Aplicación de la metodología de matrices de riesgo en el análisis de seguridad de la práctica de radiotrazadores en la industria

Introducción

El uso de sustancias que permitan marcar o identificar una fase específica o una parte de un sistema, o sea, que funjan como trazadores, constituye una herramienta eficaz en el estudio de múltiples fenómenos. Existen diferentes clases de trazadores y, dentro de ellos los radiactivos, son de los más sensibles y empleados para el estudio y diagnóstico en línea del funcionamiento de disímiles sistemas, de ahí que su empleo en diversos procesos industriales esté ampliamente extendido. El principio básico del uso de un trazador es ''marcar'' una sustancia, objeto o fase de un sistema o proceso y ''seguirlo'' a través del mismo, mediante la determinación cuantitativa y registro de los resultados; para evaluar aspectos específicos de su comportamiento de ahí que el trazador a emplear debe comportarse de la misma manera que el material marcado a la vez que debe poder distinguirse de dicho material de forma tal que sea fácilmente detectable entre otros componentes del medio a estudiar. [1[1]. International Atomic Energy Agency (IAEA). Radiotracer Applications in Industry - A Guidebook. TRS No.423. Vienna: IAEA, 2004.-3[3]. International Atomic Energy Agency (IAEA). Industrial applications of sealed radioactive sources. IAEA-TECDOC-1925. Vienna: IAEA, 2020.]

Por parte, la sensibilidad de detección para los radiotrazadores es sumamente alta, lo que facilita su uso a gran escala, el comportamiento del material radiactivo es independiente de las condiciones agresivas de los procesos y es posible realizar la investigación en línea sin necesidad de tomar muestras, por lo que el empleo de trazadores radiactivos para el diagnóstico o determinación de parámetros de diferentes procesos industriales tiene un amplio uso. [1[1]. International Atomic Energy Agency (IAEA). Radiotracer Applications in Industry - A Guidebook. TRS No.423. Vienna: IAEA, 2004.-4[4]. Colectivo de autores. Protección radiológica en la aplicación de las técnicas nucleares. CPHR y CNSN. La Habana, 2002.]

Esta fue la razón por la que, como parte de los servicios científico - tecnológicos que brinda el Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones (CPHR), se decidió implementar un servicio de aplicación de trazadores radiactivos para la evaluación de Sistemas de Tratamiento de Residuales Líquidos (STRL) industriales y la medición de flujo en conductos cerrados por el método de tiempo de tránsito.

Por otra parte, en nuestro país, para el empleo de cualquier fuente de radiaciones ionizantes se requiere de una autorización de la Dirección de Seguridad Nuclear (DSN), Autoridad Reguladora en materia de protección radiológica y seguridad nuclear por lo que se hizo necesario obtener una Licencia de Operación para la práctica de trazadores radiactivos que amparara la prestación de dicho servicio [5[5]. Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA). Reglamento sobre notificación y autorización de prácticas y actividades asociadas al empleo de fuentes de radiaciones ionizantes. Resolución No. 334/2011.]. Una vez evaluada la documentación presentada por parte de la DSN, le fue otorgada a la entidad la Licencia de Operación para la práctica y bajo su amparo se han realizado varios estudios de sistemas de tratamiento de residuales líquidos con trazadores radiactivos, de gran importancia para las instalaciones objeto de estudio.

El objetivo del trabajo es evaluar el estado de seguridad de la práctica de empleo de trazadores radiactivos en la industria mediante la estimación de las dosis en condiciones de operación normal y de los riesgos con la metodología de Matrices de Riesgo.

