Radiación y tiempo. Efectos

El grupo de radiaciones a que nos estamos refiriendo posee capacidad para ionizar directa o indirectamente el medio que las absorbe, y el efecto biológico de las mismas se basa precisamente en la acción de los iones producidos en la materia viva. Sometida ésta a una irradiación continua por radiaciones ionizantes, experimenta alteraciones proporcionales a la ionización específica, que van aumentando progresivamente con la cantidad de energía absorbida, hasta que a dosis elevadas termina por morir.

Para producir las mismas alteraciones son necesarias dosis de radiación enormemente distintas de una especie animal a otra, e incluso en la misma especie, según se trate de un órgano u otro, víscera o parte del cuerpo. Por eso existen dosis tolerables y órganos críticos para cada radiación ya que a causa del metabolismo de cada uno, los núclidos podrán depositarse en un lugar del organismo si por causa de inhalación o ingestión o absorción a través de la piel penetrasen en el interior del organismo.

De acuerdo con el lugar de donde proceden las radiaciones debemos de clasificarlas en externas e internas al organismo. La radiación externa, dado que los órganos más sensibles a ella se encuentran situados relativamente distantes de la piel, producirá efectos si se trata de rayos X, radiación gamma o neutrones. Las partículas beta, sobretodo si son de baja energía, y más aún las alfa pierden la totalidad de su energía en las capas más externas (piel, cubiertas vegetales, etc.) de los seres vivos.

Pero la poca peligrosidad de los emisores de partículas alfa y beta desaparece cuando se encuentran en el interior del organismo, por alguna causa penetran en su interior y se depositan en cualquier tejido orgánico dando lugar a lo que se denomina contaminación interna; a partir de dicho momento estarán irradiando de un modo continuado las células más próximas durante un tiempo que dependerá de la vida media efectiva de cada elemento, normalmente muy elevado.

Esta contaminación interna puede presentarse si no se cumplen todos los requisitos de protección necesarios o por un accidente; ésta es la causa principal de irradiación crónica. Contra ella es muy difícil luchar pues no valen los dispositivos de blindaje, ni la posibilidad de alejamiento de la fuente radiactiva, ni la limitación del tiempo de exposición. Además son nulas, en la actualidad, las posibilidades de aumentar mediante un tratamiento profiláctico o curativo, su ritmo normal de excreción.

Cuando la mayor parte del organismo ha estado expuesto a una dosis aguda alta, el síndrome de la irradiación presenta las siguientes fases:

Fase inicial, se presenta poco tiempo después de la irradiación y se manifiesta con malestar general, inapetencia, fatiga, sensación de vértigo y mareos y vómitos.

Fase de latencia, un periodo de duración variable e inversa a la dosis de radiación recibida. No se observa síntoma externo alguno, y el sujeto parece que está normal.

Periodo de estado, de duración muy variable, repiten los síntomas de la fase inicial, más graves y duraderos cuanta mayor radiación se recibió; se presentan diarreas, emisiones sanguíneas por la boca, nariz o intestinos, fiebre, profundas alteraciones en la sangre y diversos órganos.

Fase letal, como consecuencia de la agravación de las fases anteriores, preferentemente por graves alteraciones hemáticas consecutivas a los daños experimentados por la médula ósea roja. Si las dosis de radiación fueron muy elevadas puede aparecer la muerte nerviosa, como consecuencia de grandes alteraciones del sistema nervioso central que no dan tiempo a que se manifiesten otros síntomas.

Fase de recuperación o de convalecencia, de duración variable, van desapareciendo los síntomas anteriores si la evolución es favorable y se llega a la normalidad. No obstante esta normalidad es ficticia, ya que los efectos biológicos de las radiaciones son acumulativos y según las dosis recibidas puede producirse cierta regresión. Incluso puede producirse un acortamiento del periodo de vida.

No debemos olvidar tampoco que el mecanismo de la herencia es el sistema biológico más sensible a las radiaciones y pueden producirse lesiones genéticas. Incluso dosis muy pequeñas de radiación tienen la posibilidad de producir mutaciones que tengan consecuencias genéticas que se manifiestan incluso hasta pasadas varias generaciones. En el establecimiento de las dosis máximas permitidas actuales se han tenido en cuenta, de modo principal, dichos efectos genéticos.

