entrada del pacientede unos 0,3 mGy.Dosis equivalente (H) En realidad lo nos importa al final es el daño biológico, y resulta que para igual dosisabsorbida el daño es distinto según el tipo de radiación ionizante: por ejemplo los haces deneutrones son más dañinos que los de radiación X. Para tener esto en cuenta, la dosis absorbida se multiplica por un factor sindimensiones (llamado factor de calidad) mayor cuanto mayor es el daño causado por ese tipode radiación. Al resultado se le llama dosis equivalente, y también se mide enJulio/Kilogramo. Pero a su unidad (resultado de multiplicar 1 Gy por el factor de calidad) sele llama Sievert (Sv). TIPO DE PARTÍCULA FACTOR DE CALIDAD (Q)Fotones (X y γ), electrones 1Neutrones, protones, alfa 10Núcleos pesados 20 Así, si somos irradiados por un equipo de rayos X, y nuestro cuerpo absorbe 1 J/Kg,estamos recibiendo una dosis absorbida de 1 Gy, y una dosis equivalente de 1 Sv. Si noshubiéramos irradiado por un haz de neutrones, habríamos recibido una dosis absorbida de 1Gy, y una dosis equivalente de 10 Sv. En el segundo caso el daño sufrido sería del orden de10 veces el daño del primer caso.Dosis efectiva (E) Por último resulta que cuando somos irradiados no todos nuestros órganos respondenigual: unos son más radiosensibles que otros. De ahí que para caracterizar la aparición deefectos radioinducidos cuando la irradiación afecta a más de un órgano, se haya creado lamagnitud Dosis efectiva. Dada una cierta irradiación, para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismobasta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada órgano por un factor de ponderacióndel tejido, para acabar sumando todos los productos. Esta magnitud se mide también en Sv, yse acepta como el mejor parámetro para caracterizar la probabilidad de aparición de efectosbiológicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectosdeterministas). JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 9.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 9Ed. 2003 TEJIDO U ÓRGANO FACTOR DE PONDERACIÓN(1990)Gónadas 0,2Médula ósea (roja) 0,12Colon 0,12Pulmón 0,12Estómago 0,12Vejiga 0,05Mama 0,05Hígado 0,05Esófago 0,05Tiroides 0,05Piel 0,01Superficie ósea 0,01Resto del cuerpo 0,05Ejemplo práctico: Supóngase que un individuo ha sufrido irradiación por fotones de forma que recibió 1mGy en gónadas, y 4 mGy en vejiga; y además sufrió irradiación por neutrones que le reportaron 3 mGy en piely 2 mGy en colon. Entonces habrá recibido: 1 mSv en gónadas, 4 mSv en vejiga, 30 mSv en piel y 20 mSv en colon dedosis equivalente, y 1 . 0,2 + 4 . 0,05 + 30 . 0,01 + 20 . 0,12 = 3,1 mSv de dosis efectiva. Si ahora queremos saber qué podría implicar lo anterior, hemos de saber que de acuerdo con la ICRP-60, si un grupo de 100000 personas estuvieran expuestas a 1 mSv de dosis efectiva cada una (adicional al fondo),se estima que cinco de ellas presentarían cáncer radioinducido a lo largo de su vida. Por tanto nuestro individuo tendría una probabilidad de unos 3,1 . 5 = 15 ó 16 en 100000 de sufrircáncer radioinducido por la irradiación anterior. Los valores límites de dosis de la Legislación, recomendaciones,... están escritos demSv (bien sea dosis equivalente cuando se trata de límites locales, bien dosis efectiva cuandose trata de irradiación a cuerpo entero).4.4. ¿Cómo medimos la radiación ionizante? Como no somos sensibles a la radiación ionizante, necesitamos instrumentos que nosindiquen su presencia y nos la cuantifiquen. Los dosímetros son los aparatos con los quepodemos medir la dosis. Según el fenómeno físico que emplean para la medida pueden ser: de ionización gaseosa(cámara de ionización, contador proporcional ó Geiger-Müller), de película fotográfica, determoluminiscencia, de centelleo,... Según el objetivo pueden ser: para dosimetría ambiental ó para dosimetría personal. Para dosimetría ambiental suelen utilizarse detectores de ionización gaseosa. Para dosimetría personal están más extendidos los de película fotográfica y los de termoluminiscencia. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 10.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 10Ed. 20034.5. ¿Qué efectos biológicos produce la radiación ionizante? Bien de forma directa, bien de forma indirecta (generación de radicales libres), los dañosbiológicos de las radiaciones ionizantes son esencialmente sobre el núcleo de las células; enparticular sobre su material genético (ADN). Básicamente, al incidir la radiación ionizante sobre una célula tenemos las siguientesposibilidades: CONSECUENCIA * No se produce alteración del material genético No hay daño biológico * Se produce alteración del material genético: • La célula es capaz de repararlo No hay daño biológico • La célula muere Reposición ó pérdida funcional • Se produce mutación Cáncer ó efecto hereditario En cualquier caso el efecto será probabilístico (como lo es la interacción de la radiación), no selectivo e inespecífico. Desde el punto de vista macroscópico los efectos pueden ser: • Deterministas: El efecto es proporcional a la dosis recibida. Esto es, a mayor dosis mayor daño biológico. Ocurren en general cuando son reflejo de muerte de muchas células, lo que puede conducir a pérdida de funcionalidad del órgano. Para que ocurran se ha de superar un cierto valor de dosis (umbral). Suelen presentarse de forma más ó menos inmediata. Ej: cataratas en cristalino (umbral: 1000 mSv), radiodermitis, sindromes agudos de irradiación (dosis letal efectiva: 10000 mSv). Ej: por encima de 100 mSv son apreciables aberraciones cromosómicas en los linfocitos. El contaje de esas aberraciones es la base de la dosimetría biológica. • Probabilistas: La probabilidad del efecto es proporcional a la dosis recibida. Se asume que pueden ocurrir desde una mínima cantidad de radiación (no hay umbral). El ejemplo prototípico es el cáncer: basta una célula con mutación para generar un tumor. Suelen presentarse con período de latencia más largo (incluso en generaciones posteriores: efectos hereditarios).4.6. ¿Qué es la Protección Radiológica? Protección Radiológica es la disciplina dedicada a la creación, desarrollo y aplicación deprincipios que garanticen que personal expuesto profesionalmente, público y pacientes nosufran efectos biológicos deterministas debidos a la radiación ionizante, y la probabilidad deaparición de efectos probabilistas quede limitada a un valor socialmente aceptable. Las recomendaciones, normativa y principios de la Protección Radiológica han venidosiendo desarrollados desde hace años por varios organismos: - Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP). Establece los principios básicos a nivel internacional. - Organización Internacional de Energía Atómica (OIEA). Incorpora los principios a Normas Básicas de seguridad en materia de Protección Radiológica. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 11.