RADON. Strumenti di misura, tecniche di diagnostica e bonifica. Antonio Parravicini. Seminario: RISCHIO RADON - Bergamo, 27 ottobre 2015

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1 RADON Strumenti di misura, tecniche di diagnostica e bonifica Antonio Parravicini

2 Argomenti Radon caratteristiche Come si misura Strumenti passivi (dosimetri a traccia, elettreti) Strumenti attivi (ionizzazione, scintillazione) Taratura degli strumenti Accreditamento laboratori di dosimetria Tecniche di diagnostica e bonifica

3 Radon - caratteristiche E un gas nobile, inerte, incolore, inodore, radioattivo L isotopo più importante è RADON 222 prodotto dal RADIO 226 I suoi figli a vita breve sono anch essi radioattivi Isotopi del radon più importanti: 222, 220 Radon 222 Numero atomico 86, peso atomico 222 Radioattivo, emettitore alfa Tempo di dimezzamento 3,82 gg Radon 220 (toron) Numero atomico 86, peso atomico 220 Radioattivo, emettitore alfa Tempo di dimezzamento 56 sec

4 Unità di misura La radioattività si misura in becquerel (Bq) 1 Bq = 1 decadimento per secondo La concentrazione radon si misura in Bq/m 3 1 Bq/m 3 = 1 decadimento al secondo per metro cubo Concentrazioni di riferimento Concentrazione outdoor 5-15 Bq/m 3 (WHO 2005) Concentrazione indoor media mondiale Bq/m 3 Concentrazione media abitazioni Italia 70 Bq/m 3

5 RADON: da dove proviene? Radio anni α Radon giorni α Polonio minuti Polonio usec E un gas nobile l isotopo più importante è RADON 222 prodotto del decadimento del RADIO 226 I suoi figli a vita breve sono anch essi radioattivi Si genera nel terreno, nelle rocce e migra attraverso le porosità α Piombo minuti β Bismuto minuti β α Piombo anni Si diffonde e si accumula negli ambienti chiusi

6 MISURA GAS RADON TECNICHE DI MISURA: RILEVAZIONE DELLE RADIAZIONI ALFA, BETA E GAMMA alfa (emissione nucleo di elio: 2p+2n) RADON 222 POLONIO alfa beta (neutrone protone + elettrone ) gamma radiazione elettromagnetica - forte potere penetrante e un alto grado di pericolosità

7 CLASSIFICAZIONE TECNICHE DI MISURA TIPO DI STRUMENTO ATTIVO PASSIVO RICHIEDE ALIMENTAZIONE NON RICHIEDE ALIMENTAZIONE TEMPO DI CAMPIONAMENTO ISTANTANEO INTEGRATO CONTINUO TIPO DI CAMPIONAMENTO ATTIVO (FLUSSO) PASSIVO (DIFFUSIONE)

8 MISURE BREVI (SCREENING) SCOPO : VALUTAZIONE RAPIDA TECNICHE: MONITORI ATTIVI/ELETTRETI (SST) CONDIZIONI MANTENERE LE CONDIZIONI DI EDIFICIO CHIUSO DA ALMENO 12 ORE PRIMA DISATTIVARE DISPOSITIVI DI VENTILAZIONE SE NON SONO PERMANENTI EVITARE PERIODI CON FORTE VENTO E RAPIDE VARIAZIONI CLIMATICHE POSIZIONAMENTO ALMENO 1 METRO DA FINESTRE E PORTE ESTERNE 30 CM DA PARETI, ALMENO 1 METRO DA SOFFITTO e DA PAVIMENTO LONTANO DA FONTI DI CALORE E VENTILATORI IN POSIZIONE SICURA (RACCOMANDAZIONI U.S.EPA/ISPRA AMBIENTE per abitazioni)

9 MISURE LUNGO TERMINE SCOPO: VALUTARE LA CONCENTRAZIONE MEDIA su periodi di esposizione mediolunghi (tipicamente 3-12 mesi) TECNICHE: ELETTRETI LONG TERM INIZIO MISURA: MONTARE ELETTRETE NELLA CAMERA FINE MISURA: SMONTAGGIO O ANALISI IN TEMPI BREVI DOSIMETRI A TRACCIA INIZIO MISURA: APERTURA BUSTA SIGILLATA FINE MISURA: SIGILLARE O ANALIZZARE IN TEMPI BREVI RACCOMANDAZIONI: CONDIZIONI NORMALI DI UTILIZZO DEGLI AMBIENTI POSIZIONAMENTO COME MISURE BREVE TERMINE