En general, la dosis de radiación es proporcional al tiempo pasado en el campo de radiación. El trabajo en un área de radiación debe realizarse rápida y eficientemente. Es importante que los trabajadores no se distraigan en otras tareas ni en conversaciones; sin embargo, un trabajo demasiado rápido puede provocar errores. Debido a esto el trabajo se prolonga más, lo que se traduce en una mayor exposición.

En condiciones controladas de utilización, los usos industriales y médicos de las radiaciones no presentan riesgos substanciales para los trabajadores y no deben dar lugar a que las radiaciones alcancen un nivel que se considere inaceptable.

Los posibles efectos de las radiaciones son:

Efectos a corto plazo tales como quemaduras de la piel y cataratas de los ojos.

Efectos a largo plazo tales como un aumento de la predisposición a la leucemia y a los cánceres de diverso tipo.

Efectos hereditarios.

Unas recomendaciones muy elementales son:

a) No debe realizarse una aplicación de radiaciones a menos que esté justificada.

b) Todas las dosis deben reducirse al valor más bajo que sea posible, teniendo en cuenta los factores económicos y sociales

c) En cualquier caso, todas las dosis deben mantenerse por debajo de los límites de dosis: 20mSv por año para los adultos (promediado a lo largo de cinco años) y 1 mSv por año para individuos del público en general.

Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes

En los cambios que se producen en las células después de la interacción con las radiaciones hay que tener en cuenta.

  • La interacción de la radiación con las células en función de probabilidad ( es decir, pueden o no interaccionar) y pueden o no producirse daños.
  • La interacción de la radiación con una célula no es selectiva: la energía procedente de la radiación ionizante se deposita de forma aleatoria en la célula.
  • Los cambios visibles producidos no son específicos, no se pueden distinguir de los daños producidos por otros agresivos-agentes físicos o contaminantes químicos.
  • Los cambios biológicos se producen sólo cuando ha transcurrido un determinado período de tiempo que depende de la dosis inicial y que puede variar desde unos minutos hasta semanas o incluso años.

La acción de la radiación sobre la célula puede ser:

  • Directa: cuando el daño se produce por la ionización de una macromolécula biológica.
  • Indirecta: produce daños a través de reacciones químicas iniciadas por la ionización de aguas y grasas.

Factores que influyen en la radiosensibilidad celular.

La respuesta celular a las radiaciones ionizantes pueden modificarse por distintos factores , que en unos casos potencian la radiosensibilidad (radiosensibilizantes) y en otros casos la disminuyen (radioprotectores).

Estos factores pueden ser de tipo físico, químico o biológico y los más importantes son:

a) Factores físicos

  • Transferencia lineal de energía (LET): Es la energía depositada por unidad de recorrido de la partícula. La radiación con mayor LET tiene mayor capacidad de ionización y por tanto es más dañina para la célula (este es el caso de las partículas).
  • Eficacia biológica relativa EBR: Es la dosis requerida por radiaciones con distinto LET, para producir el mismo efecto biológico.
  • Tasa de dosis: A mayor tasa de dosis se produce mayor cantidad de lesiones en la célula. El variar la velocidad de irradiación puede considerarse como una forma de fraccionamiento.

b) Factores químicos

Los efectos combinados de compuestos químicos y radiaciones ionizantes pueden aparecer de forma independiente, antagónica o sinérgica.

La presencia de agentes químicos pueden modificar la respuesta a la radiación de forma diferente:

  • Radiosensibilizadores: aumentan el efecto nocivo. Ejemplo típico es el oxígeno, el cual aumenta el número de lesiones, bien por incremento de radicales libres o bien por el bloqueo de los procesos de restauración.
  • Radioprotectores: reducen los efectos producidos por la radiación a nivel celular. Dentro de este grupo pueden considerarse los compuestos que en su molécula tienen un grupo sulfidrilo (SH).

c) Factores biológicos

Los aspectos más importantes son:

  • Aspectos relacionados con la capacidad de reparación celular. Dos dosis separadas en el tiempo son menos destructoras que la misma dosis administrada de forma única.
  • Fase del ciclo celular en la que se produce la irradiación . La mínima radiosensiblidad se alcanza durante la síntesis del DNA.