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 11Ed. 2003 - Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR),... En cualquier caso, los principios básicos son tres: 1. Justificación. Una actividad en que esté implicada emisión de radiaciones ionizantes sólo se llevará a cabo si da lugar a beneficio. 2. Optimización. Una vez que la actividad esté justificada, se llevará a cabo buscando que las dosis a que dé lugar se mantengan tan bajas como sea posible (ALARA) 3. Limitación. En ningún caso, la actividad dará lugar a valores individuales de dosis por encima de los límites establecidos para cada caso. Los límites actualmente en uso en España están recogidos en el RD 783/2001 (Reglamento de Protección Sanitaria contra las radiaciones ionizantes), Real Decreto que ha sustituido recientemente al RD 53/1992, y supone la transposición a nuestra normativa de la Directiva 96/26/EURATOM. LÍMITES DE DOSIS (RD 783/2001) PERSONA LÍMITE ANUAL (mSv) LÍMITE ESPECIAL (mSv) Cuerpo entero 20Personal Manosprofesionalmente 500expuesto Piel 500 Cristalino 150Público (cuerpo entero) 1 Edad<16 ---Estudiantes 16<edad<18 6 Edad>18 20Embarazadas 1 al feto en todo el embarazoAdemás no podrán trabajar en actividades con riesgo significativo de contaminación radiactiva las mujeres enperiodo de lactancia.4.7. ¿Cómo aplicamos en la práctica la Protección Radiológica? (Protección Radiológica Operacional) Las actividades de Protección Radiológica comienzan antes de poner en marcha laactividad generadora de radiaciones, se mantienen todo el tiempo de vigencia de la actividad,y en ocasiones permanecen incluso después de clausurada la instalación.i) En primer lugar se requieren las correspondientes autorizaciones de las Autoridades Competentes (Reglamento de Instalaciones Nucleares y Radiactivas (1999)). Según el tipo de instalación (nuclear ó radiactiva (1ª, 2ª ó 3ª categoría) se exige presentar en el MINER una serie de Memorias relativas a la Construcción y Puesta en Marcha de las Instalaciones.ii) Para obtener las correspondientes autorizaciones, las memorias deben contener, entre otros puntos, un estudio coherente de los blindajes estructurales con que se dotará a la instalación. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 12.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 12Ed. 2003 Los blindajes que se utilizarán dependerán de: 1. El tipo de partículas ionizantes y energías que se generarán. 2. Si el haz que incide sobre la estructura es directo ó disperso. 3. La ocupación de los espacios colindantes. 4. La carga real de trabajo de la instalación (esto es, el porcentaje de tiempo sobre el total en que realmente se estén generando radiaciones). 5. Los costes y facilidad de obtención y manejo del material de blindaje En función de los puntos anteriores se decidirán qué materiales y con qué grosor se utilizan para blindar cada estructura.iii) Se deberá dotar a la instalación de las dependencias adecuadas y se estudiarán los accesos, facilidad de movimientos,... en función de los riesgos posibles para asegurar mínimos valores de dosis a trabajadores y público. En el trabajo con radiaciones ionizantes pueden presentarse dos tipos de riesgos: IRRADIACIÓN, y CONTAMINACIÓN RIESGO DE IRRADIACIÓN: Hablamos de irradiación cuando la radiación que recibe el individuo procede de fuentes no incorporadas a su cuerpo. En general, se tendrá irradiación cuando el haz radiactivo proceda de fuentes externas a la persona (equipo de RX, materiales radiactivos fuera del cuerpo,...). La irradiación dura el tiempo que estemos próximos a la fuente, y será menor cuanto más alejados estemos de ella. En ningún caso será trasmisible de unos individuos a otros. RIESGO DE CONTAMINACIÓN: De acuerdo al RD 783/2001, “contaminación radiactiva es la presencia indeseable de sustancias radiactivas en una materia, una superficie, un medio cualquiera o una persona. En el caso particular del organismo humano, esta contaminación puede ser externa o cutánea, cuando se ha depositado en la superficie exterior, o interna, cuando los radionucleidos han penetrado en organismo por cualquier via (inhalación, ingestión, percutánea,...)”. Todo el tiempo que permanezca la contaminación, el individuo se estará irradiando, por lo que contaminación radiactiva siempre va acompañada de irradiación. Además bajo ciertas circunstancias, la contaminación radiactiva podrá pasar de unos individuos a otros.iv) Se dotará de prendas de protección adecuadas al personal (mandiles plomados, guantes plomados, batas y patucos desechables, máscaras,...) de acuerdo a los riesgos inherentes a la actividad, y a la instalación de los sistemas de detección de radiación pertinentes (detectores de fugas en centrales nucleares, dosimetría ambiental fija en salas de Medicina Nuclear, detectores a la salida de zonas con riesgo de contaminación,...) JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 13.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 13Ed. 2003v) De acuerdo con el RD 783/2001, se clasificará al personal profesionalmente expuesto (categoría A, categoría B) dotándole de la dosimetría personal cuando esté indicado según su clasificación. De igual forma se clasificarán las zonas de trabajo (libre acceso, vigilada, controlada, permanencia limitada, permanencia reglamentada, acceso prohibido) señalizando el acceso a ellas (tréboles gris, verde, amarillo, ámbar, rojo respectivamente, con (riesgo de contaminación) ó sin (sólo riesgo de irradiación) fondo punteado (ver Anexo I). Ambas clasificaciones se mantendrán actualizadas en función de los resultados dosimétricos (personales y de área) recogidos. Se llevarán a cabo las revisiones médicas iniciales y periódicas anuales por parte de un Servicio de Prevención (categoría A).vi) El personal profesionalmente expuesto estará formado en materia de Protección Radiológica, y conocerá los procedimientos a seguir en la instalación (protocolos por escrito). Si así lo requiere el puesto, deberá estar en posesión de la correspondiente Acreditación ó Licencia (Supervisor u Operador) en vigor.vii) Se generarán y pondrán en marcha planes de garantía de calidad con el objeto de reducir al mínimo posible las dosis a trabajadores y público en general (RD’s de garantía de calidad en RX, MN ó Radioterapia).viii) Cuando sea requerido por el Consejo de Seguridad Nuclear se dispondrá de un Servicio de Protección Radiológica propio ó concertado que realice las labores de Protección Radiológica. UNA VEZ QUE EL PROFESIONAL ESTÉ TRABAJANDO EXPUESTO A RADIACIONES IONIZANTES, A TÍTULO PERSONAL DEBE SABER QUE, PARA MINIMIZAR RIESGOS: 1. CUANTO MÁS LEJOS DE LA FUENTE DE RADIACIÓN, MEJOR (Ley de Inverso de Cuadrado de Distancia). 2. CUANTO MENOR TIEMPO EN CONTACTO CON RADIACIÓN, MEJOR. (Relación lineal entre dosis y tiempo de exposición). 