10 TECNICHE DI MISURA RADON I RIVELATORI PIU COMUNI SONO: CAMERE A IONIZZAZIONE CELLE A SCINTILLAZIONE SPETTROMETRIA A CONTEGGIO DI IMPULSI A ELETTRETI ALFA GAMMA (NaI, GeLi) STATO SOLIDO RILEVATORI A TRACCE (LR115 NITRATO CELLULOSA / CR-39 PADC) SEMICONDUTTORE

11 TECNICHE DI MISURA

12 CAMERA A IONIZZAZIONE PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO IL GAS PENETRA PER DIFFUSIONE O PER ASPIRAZIONE NEL VOLUME SENSIBILE LE RADIAZIONI IONIZZANO L ARIA GLI IONI PRODOTTI VENGONO RACCOLTI E RILEVATI COME PASSAGGIO DI CORRENTE IL NUMERO DI IMPULSI REGISTRATO E PROPORZIONALE ALLA CONCENTRAZIONE RADON TECNICHE DI MISURA

13 TECNICHE DI MISURA RADON

14 TECNICHE DI MISURA RADON CELLA A SCINTILLAZIONE PMT fotone alfa ZnS+Ag radon IL SOLFURO DI ZINCO PRESENTE ALL INTERNO DELLA CELLA COLPITO DALLA RADIAZIONE ALFA EMETTE UN FOTONE FILTRO GLI IMPULSI LUMINOSI, CONVERTITI IN IMPULSI ELETTRICI, SONO AMPLIFICATI DA UN FOTOMOLTIPLICATORE E CONTATI ELETTRONICAMENTE

15 MONITORI Strumenti attivi Registrano la concentrazione radon APPLICAZIONI Screening Misure in continuo per valutazione delle variazioni temporali e correlazioni Ricerca vie di ingresso del radon Valutazione dell efficacia nelle azioni di rimedio

16 TECNICHE DI MISURA RADON CAMERA A IONIZZAZIONE A ELETTRETI LE RADIAZIONI IONIZZANO L ARIA NEGLI STRUMENTI ATTIVI, GLI IONI PRODOTTI VENGONO RACCOLTI E RILEVATI COME PASSAGGIO DI CORRENTE: IL NUMERO DI IMPULSI E PROPORZIONALE ALLA CONCENTRAZIONE RADON NELLA CAMERA A ELETTRETI LA RACCOLTA DEGLI IONI PROVOCA LA SCARICA E QUINDI LA PERDITA DI POTENZIALE DELL ELETTRETE

17 Componenti del sistema di camera a ionizzazione a elettreti elettrete camera lettore di carica

18 TECNICHE DI MISURA RADON Rivelatori a traccia LR115 CR-39

19 Rivelatori a traccia Principio di funzionamento: la velocità di attacco chimico lungo la traccia è maggiore di quella nel materiale 1 ESPOSIZIONE ALLE RADIAZIONI ALFA 2. ATTACCO CHIMICO (Idrossido di Sodio) EVIDENZIA LE TRACCE 3. LE TRACCE RISULTANO VISIBILI DOPO LO SVILUPPO

20 Tracce alfa in rivelatore CR-39

21 Sistema di analisi di rivelatori a traccia Analisi morfologica delle tracce Conteggio delle tracce Sottrazione del fondo Calcolo densità di tracce Esposizione (kbqh/m 3 ) = densità di tracce x CF (fattore di calibrazione) Concentrazione (Bq/m 3 ) = esposizione/tempo di misura (ore)

22 Dosimetri radon a traccia

23 VALIDITA DELLE MISURE: NORMATIVA AMBIENTI DI LAVORO (D.Lgs. 230/95 e smi) La normativa prevedeva la definizione delle modalità e dei criteri per l accreditamento dei laboratori di misura e l insediamento di una Commissione che doveva, tra l altro a) elaborare linee-guida sulle metodologie e tecniche di misura piu' appropriate per le misurazioni di radon e toron in aria e sulle valutazioni delle relative esposizioni b) elaborare criteri per l'individuazione di zone o luoghi di lavoro con caratteristiche determinate ad elevata probabilita' di alte concentrazioni di attivita' di radon c) fornire indicazioni sui programmi dei corsi di istruzione e di aggiornamento per la misura del radon e del toron e per l'applicazione di azioni di rimedio Art. 10-ter comma 4 Per le misurazioni previste dai commi 1 e 2, l esercente si avvale di organismi riconosciuti ai sensi dell articolo 107, comma 3, o, nelle more dei riconoscimenti, di organismi idoneamente attrezzati, che rilasciano una relazione tecnica contenente il risultato della misurazione.