Clasificación de los efectos producidos por la radiación

– Somáticos: No se transmiten hereditariamente.

– Genéticos: Se transmiten hereditariamente.

  • Estocásticos: La gravedad no depende de la dosis.
  • No estocásticos: La gravedad depende de la dosis.

Efectos estocásticos

  • Son de carácter probabilístico.
  • Una vez producidos son siempre graves
  • Carecen de umbral.

Efectos no estocásticos

  • Existe una relación de casualidad entre dosís-efecto. ±lgui11 16
  • Tiene umbral determinado.

La respuesta de los diferentes órganos y tejidos a la radiación es variada tanto en el tiempo de aparición como en la gravedad de los síntomas producidos.

Alteraciones orgánicas generales

Aunque la respuesta varía con el tiempo de postirradiación y con la dosis, se pueden establecer una serie de normas, referidas a sistemas específicos entre los que podemos destacar:

Sistema hematopoyético: Comprende la médula ósea, la sangre circulante, los ganglios linfáticos, el bazo y el timo. Dosis moderadas de radiación ionizante pueden provocar pérdida de leucocitos, disminución o falta de resistencia ante procesos infecciosos y disminución del número de plaquetas que pueden desarrollar una anemia importante y marcada tendencia a las hemorragias.

Aparato digestivo: Está formado por parte de la cavidad bucal, el esófago, el estómago, el intestino delgado y el intestino grueso. La radiación puede llegar a inhibir la proliferación celular y por tanto quedar lesionado el revestimiento, produciéndose una disminución o supresión de secreciones, pérdida de elevadas cantidades de líquidos y electrolitos, especialmente sodio, así como también puede producirse el paso de bacterias del intestino a la sangre.

Piel: Está formada por una capa externa (epidermis), una capa de tejido conjuntivo (dermis) y una capa subcutánea de tejido grueso y conjuntivo.

Después de aplicar dosis de radiación moderada o alta se producen radiaciones tales como inflamación, eritema y descamación seca o húmeda de la piel.

Sistema reproductivo:

Varón: La irradiación de los testículos puede producir un período variable de fertilidad, atribuible a los espermatozoides maduros, ya que son radiorresistentes y a este período le sigue otro de esterilidad temporal o permanente según la dosis.

En el caso del varón, la esterilidad por radiación tiene por consecuencia la pérdida permanente de la capacidad reproductora pero, debido a que la reproducción de hormonas masculinas se encuentra encomendada a células radiorresistentes, la esterilidad no afecta a los caracteres sexuales masculinos secundarios.

Hembra: Después de irradiar los ovarios con dosis moderadas existe un período de fertilidad debido a los folículos maduros que son relativamente radiorresistentes y que pueden liberar un óvulo. A este período fértil le puede seguir otro de esterilidad temporal o permanente. Posteriormente, puede existir un período de fertilidad, como consecuencia de la maduración de los óvulos que se encuentran en los folículos pequeños, que son los más radiorresistentes. La dosis necesaria para producir la esterilización varía en función de la edad, a medida que se aproxima a la edad de menopausia, la dosis esterilizante es más baja.

En el caso de la mujer la radioesterilidad produce la pérdida total de caracteres secundarios.

Ojos: El cristalino puede ser lesionado o destruido por la acción de la radiación. Dosis moderadas del orden de 2 Gy pueden producir cataratas.

Sistema cardiovascular: Está formado por la red de vasos sanguíneos y el corazón.

Los vasos más finos son más radiorresistentes que los vasos grandes. Las alteraciones pueden manifestarse en forma de efectos tardíos.

Los efectos de dosis bajas e intermedias sólo producen en el corazón pequeños daños funcionales. Las dosis altas pueden producir pericarditis (inflamación de la membrana que recubre el corazón) y pancarditis (inflamación de la totalidad del corazón).

Aparato urinario: Las dosis altas producen pocas alteraciones renales evidentes salvo edema. Los cambios tardios, atrofia y fibrosis renal, son secundarios a lesiones vasculares y producen hipertensión y fallos renales.

Sistema nervioso central: Es el más radiorresistente. El límite umbral de radiolesiones en el sistema nervioso central se suele situar entre 20 y 40 Gy.