3. CUANTO MAYOR GROSOR DE MATERIAL ENTRE ÉL Y LA FUENTE DE RADIACIÓN HAYA, ESTARÁ SOMETIDO A MENOS DOSIS. (Atenuación de radiación por blindajes). 4. SI PRESENTA CONTAMINACIÓN EXTERNA DEBERÁ ELIMINARLA CUANTO ANTES, PERO SIEMPRE EVITANDO QUE PASE A INTERNA.4.8. ¿Qué Legislación hay relacionada con las radiaciones ionizantes? La Legislación española en materia de Seguridad Nuclear y Protección Radiológica esmuy extensa. Está conformada por Leyes Generales (Ley de Energía Nuclear (1964), Ley deCreación del CSN (1980), Ley de Tasas del CSN (1999)), y Reales Decretos (Reglamento deInstalaciones Nucleares y Radiactivas (1999), Reglamento de Protección contra RRII(2001),...) y Órdenes Ministeriales que las desarrollan. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 14.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 14Ed. 2003 A su vez, Guías editadas por el Consejo de Seguridad Nuclear y recomendacionesgeneradas por otros Organismos y Sociedades Nacionales e Internacionales ayudan a poner enpráctica la reglamentación. Desde nuestra incorporación a las Comunidades Europeas, el proceso habitual parageneración de los más importantes Decretos y Reglamentos viene a ser: Recomendaciones CIPR, OIEA,... Incorporación como Directiva Europea Transcripción a Normativa Nacional. Normativa básica actual que es conveniente conocer es la siguiente (algunos de estostextos legales pueden descargarse en texto íntegro de la página de la Unidad de Radiofísica(H.U. “Virgen de la Victoria”: http://www.digprint.com/radiofisica)* Ley 25/1964, de 29 de Abril sobre Energía Nuclear (BOE nº 107, 4/5/64).* Ley 15/1980, de 22 de Abril de Creación del Consejo de Seguridad Nuclear (BOE nº 100,25/4/80).* Real Decreto 1891/1991, de 30 de Diciembre sobre Instalación y Utilización de Aparatos deRayos X con fines de Diagnóstico Médico (BOE nº 3, 3/1/92)* Resolución del Consejo de Seguridad Nuclear de 5 de Noviembre de 1992 por la que seestablecen las normas a que habrán de sujetarse la homologación de cursos ó programas quehabiliten para la dirección y operación de las instalaciones de Rayos X con fines dediagnóstico y la acreditación directa del personal que ejerza dichas funciones (BOE nº 274,14/11/92)* Real Decreto 413/1997, de 21 de Marzo, sobre protección operacional de los trabajadoresexternos con riesgo de exposición a radiaciones ionizantes por intervención en zonacontrolada (BOE nº 91, 16/4/97)* Real Decreto 1836/1999, de 3 de Diciembre, por el que se aprueba el Reglamento sobreinstalaciones nucleares y radiactivas. (BOE nº 313, 31/12/99)* Real Decreto 783/2001, de 6 de Julio por el que se aprueba el Reglamento sobre ProtecciónSanitaria contra las Radiaciones Ionizantes (BOE nº 178, 26/7/01)Documento internacional de interés:International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for theSafety of Radiation Sources. IAEA, 1997 JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 15.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 15Ed. 20034.9. Páginas web útiles relativas a radiaciones ionizantes• Consejo de Seguridad Nuclear www.csn.es• Comisión Internacional de PR www.icrp.org• Comisión Europea www.europa.eu.int• Organización I. de E. Atómica www.iaea.org• Org. Mundial de la Salud www.who.ch• UNSCEAR www.unscear.org• AAPM (US) www.aapm.org/MedPhys• NRPB (UK) www.nrpb.org• SEPR www.sepr.es• SEFM www.sefm.es JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 16.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 16Ed. 20034.10. APLICACIÓN A LOS CAMPOS LABORALES PARTICULARES4.10.1. RADIODIAGNÓSTICO.* Objetivo: Diagnóstico.* Equipamiento: El propio de las instalaciones de Radiodiagnóstico: 1. Equipo de RX: Básico, General (básico + radioescopia), Arco Quirúrgico, equipo portátil, mamógrafo ó TAC. 2. Reveladora: Cuarto oscuro, luz-día ó láser. 3. Película radiográfica + chasis. 4. Negatoscopios. El único equipo emisor de radiación ionizante es el equipo de RX.* Tipo radiación: Rayos X de energía: 1. 27 –35 KeV en mamografía. 2. 50 –150 KeV en radiografía convencional. 3. 70 – 80 Kev de radiografía dental.* Riesgo presente: Sólo irradiación. Exclusivamente durante el disparo.* Diseño de instalación: En general, la sala en que se encuentra el equipo de RX (Radiodiagnóstico convencional ó TAC) debe estar adecuadamente plomada (puertas y ventanas incluidas) con el objeto de reducir a valores aceptables el nivel de radiación que escape de ella. Lo habitual: paredes con un equivalente de 2 ó más mm. de plomo. Dependiendo del tamaño de la sala y la carga de trabajo puede no ser necesario blindar la sala de un equipo dental de RX ó el quirófano en que esté instalado un arco quirúrgico. En el caso de mamografía el trabajador suele estar dentro de la sala de RX protegido mediante una mampara.* Protección del trabajador y paciente: 1. Protección estructural mediante blindajes. 2. Clasificación de zonas (señalización). 3. Uso de prendas de protección individuales en caso de exposición directa: mandiles, guantes, protectores de tiroides y gafas plomadas. 4. Clasificación del personal (categorías A y B). 5. Revisiones médicas iniciales y periódicas anuales (SME). 6. Dosimetría personal (solapa y, según el caso, muñeca). 7. Formación en materia de Protección Radiológica (Acreditación de Operador ó Director de Instalaciones de RX). JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 17.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 17Ed. 2003 8. Actuación según procedimientos que aseguren mínima irradiación a personal, pacientes y público: • Estancia fuera de sala de rayos X. • Protección en caso de permanecer en su interior. • Acceso controlado a sala de rayos X; cierre de puertas. • Colimación de campo, evitar repeticiones innecesarias. • Uso de protectores de paciente, y técnicas que aseguren mínimas dosis al paciente. • Actuación en caso de emergencia (básicamente cortar el suministro eléctrico). .... 9. Corroboración de correcto estado de instalación y equipo mediante (siguiendo el RD 1976/1999): • Medidas ambientales de dosis. • Medidas de dosis a paciente. • Control de calidad del equipamiento (criterios de aceptabilidad).* Legislación particular: - Orden de 18 de Octubre de 1989 por la que se suprimen las exploraciones radiológicas sistemáticas en los exámenes de salud de carácter preventivo. - Real Decreto 1891/1991, de 30 de Diciembre sobre Instalación y Utilización de Aparatos de Rayos X con fines de Diagnóstico Médico (BOE nº 3, 3/1/92). - Resolución del Consejo de Seguridad Nuclear de 5 de Noviembre de 1992 por la que se establecen las normas a que habrán de sujetarse la homologación de cursos ó programas que habiliten para la dirección y operación de las instalaciones de Rayos X con fines de diagnóstico y la acreditación directa del personal que ejerza dichas funciones (BOE nº 274, 14/11/92). - Real Decreto 1976/1999, de 23 de Diciembre, por el que se establecen los criterios de calidad en Radiodiagnóstico (BOE nº 311, 29/12/99). - Real Decreto 815/2001, sobre justificación de exposiciones médicas JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 18.