24 NORMATIVA AMBIENTI DI LAVORO (D.Lgs. 230/95 e smi) Linee Guida per misure radon in Luoghi di lavoro sotterranei a cura della Conferenza delle Regioni e Province Autonome 6 febbraio 2003 Tecniche di misura (passive misure a lungo termine) Taratura e controllo qualità Il sistema di misura utilizzato dovrà essere sottoposto a Taratura Programma di assicurazione della qualità che deve precedere la partecipazione a circuiti di interconfronto presso un centro SIT (Sistema Italiano di Taratura), se esistente, o presso analogo centro europeo.

25 NORMATIVA AMBIENTI DI LAVORO Linee Guida per misure radon in Luoghi di lavoro sotterranei a cura della Conferenza delle Regioni e Province Autonome 6 febbraio 2003 Requisiti organismi di misura Le caratteristiche degli organismi di misura dovrebbero essere le seguenti: 1. responsabile tecnico con formazione professionale adeguata ed esperienza documentata in materia 2. individuazione delle persone abilitate ad eseguire le misure e ad attestarne la validità 3. utilizzo di una tecnica di misura idonea 4. periodica taratura della tecnica di misura e controllo del funzionamento delle apparecchiature prima di ogni serie di misure 5. periodico controllo di qualità dei dati 6. utilizzo di procedure e istruzioni scritte per le misure, comprese le tarature e il controllo di qualità 7. rilascio del resoconto delle misure firmato dal responsabile tecnico, che garantisce l'affidabilità del dato al committente

26 VALIDITA DELLE MISURE CRITERI GENERALI Monitori: Dosimetria: Certificato di calibrazione (tracciabilità a standard primari) Controllo periodico secondo specifiche costruttore Calibrazione periodica (ogni 24/36 mesi?) Taratura presso camera radon: ENEA INMRI Istituto Nazionale Metrologia Radiazioni Ionizzanti Politecnico di Milano - CeSNEF Utilizzo di tecniche idonee, taratura della strumentazione, partecipazione ad interconfronti, accreditamenti Interconfronti: BfS, PSI, NIRS, SURO Accreditamenti: Accredia (ISO 17025) Regione Veneto elenco organismi idoneamente attrezzati BAG-UFPS accreditamento specifico per misure radon in Svizzera

27 Azioni di rimedio Quando intervenire con azione di rimedio? LUOGHI DI LAVORO: media annua > 500 Bq/m 3 (D. Lgs 230/95 e smi) ABITAZIONI: > 400 Bq/m 3 (Racc. CEE n 90/143 del 21/2/1990) > 200 Bq/m 3 (Racc. CEE n 90/143 del 21/2/1990- edifici nuovi) > 300 Bq/m 3? (DIRETTIVA 2013/59/EURATOM 2013) > valori raccomandati da altri Paesi?

28 Azioni di rimedio A quale livello ridurre le concentrazioni? VALORE 100 Bq/m 3 RACCOMANDATO DA OMS VALORE MEDIO INDOOR: Bq/m 3 VALORE MEDIO ITALIANO: 70 Bq/m 3 CRITERIO TIPO ALARA? LA PERCEZIONE SOGGETTIVA DEL RISCHIO PORTA IN ALCUNI CASI A: RICHIEDERE DI RIDUZIONE A VALORE ZERO IGNORARE IL PROBLEMA ANCHE IN PRESENZA DI CONCENTRAZIONI ELEVATE IL LIMITE COMUNQUE DA CONSIDERARE E IL VALORE MEDIO OUTDOOR: 5-15 Bq/m 3 QUESTO VALORE CHE IN ALCUNI CASI PUO ESSERE MOLTO PIU ELEVATO

29 Concentrazione radon media outdoor 5-15 Bq/m 3 CASO LIMITE: SVIZZERA, CANTONE URI

30 CASO LIMITE: ABITAZIONE IN SVIZZERA, CANTONE URI 1. MISURA OUTDOOR A CIRCA 1.5 METRI DA TERRA (250 Bq/m 3 ) 2. MISURA OUTDOOR SUL TERRENO (1000 Bq/m 3 ) 3. MISURE INDOOR (>5000 Bq/m 3 )

31 Azioni di rimedio METODI DI RIMOZIONE VENTILAZIONE ASPIRAZIONE/DEPRESSURIZZAZIONE INSUFFLAZIONE/PRESSURIZZAZIONE ISOLAMENTO/MEMBRANE TECNICHE COMBINATE La scelta del metodo dipende in generale da diversi fattori, tra cui Modalità di ingresso del radon nell edificio, ovvero se esistono vie preferenziali o se si tratta di diffusione generalizzata Struttura dell edificio, numero di livelli interessati, presenza a meno di vespaio eccetera Permeabilità del terreno