Materiales y métodos

El análisis de seguridad de la práctica de trazadores radiactivos en la industria se realizó según lo establecido en el Reglamento sobre Notificación y Autorización de prácticas y actividades asociadas al empleo de Fuentes de Radiaciones Ionizantes, vigente en el país desde el año 2011, e incluyó la estimación de las dosis esperadas en condiciones normales de operación y en situaciones de emergencias radiológicas. La identificación de los sucesos iniciadores de posibles situaciones accidentales se realizó mediante un Análisis “Qué - Si” y el criterio de expertos (oficial de protección radiológica de la entidad y especialistas vinculados a la práctica, con experiencia en estos procesos para diferentes instalaciones del país) mientras que la evaluación de riesgos de estas secuencias accidentales se realizó utilizando la Metodología de Matrices de Riesgo. [5[5]. Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA). Reglamento sobre notificación y autorización de prácticas y actividades asociadas al empleo de fuentes de radiaciones ionizantes. Resolución No. 334/2011.]

Resultados

El análisis de seguridad se realizó en primer lugar, para evaluar el nivel de seguridad de las operaciones y en segundo, como parte de la documentación de apoyo a la solicitud de la Licencia de Operación de la práctica de trazadores radiactivos en la industria.

Para este análisis se tuvo en cuenta que, debido a que se emplean fuentes radiactivas no selladas, los riesgos radiológicos son tanto de exposición externa como de contaminación ya sea externa o interna [6], e incluyó la estimación de las dosis en condiciones de operación normal y las dosis potenciales para sucesos previsibles para los trabajadores ocupacionalmente expuestos y para el público. Se postularon una serie de posibles eventos relacionados con fallas de equipos, derrame de materiales radiactivos y errores humanos. Se identificaron las barreras de seguridad para prevenir o mitigar situaciones accidentales y se evaluaron sus consecuencias radiológicas [5[5]. Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente (CITMA). Reglamento sobre notificación y autorización de prácticas y actividades asociadas al empleo de fuentes de radiaciones ionizantes. Resolución No. 334/2011., 7[7]. Foro Iberoamericano de Organismos Reguladores. Aplicación del método de la matriz de riesgo en radiografía industrial. Volumen 1. Texto Principal. Junio, 2016.].

Las dosis para los trabajadores ocupacionalmente expuestos durante las operaciones normales se estimaron de acuerdo con los procedimientos de trabajo, teniendo en cuenta una carga de trabajo de cinco operaciones al año y utilizando escenarios muy conservadores. Como resultado, se obtuvo que las dosis efectivas totales serán de aproximadamente 5 mSv/año lo que permite cumplir con el límite anual establecido en la regulación nacional vigente para esta categoría de personal expuesto.

Para la estimación de la dosis del público se consideraron a los trabajadores de la instalación que recibe el servicio y a la población de las zonas por las que circule el vehículo con los materiales radiactivos al ser transportados hasta y desde la instalación. Se consideró que las dosis que recibirán los miembros del público dependerán del tiempo en que los mismos se mantengan en zonas cercanas ya sea al local de almacenamiento temporal de la fuente o límite que marca la zona supervisada. En estos casos se tuvo en cuenta que las tasas de dosis en los alrededores de los bultos (distancia de 1 m) son del orden de las unidades de µSv/h y que la tasa de dosis máxima en el perímetro de la zona supervisada no debe superar los 2.5 µSv/h. Como resultado se obtuvo que las dosis anuales serán del orden de las decenas de µSv, lo que igualmente cumple con los límites anuales impuestos en la regulación para los miembros del público [8[8]. Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones (CPHR). Expediente de seguridad de la práctica de trazadores radiactivos. Versión 3. Junio, 2021.].

Una vez establecido que en condiciones normales de operación la práctica cumple con los requisitos reguladores en relación con los límites de dosis, se procedió estimar las dosis potenciales para las situaciones accidentales previsibles. La identificación de los sucesos iniciadores se realizó mediante un Análisis Qué - Sí y el criterio de expertos mientras que la evaluación de los riesgos de estos sucesos se realizó utilizando la Metodología de Matrices de Riesgo, la cual tiene como objetivo final clasificar el riesgo por niveles y que se considera suficiente para la toma de decisiones en relación con la seguridad de las operaciones a realizar.