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 18Ed. 20034.10..2. MEDICINA NUCLEAR Y LABORATORIOS.* Objetivo: Diagnóstico y tratamiento.* Equipamiento: En general equipos detectores de radiación y actividad: contadores, activímetros, gammacámara, SPECT,... El elemento clave en la actividad no es el equipamiento propiamente dicho sino el material radiactivo, que da lugar al riesgo por radiación en estas instalaciones.* Tipo radiación: Rayos γ de cientos de KeV (ej.: Tc-99m con 140 KeV). Radiación beta (básicamente en tratamientos y laboratorios). Radiación alfa (laboratorios).* Riesgo presente: Irradiación y contaminación. Riesgo presente siempre que haya material radiactivo (en todo momento de la vida de la instalación).* Diseño de instalación: En el caso de Medicina Nuclear son necesarias múltiples salas con blindaje estructural adecuado: - Almacén de isótopos. - Almacén de residuos radiactivos. - Sala de manipulación. - Sala de inyección. - Sala de espera de pacientes inyectados (con aseos de pacientes). - Sala de gammacámara. - Aseo de descontaminación. Si además se realiza terapia metabólica: habitación plomada para paciente. En caso de Laboratorios, al menos almacén de material radiactivo, sala de manipulación, almacén de residuos y zona de descontaminación.* Protección del trabajador, paciente y público: 1. Protección estructural mediante blindajes. 2. Protección adicional no individual: cámaras blindadas, visores blindados, carrito blindado para residuos diarios, mampara móvil blindada, jeringas plomadas,... 3. Clasificación de zonas (señalización indicadora de riesgo de contaminación). 4. Uso de prendas de protección individuales: mandiles, guantes,... fáciles de descontaminar. 5. Clasificación del personal (categorías A y B). 6. Revisiones médicas iniciales y periódicas anuales (SME). JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 19.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 19Ed. 2003 7. Dosimetría personal (solapa y muñeca). 8. Formación en materia de Protección Radiológica (para toda persona que manipule material radiactivo Licencia como Supervisor u Operador de la Instalación). 9. Actuación según procedimientos que aseguren mínima irradiación a personal, pacientes y público: • Mínimo tiempo y máxima distancia a fuentes radiactivas (antes y después de ser incorporadas a los pacientes). • Utilización de mínima actividad compatible con el objetivo. • Información al paciente (protección del público). • Utilización sistemática de guantes, papel secante sobre superficies, superficies no cortantes,... • Acceso controlado a las salas; cierre de puertas. • Mantenimiento en correcto estado de detectores ambientales de radiación • Conocimiento y aplicación de los procedimientos de descontaminación (principal situación de emergencia junto con el incendio). • Evitar en todo caso que la contaminación de materiales se convierta en contaminación corporal externa, y que ésta pase a interna. • Monitoreo personal de contaminación antes de abandonar la instalación. • Eliminación controlada de residuos radiactivos. .... 10. Corroboración de correcto estado de instalación y equipo mediante: • Controles de contaminación de superficies. • Medidas de niveles ambientales de dosis. • Control de calidad del equipamiento: gammacámara y activímetro. • Control de radiofármacos.* Legislación particular: - Real Decreto 1522/1984, de 4 de Julio por el que se autoriza la constitución de la "Empresa Nacional de Residuos Radiactivos, S.A. (ENRESA)" (BOE nº 201, 22/8/84) - Real Decreto 479/1993, de 2 de Abril de 1993 por el que se regulan los medicamentos radiofármacos de uso humano (BOE nº 11806, 7/5/93). - Real Decreto 1841/1997, de 5 de Diciembre de 1997, por el que se establecen los criterios de calidad en medicina nuclear (BOE nº 303, 19/12/97). - Real Decreto 1836/1999, de 3 de Diciembre, por el que se aprueba el Reglamento sobre instalaciones nucleares y radiactivas. (BOE nº 313, 31/12/99). JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 20.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 20Ed. 20034.10.3. RADIOTERAPIA.* División básica: Radioterapia externa y Braquiterapia.* Objetivo: Tratamiento (básicamente cáncer).* Equipamiento: En Radioterapia externa: - Bomba de Cobalto (Co-60). - Acelerador de electrones (equipo eléctrico; sin fuentes radiactivas). - Otros equipos generadores de haces de alta energía. En Radioterapia interna se utilizan fuentes encapsuladas en contacto con el cuerpo, y en el caso particular de sistemas de alta tasa de dosis, equipos de carga diferida.* Tipo radiación: Radiación γ de miles de KeV (ej.: Co-60 con 1,25 MeV). Haces de electrones, y otras partículas cargadas. Tratamientos con neutrones Radiación γ (ocasionalmente beta) en braquiterapia: Ir-191, Cs-137,...* Riesgo presente: Irradiación. Riesgo potencial de contaminación en caso de incorrecto encapsulamiento de las fuentes. Riesgo presente siempre que haya material radiactivo.* Protección de trabajador y paciente: 1. Diseño de instalaciones: • Dependiendo del tipo de instalación. • En todas ellas, elevados niveles de radiación; en general escaso contacto ppe-radiación; esencial la Protección Radiológica del paciente. • Teleterapia: • Búnker en sótano con gruesas paredes de hormigón. • Utilización de “laberintos” y puertas con blindaje en varias capas. • Atención a las penetraciones. • Braquiterapia: • Almacén-quirófano-habitación (WC). • Plomo típico material de blindaje. • Todas las paredes son barreras primarias. • Uso de fuentes encapsuladas en proximidad al ppe -> Mayores dosis. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 21.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 21Ed. 2003 2. Elementos no estructurales de Protección Radiológica: • Dependiendo del tipo de instalación. • Teleterapia: Protección al paciente: • Seguridades de sistemas: Contadores redundantes, frenos de movimiento, enclavamientos,... • Sistemas TV, interfono sala-control, estoque emergencia (Co-60). • Realización de planimetrías con modernos sistemas. Protección al ppe: • Puerta: relé, luminosos, señalización general. • Detectores de radiación con indicación fuera de sala. • Pastilla de Co-60: blindaje de alto número atómico. • Braquiterapia: Protección al paciente: • Aseguramiento retirada de fuentes. • Control duplicado del tiempo. • Realización de estudios dosimétricos. Protección del ppe: • Equipos de protección en gammateca y habitación. • Contenedores plomados para el transporte. • Control hermiticidad de fuentes. • Implantación de carga diferida. 