32 Azioni di rimedio METODI DI RIMOZIONE VENTILAZIONE Regolazione della ventilazione per aumento dei ricambi d aria o bilanciamento del rapporto pressione interna/esterna. Indicata in caso di livelli non elevati, usata anche in combinazione con altre tecniche. Riduzione di circa 50%. ASPIRAZIONE/DEPRESSURIZZAZIONE Creazione di una via preferenziale di uscita del radon dall edificio tramite uno o più punti di aspirazione interni e/o esterni (dal pavimento, dal terreno, depressurizzazione del vespaio) con emissione all esterno dell edificio. Riduzione fino a 80-90%. Necessaria una valutazione preliminare della permeabilità del terreno INSUFFLAZIONE/PRESSURIZZAZIONE Creazione di una barriera all ingresso del radon. Riduzione fino a 80-90%. Da valutare problemi legati a formazione di condensa. ISOLAMENTO/MEMBRANE Si consiglia sempre di sigillare le vie di ingresso del radon, specialmente quando si trovano i cosiddetti hot spot. L utilizzo di membrane è consigliabile in sinergia con altre tecniche, ed è da valutare con attenzione.

33 Azioni di rimedio Tecniche più utilizzate (nella nostra esperienza) Pozzetto aspirazione (circa 50%) Aspirazione da vespaio Insufflazione vespaio Regolazione ventilazione Tecniche combinate La tecnica impiegata viene combinata quando possibile con la sigillatura delle vie di ingresso del radon

34 Procedura di intervento 1. DIAGNOSTICA Azioni di rimedio Misura in tempo reale delle concentrazioni (uno o più strumenti a seconda delle superfici interessate) per valutare situazione / avere punto di riferimento Ricerca vie di ingresso del radon tramite sniffing in canalizzazioni, pozzetti, scarichi e/o tramite fori nel pavimento e/o nei muri Misure di differenziale di pressione locale/locale e/o interno/esterno Eventuali misure complementari: misura nel terreno, misura in acqua Misure di qualche giorno per studio delle variazioni temporali e di correlazione con le variabili atmosferiche e/o microclimatiche con utilizzo di strumenti attivi e passivi (almeno 3gg.)

35 Procedura di intervento 2. SCELTA DELLA TECNICA Sulla base dei risultati della diagnostica si sceglie la tecnica da utilizzare per la bonifica e si procede alla progettazione. La scelta dipende, oltre che dai risultati della fase diagnostica, dalla tipologia dell edificio. Le diverse tecniche possono essere combinate tra loro 3. TEST IMPIANTO PROVVISORIO Una volta scelta la tecnica di intervento si realizza un di impianto/sistema di bonifica provvisorio e si procede a testarne l efficacia tramite misura con strumenti attivi e/o passivi per almeno 1 settimana 4. FASE CONCLUSIVA Azioni di rimedio In caso di esito positivo del test al punto 3), installazione impianto definitivo e test su periodo medio-lungo (1-3 mesi). In caso di esito negativo (riduzione non sufficiente) revisione del progetto con ottimizzazione della tecnica impiegata o sua integrazione. Il successo della rimozione dipende in massima parte dall accuratezza della fase diagnostica

36 DIAGNOSTICA ESEMPI (1/4) Ricerca vie ingresso del radon (SNIFFING) Abitazione Termoli (CB) Scuola Lissone (MB)

37 DIAGNOSTICA ESEMPI (2/4) Misura nel terreno Cantiere, valutazione rischio radon Abitazione, diagnostica in azione di rimedio Misura 3 minuti - valore corretto per equilibrio con progenie: circa Bq/m 3

38 DIAGNOSTICA ESEMPI (3/4) Misura in continuo e studio di correlazione Scuola Materna - Monza Misura in continuo in diversi punti. Forte correlazione con la variazione della pressione atmosferica. L aumento di concentrazione radon avviene in corrispondenza del calo della pressione. Presenza di vespaio in comunicazione con gli ambienti tramite grate.

39 DIAGNOSTICA ESEMPI (4/4) Misura in continuo e studio di correlazione Scuola Bergamo AULA MAGNA CATT AULA F CRM510 AULA MAGNA SCALA AULA C MAPPER Misura in continuo in quattro aule. Indagini precedenti avevano di circa 2400 Bq/m 3 nel periodo invernale (novembre 2011 marzo 2012) nell aula C. 0 18/6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ /6/ Locale Riferimento Conc. Radon Conc. Radon Strumento Planimetria media [Bq/m 3 ] max [Bq/m 3 ] impiegato Aula Magna Scala A Multisonda Aula Magna cattedra A Multisonda Aula Lab. Ling. C Radon Mapper Aula F CRM 510 L aumento di concentrazione radon avviene in un periodo di calo delle temperature esterne; si crea un differenziale di pressione tra esterno e interno dell edificio che favorisce l ingresso del radon. Non rilevate correlazioni con variazioni di pressione atmosferica.

40 GRAZIE PER L ATTENZIONE Antonio Parravicini