Los sucesos iniciadores se identificaron para cada etapa de las operaciones, incluidas las de transportación y almacenamiento temporal de los materiales radiactivos. Un resumen de los mismos se presenta en la tabla 1.

Para cada uno de los sucesos iniciadores (SI) se identificaron las personas afectadas (operador o público), la frecuencia de ocurrencia del evento (f), las barreras de seguridad para cada uno y la probabilidad de falla (P) del conjunto de barreras y se evaluaron las consecuencias radiológicas (C) [7[7]. Foro Iberoamericano de Organismos Reguladores. Aplicación del método de la matriz de riesgo en radiografía industrial. Volumen 1. Texto Principal. Junio, 2016.]. Este análisis permitió evaluar el riesgo de cada evento postulado. Los resultados de este análisis se resumen en la tabla 2.

Un análisis estadístico de los resultados obtenidos con la aplicación de la matriz de riesgo (primer filtrado) se presenta en la tabla 3. Como puede apreciarse, de los 15 sucesos iniciadores identificados, se obtienen seis secuencias accidentales con Riesgo Medio, de las cuales cuatro tendrían consecuencias moderadas. Cinco de los sucesos iniciadores identificados pueden afectar tanto a trabajadores ocupacionalmente expuestos como a miembros del público, cuatro de los cuales tienen riesgo bajo, mientras que uno es de riesgo medio [8[8]. Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones (CPHR). Expediente de seguridad de la práctica de trazadores radiactivos. Versión 3. Junio, 2021.].

Discusión

Atendiendo a que los riesgos evaluados fueron de niveles medio y bajo, sin que en ningún caso las consecuencias radiológicas sean altas ni muy altas, no se consideró necesario realizar un análisis más detallado (en el cual se tendría en cuenta el tipo de barrera, así como el resto de las defensas - reductores de frecuencia y de consecuencias).

Los resultados de la evaluación de seguridad se incluyeron dentro del programa de capacitación del personal que realiza la práctica y se utilizaron como referencia para desarrollar un plan de respuesta a emergencias, donde se incluyeron todos los eventos iniciadores de secuencias accidentales previamente identificadas.

Una vez evaluada la documentación presentada por la Autoridad Reguladora Nacional, le fue otorgada a nuestra entidad la Licencia de Operación para la práctica de trazadores radiactivos, bajo el amparo de la cual se han realizado un grupo de estudios que han permitido evaluar el funcionamiento de sistemas de gestión de residuales líquidos de diferente tipo, así como validar la metodología desarrollada para la medición de flujo.

Hasta el momento, todas las operaciones se han realizado cumpliendo los procedimientos operacionales y de seguridad, sin que ocurran sucesos radiológicos y con valores de dosis efectivas para los trabajadores ocupacionalmente expuestos por debajo de los niveles de registro (0.1 mSv/operación) lo que permite constatar las condiciones de seguridad de la práctica. Este resultado corrobora además los amplios márgenes de seguridad del análisis inicial, lo que permitirá la realización de una mayor cantidad de operaciones al año.

Conclusiones

Se desarrolló el análisis de seguridad de la práctica de trazadores radiactivos en la industria durante el cual se postularon 15 sucesos iniciadores de posibles secuencias accidentales, cuyos riesgos fueron evaluados empleando la metodología de Matrices de Riesgo.

El resultado del análisis de seguridad demostró que ninguna de las secuencias accidentales identificadas presentaba riesgos ni altos ni muy altos, que seis tienen riesgo medio, aunque ninguno de ellos con consecuencias radiológicas altas ni muy altas por lo que se concluyó que es posible realizar la práctica en condiciones de seguridad.

Como resultado de la evaluación de la documentación presentada, le fue otorgada al CPHR la Licencia de Operación para la práctica con trazadores radiactivos bajo el amparo de la cual se han realizado varios estudios de sistemas de gestión de residuales líquidos sin que ocurran sucesos radiológicos y con resultados de la vigilancia radiológica que demuestran el adecuado estado de seguridad de la práctica.