Hígado: Los efectos tardíos de la irradiación del hígado denominados hepatitis de radiación, son consecuencia de esclerosis vascular y consisten esencialmente en fibrosis (cirrosis) e incluso necrosis.

LEGISLACIÓN ESPAÑOLA EN MATERIA DE PROTECCIÓN RADIOLÓGICA

Leyes básicas:

  • Ley 25/1964 sobre Energía Nuclear B.O.E. de 4 de mayo de 1964.
  • Ley 15/1980 sobre Creación del Consejo de Seguridad Nuclear «B.O.E.» de 25 de abril de 1980.

Decretos:

  • Decretos 2.177/1967 y 2.864/1986 Reglamento sobre cobertura de riesgos nucleares.
  • Decreto 2.869/1972 Reglamento sobre Instalaciones Nucleares y Radiactivas. B.O.E. de 24 de octubre de 1972.
  • Real Decreto 2.519/1972 Reglamento sobre Protección Sanitaria contra Radiacciones Ionizantes .B.O.E. de 8 de octubre de 1982.
  • Real Decreto 1.753/1987 por el que se modifica parcialmente el Reglamento sobre Protección Sanitaria contra Radiaciones Ionizantes. B.O.E. de 15 de enero de 1988.
  • Real Decreto 52/1992: Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes.
  • Real Decreto 413/97: sobre portección operacional de trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes.

Ordenes:

  • Orden de 10 de marzo de 1975 sobre Homologación de Aparatos Radiactivos.

Guías:

– Guías de Seguridad del consejo de Seguridad Nuclear publicadas por la Junta de Energía Nuclear.

R.D. 53/1992 Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes

Este Real Decreto establece las disposiciones aceptables para las personas que trabajen con radiaciones ionizantes. Ninguna persona menor de 18 años será asignada a un puesto de trabajo que implique su calificación como trabajador profesionalmente expuesto.

Se establece la clasificación de los trabajadores en categoría A (con riesgo) y categoría B (con poco riesgo) así como se clasifican las zonas en controladas (dosis 30 % de los límites máximos), vigiladas (dosis 10% de los límites máximos) y de libre acceso (zonas con improbable contaminación).

El acceso a zonas controladas y vigiladas estará limitado y éstas estarán debidamente señalizadas.

En las zonas controladas será obligatorio el uso de dosímetros individuales, mientras que en las zonas vigiladas se efectuarán estimaciones de las dosis que puedan recibirse. En todo caso, si existe riesgo será obligatorio el uso de equipo de protección personal adecuado.

ZONA DEFINICION
ZONA DE LIBRE ACCESO Es aquella en la que, permaneciendo en ella de una manera continuada, resulta improbable recibir dosis anuales superiores a 1/10 de los límites anuales de dosis.
ZONA

VIGILADA

Es aquella en la que, existiendo riesgo de irradiación, es probable que las dosis recibidas no superen los 1/10 de los límites anuales de dosis. Resultando improbable superar los 3/10 de dicho límite.
ZONA

CONTROLADA

Es aquella en la que no es improbable recibir dosis superiores a 3/10 de los límites anuales de dosis.
ZONA DE PERMANENCIA LIMITADA Es aquella en la que existe riesgo de recibir una dosis superior a los límites anuales de dosis.
ZONA DE ACCESO PROHIBIDO Es aquella en la que existe el riesgo de recibir una única exposición de dosis superiores a los límites anuales de dosis.

Tabla 11-4: DEFINICIÓN DE ZONAS DE TRABAJO EN FUNCIÓN DEL TIPO DE RIESGO (R.D.53/1992)

Los exámenes y controles de los dispositivos de protección serán efectuados por expertos cualificados a estos efectos por el Consejo de Seguridad Nuclear.

Límites anuales de dosis

Las dosimetrías individuales serán efectuadas por entidades expresamente autorizadas por el Consejo de Seguridad Nuclear. Se establecen una dosis total anual para

el organismo de 50 mSv (caso de exposición total y homogénea, en personas profesionalmente expuestas).

Si existe solamente una exposición parcial (exposición parcial no homogénea) se establecen los siguientes límites:

150 mSv para el cristalino del ojo

500 mSv para la piel (superficie de 100 cm2)

500 mSv para los antebrazos, pies y tobillos Existen límites de 10 mSv para mujeres embarazadas.