3. Protección Radiológica Operacional: • Formación y existencia de Protocolos. • Respeto a las normas de trabajo tendentes a disminuir al mínimo las dosis individuales de los trabajadores (comprobación de presencia de compañeros en sala antes de irradiar, no acceso a sala de tratamiento en braquiterapia, utilización de protecciones individuales,...) • Clasificación de zonas (señalización) y personal. • Evaluaciones de dosis (área y personal) • Conocimiento y aplicación de planes de emergencia: línea de responsabilidad clara. Casos: Co-60.- No retirada de fuente. Incendio. ALE.- Uso de “setas” (pulsador de apagado de equipo). Braquiterapia.- Pérdida de fuente; necesidad de atención médica ó muerte. Incendio.* Legislación particular (adicional a la anterior):Real Decreto 1566/1998, de 17 de Julio, por el que se establecen los criterios de calidad enRadioterapia (BOE nº 206, 28/8/98) JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 22.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 22Ed. 20035. RADIACIONES NO IONIZANTES. Al contrario que en el caso de las radiaciones ionizantes, para las radiaciones no ionizantes: 1. Sólo en los últimos años han suscitado interés desde el punto de vista de sus efectos biológicos nocivos, porque con anterioridad los efectos inmediatos y palpables eran fáciles de controlar (no mirar a la fuente láser para evitar quemaduras en cristalino, no entrar con marcapasos en sala de RMN,...), y se asumía que no existían otros efectos. Además el crecimiento exponencial de equipamiento generador de este tipo de radiación (sea láser, RMN, telefonía móvil, microondas,...) data de no más de quince años hacia atrás. 2. Se desconoce si en realidad pueden dar lugar a efectos microscópicos (nivel celular) más allá de deposición de calor ó generación de pequeñas corrientes eléctricas (según la zona del espectro), que salvo casos extremos, parecen reversibles. 3. No hay estudios epidemiológicos amplios y concluyentes que puedan sustituir a la ignorancia descrita en 2., debido tanto a la actualidad del problema como a la cantidad de factores que pueden influir en el resultado de los estudios (piénsese por ejemplo para el estudio de la relación de ELF – cáncer, la cantidad de factores carcinogénicos que afectan en paralelo a la población estudiada). 4. Los pocos resultados epidemiológicos que se tienen apuntan en muchas ocasiones en direcciones opuestas: A un trabajo que parece indicar una relación clara entre cáncer y radiación no ionizante se enfrenta otro que, en iguales condiciones, parece indicar lo contrario. 5. La legislación, como resultado de todo lo anterior, había hasta hace muy poco ignorado todo lo referente a los riesgos derivados de la radiación no ionizante, a la espera de tener resultados científicos probados. En concreto, ya disponemos del Real Decreto 1066/2001, de 28 de Septiembre, que establece medidas de protección sanitaria frente a emisiones radioeléctricas (microondas, frecuencias bajas y muy bajas del espectro electromagnético), y del Real Decreto 1002/2002, de 27 de Septiembre, que busca garantizar la seguridad del consumidor frente a la radiación ultravioleta empleada para el bronceado artificial. 6. Por tanto, y con la salvedad del punto anterior, de momento nos hemos de guiar, a efectos de marcar límites de seguridad, de tablas generadas por Organismos que a nivel internacional trabajan sobre el tema, y a efectos de establecer procedimientos de trabajo con equipos, marcaje de zonas,... de documentos tipo UNE, ISO,... En este documento revisaremos qué se sabe acerca de las radiaciones no ionizantes, acercade sus unidades de medida, de los riesgos derivados de su uso (seguros y presuntos) yaportaremos tablas de límites establecidos a nivel internacional, fijándonos en algunasactividades laborales que en particular dan lugar a exposiciones a radiaciones no ionizantesmuy por encima del fondo natural y doméstico. Repasaremos asimismo, lo recogido en losReales Decretos 1066/2001 y 1002/2002. Dada la heterogeneidad de las radiaciones incluidas dentro del grupo general deelectromagnéticas no ionizantes, crearemos un apartado para cada tramo del espectro.Asimismo, dadas las características especiales que presenta, otro apartado estará dedicado alláser. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 23.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 23Ed. 2003ZONA ÓPTICA5.1. Radiación ultravioleta (UV).i) Localización. Se denomina UVA (ó cercano) a la Rem de longitud de onda entre 315 y 400 nm. Se denomina UVB (medio) a la Rem de longitud de onda entre 280 y 315 nm. Se denomina UVC (ó lejano) a la Rem de longitud de onda entre 100 y 280 nm.ii) Generación. Fuentes. Se origina a partir de transiciones electrónicas de capas exteriores de átomos (frente a los rayos X que se originan en transiciones de capas interiores). La fuente principal de radiación ultravioleta es el Sol: contiene los tres tramos, pero a nosotros, debido a la absorción atmosférica no nos llega prácticamente nada de UVC. Además se genera en fuentes artificiales (paso de corriente eléctrica a través de mercurio vaporizado, lámparas de gases, flaxes, arcos de soldadura,...). De igual forma, los tubos fluorescentes de luz blanca emiten una pequeña cantidad de UV, que contribuye a la dosis anual UV de los trabajadores.iii) Aplicaciones. En primer lugar hemos de recordar que es necesario que recibamos una pequeña cantidad de UV para la producción de vitamina D3 en la piel. UVA: Bronceado de piel y tratamiento de psoriasis. UVB: Tratamiento de psoriasis y de prurito urémico. UVC: Se aprovecha su efecto bactericida (esterilización de comida y aire). Aplicaciones radioterápicas.iv) Efectos biológicos dañinos. Los efectos biológicos de UV son básicamente a nivel de ojos y de piel. a) Efectos probabilistas: Tras exposiciones prolongadas se puede producir pérdida de elasticidad en la piel; incluso existe una cierta probabilidad de inducción de cáncer de piel. Se supone que del orden del 90% de cánceres de piel tienen su origen en la irradiación con UV (UVB en especial). b) Efectos deterministas: Piel: 1. Eritema (enrojecimiento): Respuesta fotoquímica de la piel resultado normalmente de sobreexposición a UVB y UVC. El UVA para producir por sí solo eritema debe recibirse a valores muy elevados (más de 10 J/cm2). Ojos: 1. Conjuntivitis: UVB y UVC son absorbidos fuertemente por la córnea y la conjuntiva del ojo, causando fotoqueratoconjuntivitis (periodo de latencia usual: 6-12 horas). La conjuntivitis provoca en el individuo la sensación de un cuerpo extraño ó arena en el ojo, pudiendo dar lugar a fotofobia y lacrimeo. Rara vez dará lugar a daño ocular permanente, pero provocará incapacidad visual durante 48 horas. 2. Cataratas: Longitudes de onda mayores de 295 nm (UVA y UVB) pueden transmitirse a través de la córnea, siendo absorbidas por el cristalino. Dependiendo de los niveles de exposición podrían llegar a producirse opacidades transitorias o permanentes del cristalino. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 24.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 24Ed. 2003v) Dosimetría y equipos de medida. La “cantidad” de radiación UV se mide en: 1. Unidades de “irradiancia”(potencia por unidad de superficie; esto es, en W/m2 ó múltiplos) para exposiciones continuas; o sea, energía depositada por unidad de superficie (dado que se deposita la energía a nivel de la piel) y tiempo; ó, 2. Unidades de “exposición radiante” (energía por unidad de superficie; esto es, J/m2 ó múltiplos) para exposiciones pulsadas. Para medir la radiación UV se utilizan en general fototubos (fotomultiplicadores ó detectores de fotodiodos). También existen dosímetros personales constituidos habitualmente por una pequeña pieza de polisulfuro (obtención de dosis integrada).vi) Estándares de seguridad y recomendaciones. Distintos organismos han establecido niveles de radiación ultravioleta que no se deberían sobrepasarse durante un cierto tiempo. Los límites de exposición (LE) establecidos (y corregidos en años sucesivos) por IRPA/INIRC (International Radiation Protection Association/International Non- Ionizing Radiation Committee) pueden ser descargados del web de ICNIRP: http://www.icnirp.de En cualquier caso, para una correcta determinación de los riesgos originados debe estudiarse: longitudes de onda presentes, irradiancia ó exposición radiante, duración de las exposiciones, características de las posibles superficies reflectoras,... Cuando se requiera reducir la exposición a radiación UV (superación de LE), se empleará la protección adecuada (ocular y de piel), y se reducirá al mínimo el tiempo JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 25.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 25Ed. 2003 de exposición, aumentando en lo posible la distancia a la fuente. Se controlará la salida de radiación de las zonas de trabajo. Es muy importante la formación del trabajador respecto al empleo y riesgos de equipos emisores de radiación UV. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 26.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 26Ed. 20035.2. Radiación infrarroja (IR) y visible.i) Localización. Visible: Longitudes de onda entre 400 y 780 nm. Infrarrojo: Desde los 780 nm (limitando con visible rojo) hasta 1000 micras (limitando con las microondas). Se suele dividir en: - IRA, el más cercano al visible: Entre los 780 y los 1400 nm. - IRB, intermedio: Entre 1,4 micras y 3 micras. - IRC, el más alejado del visible: De 3 a 1000 micras.ii) Generación. Fuentes. Visible: La fuente principal es el Sol, pero también disponemos de múltiples fuentes artificiales de luz de sobra conocidas (bombillas, fluorescentes, lámparas de diversos tipos,...). Infrarrojo: Todos los cuerpos a temperatura superior al cero absoluto emiten radiación IR. La cantidad y longitud de onda emitida depende de la temperatura y la composición del objeto. La principal fuente de radiación IR es el Sol (59% de emisión solar). Se obtienen también con fuentes artificiales no luminosas (resistencia eléctrica sobre superficie cerámica), ó luminosas (filamento de tungsteno en ampolla de cristal conteniendo gas inerte a baja presión).iii) Aplicaciones. Visible: Básicamente iluminación (pero también fototerapia,...). Infrarrojo: Todas aquellas en que se desee transmitir calor a la piel ó al interior por conducción. En particular a nivel médico terapeútico para artritis reumatoide, artrosis, inflamaciones, dolores irritativos, medicina deportiva,... Obtención de imágenes termográficas.iv) Efectos biológicos. Tanto en el visible como especialmente en el caso de IR, se produce deposición de calor. En IR se produce deposición de energía en el primer centímetro de la piel, siguiendo una ley exponencial negativa. Son más penetrantes cuanto más energéticos sean. Los efectos biológicos (beneficiosos y dañinos) son los derivados de la deposición de calor a nivel superficial: eritema, quemaduras, problemas en retina,... Al menos existen cinco tipos de daños a los ojos y la piel provocados por la radiación visible e infrarroja: a) Daño térmico a la retina (380 nm-1400 nm) b) Daño fotoquímico “luz-azul” a la retina (básicamente 380 nm – 550 nm) c) Daño térmico al cristalino provocado por el infrarrojo cercano (800 – 3000 nm) d) Quemaduras en piel (380 nm – 1 mm) y córnea (1400 nm – 1 mm) e) Daños a piel fotosensibilizada (p. e. tras la ingestión de ciertas moléculas fotosensibilizantes en la comida o medicinas). . JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 27.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 27Ed. 2003v) Dosimetría y equipos de medida. Iguales unidades de medida que para radiación UV. Para medir la radiación IR puede utilizarse calorímetros, y convertir el valor obtenido a unidades de irradiancia. Para la luz visible, uso de fotómetros.vi) Estándares de seguridad y recomendaciones. En el documento “Guidelines on Limits of Exposure to Broad-Band Incoherent Optical Radiation (0,38 to 3 µm)” (ICNIRP, 1997) se recogen los distintos límites de exposición por separado según el efecto considerado de la lista del apartado iv) anterior.vii) Recomendaciones. Similares recomendaciones que para la radiación UV. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 28.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 28Ed. 20035.3. LÁSER. (Light Amplification by Stimulated Emisión of Radiation)i) Localización. Existen Láser de IR, UV y visible. P. e. El láser de Argon emite en la zona del verde; el láser de He-Ne emite en rojo; el láser Neodimio-YAG emite en infrarrojo cercano, algunos láseres quirúrgicos emiten en UV.ii) Propiedades. En principio la radiación emitida por un cierto láser presenta las características correspondientes al tramo de espectro en que trabaje (UV, visible ó IR). Lo que hace distinto a la radiación láser son tres propiedades básicas: 1. Monocromaticidad: Es capaz de emitir en rango muy estrecho de frecuencias. 