Para miembros del público, no profesionales, la dosis máxima anual admitida es de 15 mSv

El R.D. indica también una extensa tabla de límites derivados de la inhalación de radionucleidos en el aire, así como para la mezcla de radionucleidos.

R.D. 413/97 sobre protección operacional de trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes

Este Real Decreto se refiere a la regulación de la protección radiológica operacional de aquellos trabajadores denominados «externos» que tienen que intervenir en una zona controlada de una instalación nuclear o radiactiva.

Las empresas con estos trabajadores deben inscribirse en el Consejo de Seguridad Nuclear, con una declaración jurada indicando que disponen de todos los medios técnicos y humanos para cumplir la normativa vigente.

La empresa externa deberá facilitar información y formación a sus trabajadores, controlar las dosis recibidas por éstos y mantener la vigilancia médica de acuerdo con el R.D. 53/92 sobre protección radiológica.

La empresa titular de la instalación deberá asegurarse de que la empresa externa cumple todos los requisitos aludidos.

Los trabajadores dispondrán de un documento individual para el seguimiento radiológico donde consten todos los datos antes y después de la intervención.

MEDIDAS PREVENTIVAS

En cualquier instalación radiactiva estas son algunas de las medidas preventivas que deben tenerse en cuenta.

Delimitación de zonas. Señalización

De acuerdo con lo establecido en el citado R.D. 53/1992

Método de trabajo.

En el trabajo con radioisótopos se debe establecer un plan de trabajo que debe conocerse perfectamente antes del inicio de la tarea, así como las personas que lo van a llevar a cabo. Dicho plan ha de contener información sobre la medidas preventivas a utilizar, métodos de descontaminación, sistema de eliminación o gestión de residuos y acciones a tomar frente a una emergencia (plan de emergencia). A continuación se indican unas recomendaciones de tipo general para el manejo de isótopos radiactivos:

  • El material que se utilice deberá ser específico y estar señalizado.
  • La manipulación de los productos radiactivos deber efectuarse en bandejas de material no poroso y cubierto de papel de filtro, de manera que se impida la extensión del riesgo en casos de producirse algún incidente (derrames, roturas,

etc…).

  • Las superficies de trabajo deberán ser lisas, no porosas y sin fisuras.
  • El trabajo se deberá realizar en lugares con un sistema de ventilación adecuado, provisto de filtro, para que en caso de producirse aerosoles, éstos puedan quedar retenidos.
  • Las paredes, suelos y techos deberán ser lisos, sin poros y sin rendijas. Se emplomarán aquellos elementos que necesiten. El local deberá disponer de un sistema adecuado de extinción de incendios.
  • El trabajo deberá efectuarse siempre con guantes desechables.
  • En los laboratorios no se pipeteará nunca con la boca.
  • En la dependencia deberá existir un control de radionucleido desde que llega hasta que los residuos son eliminados, lo que hace necesario disponer de un libro de almacén en el que se recoja toda la información, de tal manera que siempre pueden conocerse las existencias y lugar donde se encuentran. A su cargo deberá haber un responsable.
  • Todo el material desechable se depositará en recipientes específicos perfectamente señalizados.
  • Estará absolutamente prohibido comer, beber o fumar en la zona radiactiva y no se deberá permanecer en la misma con ropa de calle.

Medición de la radiación.

En toda instalación radiactiva deberá efectuarse un control periódico del nivel de radiación ambiental existente mediante la utilización de medidores ambientales de RI.

El personal de la instalación deberá llevar a cabo un control de la dosis individual recibida mediante el empleo de dosímetros personales. El control dosimé- trico deberá ser personalizado.

Gestión de residuos.

Existen empresas autorizadas por el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), como ENRESA que se encargan de dicha gestión.

Vigilancia de la salud.

Todo el personal expuesto a RI está obligado a realizar un reconocimiento médico especifico una vez al año.

El personal que se incorpore de nuevo a una instalación deberá realizar un examen exhaustivo de la salud, según especificaciones del CSN.

Se debe disponer de un informe dosimétrico individualizado de todo el personal expuesto.

Todos estos datos, tanto dosimétricos como médicos deben conservarse hasta pasados treinta años después del cierre de la instalación.