2. Coherencia: Todos los frentes de onda están en fase. 3. Direccionalidad: Esto es, muy escasa divergencia. Otras características útiles son la posibilidad de utilizar fibras ópticas para su transmisión o lentes y espejos para su focalización ó barrido. Ello implica que puede utilizarse a altas intensidades (deponiendo grandes cantidades de energía en muy poco tiempo) y que, al no ser divergente, SEPARARSE DE LA FUENTE NO SUPONE REBAJAR APRECIABLEMENTE LA DOSIS. Son parámetros básicos (1) en el funcionamiento de un equipo láser, y por tanto, a conocer para saber acerca de los riesgos que implique su uso: • la frecuencia de trabajo (ó longitud de onda), • duración de la emisión, • su carácter continuo (t > 0,25 s) o pulsado (t < 0,25 s), • la potencia de emisión (puede ser desde microwatios a Kilowatios), • y su grado de dispersión angular.iii) Generación. Un láser consta de un medio activo (cuya composición determina la longitud de onda de la emisión), un sistema de bombeo (para elevar los electrones a niveles energéticos superiores; se puede hacer por medios ópticos –fuente luminosa como en láser de rubí- ,medios eléctricos –corriente eléctrica como en láser He-Ne-, ó medios químicos – energía liberada en creación y ruptura de enlaces químicos como en láser Fluor- Hidrógeno-) y una cavidad resonante (dos espejos paralelos uno en cada extremo del medio activo, para provocar amplificación). De acuerdo con su nombre (siglas en inglés), el láser es emisión estimulada de radiación. Básicamente el proceso consiste en lo siguiente: al interaccionar con un átomo excitado un fotón cuya energía es idéntica a la que éste átomo emitiría al desexcitarse espontáneamente, se induce de forma inmediata la desexcitación, y de esta forma la emisión de un fotón idéntico al primero en frecuencia, fase y dirección. La radiación así generada se amplifica por reflexiones sucesivas en los espejos situados en los extremos de una cavidad resonante. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 29.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 29Ed. 2003iv) Aplicaciones. Las aplicaciones del láser son múltiples: desde lectores de CD, pasando por punteros láser, aplicaciones en fusión nuclear, comunicaciones, ó Medicina (Cirugía, Dermatología, Fisioterapia, Oftalmología,...). .v) Efectos biológicos dañinos. Las lesiones producidas por el láser proceden bien de su efecto térmico, bien de su efecto termoquímico. El grado de contribución de cada mecanismo a una lesión dada depende de los parámetros de funcionamiento descritos en (1), y también de las características propias de cada tejido (capacidad de absorción, presencia de pigmentos fotosensibles, vascularización,..). EFECTOS DAÑINOS DEL LÁSER REGIÓN ESPECTRAL OJO PIELUV-C Fotoqueratitis Eritema. Envejecimiento de pielUV-B Fotoqueratitis Aumento de pigmentaciónUV-A Catarata fotoquímica Oscurecimiento de pigmentosVISIBLE Lesiones en retina Reacciones fotosensibles fotoquímicas y térmicasIR-A Catarata, quemadura en retina QuemadurasIR-B Visión borrosa, catarata, Quemaduras quemadura en córneaIR-C Quemadura en córnea Quemaduras Estos efectos aparecen cuando se sobrepasan los llamados valores de exposiciones máximas permisibles (EMP), definidos como los niveles de exposición a los que, en circunstancias normales, pueden exponerse las personas sin sufrir efectos adversos. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 30.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 30Ed. 2003vi) Dosimetría. Pueden emplearse las mismas unidades que las del tramo del espectro que corresponda.vii) Otros riesgos. 1. Contaminación atmosférica.- Producida por el material vaporizado por el láser, o gases procedentes del sistema generador del láser. 2. Riesgos eléctricos.- Los equipos láser suelen funcionar a alto voltaje. 3. Quemaduras por manipulación de líquidos criogénicos empleados en la refrigeración del láser. 4. Explosiones o incendios al incidir la luz láser sobre materiales explosivos o inflamables.viii) Clasificación de los láseres. De acuerdo con normativas y reglamentaciones internacionales, y en particular las normativas comunitarias EN60825 y EN60601-2-22, los láseres se clasifican en cuatro grupos; a saber: • Láser clase I. Seguros intrínsecamente por su mismo diseño. Esto es, la EMP no se sobrepasa en ningún caso. • Láser clase II. Dispositivos de baja potencia (en caso continuo < 1 mW) que emiten en visible funcionando en continuo ó pulsado, y para los que no se sobrepasa EMP en exposiciones de hasta 0,25 s. En ellos se consigue la protección ocular por reflejos de aversión palpebral. • Láser clase IIIA. Para caso continuo láser con potencia 1 mW < P < 5 mW. Pueden producir daños en visión directa del láser con ayuda de instrumentos ópticos. • Láser clase IIIB. Emiten radiación visible ó invisible y producen daños en visión directa. La observación del láser pulsado desenfocado por reflexión difusa no es peligrosa. El límite superior de estos láseres está en 500 mW (caso continuo) y en 105 J/m2 (caso láser pulsado) • Láser clase IV. Dispositivos de gran potencia, capaces de producir incluso reflexiones difusas peligrosas. Pueden causar lesiones cutáneas y incluso peligro de incendio. Los láseres empleados en la vida cotidiana suelen encuadrarse en las clases I y II. Los empleados en Medicina (de CO2, Argon,...) suelen ser de la clase IV.ix) EMP’s y recomendaciones. Los más recientes EMP (Octubre2000) están recogidos en la Guia ICNIRP “Revisión of Guidelines on Limits of Exposure to Laser Radiation of Wavelengths between 400 nm and 1,4 microm”: JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 31.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 31Ed. 2003 JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 32.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 32Ed. 2003 En lo que se refiere a recomendaciones, recogemos la legislación de ámbito comunitario ya referida antes: • Los láseres III, IV sólo pueden usarse en áreas controladas. Los accesos a estas áreas deberán estar controlados y señalizados. Además a estas áreas se deberá acceder con la protección ocular y ropa adecuados. Tendrán asímismo que disponer de desconexiones automáticas por apertura de puerta. Se evitará la salida de luz láser al exterior del área. • Es obligatorio el etiquetado de los equipos láser, en el que deberá constar: la clase, potencia máxima, duración del impulso, longitud de onda de emisión, aparte de la señal propia de equipo láser. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 33.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 33Ed. 2003 • Los láser III y IV dispondrán de aviso audible ó visible durante el disparo. • Para clases superiores a IIIA, existirá un supervisor responsable de seguridad láser, el personal que los utilice estará formado, existirá llave de seguridad, y materiales de protección ocular y ropa adecuada. • Otros riesgos a considerar pueden ser el de contaminación atmosférica (por vaporización de material) y el de incendio, para los que se proveerá de los oportunos sistemas de ventilación y seguridad. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 34.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 34Ed. 20035.4. Microondas y RF.i) Localización. Zona del espectro desde 1 Hz hasta la frecuencia del infrarrojo más lejano. En particular las microondas quedarían entre 1 GHz y 300 GHz, y las Radiofrecuencias (y extremadamente bajas frecuencias) tendrían frecuencias inferiores a 1 GHz.ii) Generación. La radiación de microondas se genera en un magnetrón. Las radiofrecuencias se pueden generar mediante transistores y circuitos integrados utilizando antenas para su propagación. Además aparecen radiofrecuencias de muy baja frecuencia (50 Hz en Europa, 60 Hz en Estados Unidos) como consecuencia directa del funcionamiento de los equipos eléctricos instalados a la red convencional. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 35.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 35Ed. 2003iii) Aplicaciones. En el caso de las microondas su principal aplicación es que sirven como método de calentamiento profundo (diatermia). También se utilizan en comunicaciones (telefonía móvil por ejemplo). Las radiofrecuencias tienen su principal aplicación en el campo de las telecomunicaciones, aunque se aplican en otras situaciones como por ejemplo en Resonancia Magnética Nuclear. A nivel medio también se emplean para generar corrientes en el interior del cuerpo con objetivos terapeúticos.iv) Efectos biológicos. Básicamente dependiendo de la zona espectral provocan deposición energética más ó menos profunda ó débiles corrientes eléctricas. Radiaciones particularmente intensas pueden provocar efectos nocivos del tipo: alteraciones en comportamiento de sujetos experimentales, hipertermia leve o severa, alteraciones en el desarrollo embrionario, cataratas y quemaduras superficiales o profundas. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 36.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 36Ed. 2003 Si el incremento de la temperatura corporal es inferior a 1ºC la sangre circulante es capaz, en general, de disipar el exceso de calor. Sin embargo, en zonas poco vascularizadas, tales como el interior del ojo, pueden ocurrir daños irreversibles. No está probado en ningún caso la relación radiofrecuencias – cáncer (hay investigaciones abiertas en torno a temas como melatonina (posible efecto cocarcinogénico por vía hormonal), puesto que no hay aparentemente ninguna justificación de tipo interacción directa de radiofrecuencias con ADN que pueda justificar las mutaciones. A nivel europeo hay un proyecto en marcha denominado EMF cuyo objetivo es estudiar los posibles efectos biológicos de este tramo del espectro. Existen otros proyectos a nivel internacional. Por otra parte esta radiación puede provocar interferencias que afecten de forma indirecta a algún ser humano de forma peligrosa: interferencia con monitores en Hospitales, con marcapasos,... . Los datos más actualizados, en español, acerca de los efectos biológicos de las microondas y radiofrecuencias pueden encontrarse en el Informe Técnico “Campos Electromagnéticos y Salud Pública” elaborado recientemente (2001) por un Comité de Expertos reunidos por el Ministerio de Sanidad que puede ser descargado de http://www.msc.es/salud/ambiental/ondas/camposelectromag.htm Otros informes muy actualizados pueden encontrarse en castellano en: http://www.ondasysalud.com http://www.mcw.edu/gcrc/cop.htmlv) Dosimetría. Las magnitudes y unidades utilizadas para cuantificar las radiofrecuencias y microondas varían según el tramo espectral. Así, siguiendo el Anexo II del Real Decreto 1066/2001, se utilizan: 1. Corriente de contacto (A; su unidad el Amperio)), densidad de corriente (J; medida en A/m2) e intensidad de campo eléctrico (E; en V/m) para campos eléctricos y corrientes eléctricas generadas. 2. Intensidad de campo magnético (H; medida en A/m) y densidad de flujo magnético (B; medida en Teslas), en el caso de campos magnéticos. 3. A frecuencias muy altas (profundidad en el cuerpo pequeña), la densidad de potencia (S) medida en W/m2. 4. Para las limitaciones a los efectos no térmicos de la radiación de microondas pulsátil, la absorción específica de energía (SA) expresada en J/Kg. 5. Para las limitaciones a efectos térmicos en general debidos a emisiones radioeléctricas, el índice de absorción específica de energía (SAR), medida en W/Kg.vi) Límites de exposición. Los “límites” más actuales son los de la ICNIRP Guidelines (1998), y se escriben en términos de niveles de referencia (NR) y restricciones básicas (RB). (ver “Recomendaciones para limitar la exposición a campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos (hasta 300 GHz)” ICNIRP (1998), descargable de www.icnirp.de ) JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 37.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 37Ed. 2003 Estos valores son los utilizados en la Recomendación de la Comisión Europea acerca del tema y Real Decreto 1066/2001 publicado en nuestro pais. Se trata de limitaciones de exposición al público aunque por extensión, y dado que en la legislación no se distingue “público” de “profesional” en este ámbito, podríamos aplicarlas también a la exposición profesional. Las RB son restricciones a los niveles de exposición basadas en efectos sobre la salud bien establecidos. Para asegurar protección contra tales efectos, los valores no deben ser sobrepasados. Se han calculado dividiendo por 10 el valor de exposición que daría lugar a una elevación corporal de 1ºC. Los NR se basan en las RB y se han obtenido a partir de modelos matemáticos. Las NR se proporcionan para ser comparados con los valores medidos en el ambiente. Aquellas condiciones que no sobrepasen los niveles de referencia cumplirán con seguridad las restricciones básicas. Para la interpretación precisa de las tablas, acudir a las notas adjuntas a las mismas enel RD 1066/2001. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica 38.
Radiaciones. Aplicaciones y Riesgos. 38Ed. 2003vii) Recomendaciones. Aún no teniendo constancia de efectos más allá de los térmicos, y desconociendo si en el futuro se pudiera concluir algo en esta dirección, es claro que conviene reducir al mínimo la exposición a radiofrecuencias. Dado que los focos pueden considerarse puntuales, la exposición obedecerá al inverso del cuadrado de la distancia. Por tanto la primera recomendación sería estar lo más lejos posible de la fuente de emisión. Previamente deberían establecerse zonas de seguridad (de acceso prohibido, ó acceso limitado en el tiempo) para asegurar que se cumplen los límites antedichos. Minimizar el tiempo sería una segunda recomendación. Y como en el caso de las radiaciones ionizantes, una tercera sería incorporar “blindajes” contra estas radiaciones. En este caso los “blindajes” son del tipo “jaula de Faraday” (enrejados con tamaño de matriz definida según la frecuencia de emisión, láminas de cobre,...). Y por supuesto y en todo caso, evitar crear interferencias entre equipamientos (separar suficientemente unos equipos de otros) que pudieran dar lugar a problemas adicionales, para lo cual siempre será importante consultar los manuales de funcionamiento y que el personal esté adecuadamente formado. JOSÉ L. CARRASCO RODRÍGUEZ http://www.digprint.com/radiofisica Recommended
Ecografía Obstétrica: Circunferencia Abdominal y Líquido Amniótico
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References: Real Decreto 
 Real Decreto 
 Resolución 
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