Material radiactivo de origen natural

Los materiales radiactivos de origen natural ( NORM ) y los materiales radiactivos de origen natural mejorados tecnológicamente ( TENORM ) consisten en materiales, generalmente desechos industriales o subproductos enriquecidos con elementos radiactivos que se encuentran en el medio ambiente, como uranio , torio y potasio-40 (un emisor beta de larga vida que forma parte del potasio natural en la Tierra) y cualquiera de los productos de las cadenas de desintegración de los dos primeros, como el radio y el radón . ^{[ 1 ]} Las descargas y derrames de aguas residuales de la producción son un buen ejemplo de la entrada de NORM en el medio ambiente circundante. ^{[ 2 ]}

Los elementos radiactivos naturales están presentes en concentraciones muy bajas en la corteza terrestre y son llevados a la superficie por actividades humanas como la exploración de petróleo y gas , la perforación para energía geotérmica o la minería , y por procesos naturales como la fuga de gas radón a la atmósfera o por disolución en aguas subterráneas. Otro ejemplo de TENORM son las cenizas de carbón producidas por la combustión de carbón en centrales eléctricas . Si la radiactividad es mucho mayor que el nivel de fondo, el manejo de TENORM puede causar problemas en muchas industrias y en el transporte. Si un mineral contiene material radiactivo de origen natural, los relaves pueden tener una concentración de sustancia radiactiva mayor que la del mineral. En términos de masa, quizás el mayor ejemplo de este material sea el fosfoyeso, donde el sulfato de radio queda con el yeso que resulta del tratamiento de la apatita con ácido sulfúrico para extraer ácido fosfórico . Otro ejemplo se encuentra en la minería de tierras raras, donde minerales como la monacita pueden contener torio y sus productos de desintegración, que posteriormente se encuentran enriquecidos en los relaves.

El TENORM y/o NORM en la producción de petróleo y gas se genera cuando los fluidos extraídos de los yacimientos transportan sulfatos hasta la superficie de la corteza terrestre. Algunos estados, como Dakota del Norte , utilizan el término "NORM difuso". Los sulfatos de bario, calcio y estroncio son compuestos de mayor tamaño, y los átomos más pequeños, como el radio-226 y el radio-228 , pueden alojarse en los espacios vacíos del compuesto y ser transportados a través de los fluidos producidos. A medida que los fluidos se acercan a la superficie, los cambios de temperatura y presión provocan que los sulfatos de bario, calcio, estroncio y radio precipiten y formen incrustaciones en el interior o, en ocasiones, en el exterior de las tuberías o el revestimiento. El uso de tuberías contaminadas con NORM en el proceso de producción no representa un riesgo para la salud si las incrustaciones se encuentran dentro de las tuberías y estas permanecen sumergidas. También pueden producirse concentraciones elevadas de radio 226 y 228 y sus productos de desintegración, como el plomo-210, en los lodos que se acumulan en fosas, tanques y lagunas de los yacimientos petrolíferos. El radón, presente en las corrientes de gas natural, se concentra como NORM (material radiactivo de origen natural) en las actividades de procesamiento de gas. El radón se desintegra en plomo-210, luego en bismuto-210 y polonio-210 , y se estabiliza con plomo-206 . Los elementos de desintegración del radón se presentan como una película brillante en la superficie interna de las tuberías de entrada, las unidades de tratamiento, las bombas y las válvulas asociadas con los sistemas de procesamiento de propileno, etano y propano.

Las características del NORM varían según la naturaleza del residuo. El NORM puede formarse en forma cristalina, que es frágil y delgada, y puede provocar descamación en los tubos. El NORM formado en una matriz de carbonato puede tener una densidad de 3,5  gramos/centímetro cúbico y debe tenerse en cuenta al embalarlo para su transporte. Las incrustaciones de NORM pueden ser blancas o marrones, sólidas, o bien lodos espesos o sustancias sólidas, secas y escamosas. El NORM también puede encontrarse en las aguas residuales de la producción de petróleo y gas. ^{[ 3 ]}

El corte y el escariado de tuberías en yacimientos petrolíferos, la eliminación de sólidos de tanques y fosas, y la renovación de equipos de procesamiento de gas pueden exponer a los empleados a partículas que contienen niveles elevados de radionúclidos emisores de partículas alfa, lo que podría suponer riesgos para la salud si se inhalan o ingieren.

NORM se encuentra en muchas industrias, incluyendo ^{[ 4 ].}

• La industria del carbón (minería y combustión)
• Extracción y fundición de metales
• Arenas minerales (minerales de tierras raras, titanio y circonio).
• Industria de fertilizantes (fosfatos)
• Industria de la construcción

Los materiales radiactivos de origen natural (NORM, por sus siglas en inglés) también están presentes en materiales de construcción, como cemento, hormigón, ladrillos y otros productos de construcción. El proyecto de investigación integral HORRADIONEX cuantificó la composición química y la concentración de actividad de radionúclidos en estos materiales, lo que representa un estudio exhaustivo de los NORM en la industria de la construcción. El conjunto de datos, recopilado a partir de muestras recogidas entre 2020 y 2025 en siete países (España, Italia, China, Marruecos, República Checa, Francia y Portugal), detalla los elementos mayoritarios y traza mediante fluorescencia de rayos X (XRF) y las concentraciones de actividad de radionúclidos (incluidos 238U , 232Th ^y 40K ⁾ mediante ^{espectrometría} gamma de alta resolución. ^{[ 5 ]}

Los riesgos asociados a los materiales radiactivos de origen natural (NORM) incluyen la inhalación, la ingestión y la exposición externa en zonas con una acumulación significativa de incrustaciones. En procesos en seco, donde las incrustaciones y el polvo de NORM se dispersan en el aire, pueden ser necesarios respiradores y existe una alta probabilidad de que entren en el organismo.

Los elementos peligrosos presentes en el NORM son el radio-226 ( ^²²⁶Ra ) , el radio-228 ( ^²²⁸Ra ) y el radón-222 ( ^²²²Rn ) , así como sus productos de desintegración. Estos elementos se denominan " buscadores óseos ", ya que, una vez dentro del organismo, migran al tejido óseo y se concentran en él. Esta exposición puede causar cáncer de hueso y otras anomalías óseas. La concentración de radio y otros productos de desintegración aumenta con el tiempo, tras varios años de exposición excesiva. Por lo tanto, desde el punto de vista de la responsabilidad, un empleado que no haya contado con protección respiratoria durante varios años podría desarrollar cáncer de hueso u otros tipos de cáncer debido a la exposición al NORM y reclamar una indemnización, como gastos médicos y salarios perdidos, a la compañía petrolera que generó el TENORM y al empleador. ^{[ 6 ]}

Los radionúclidos emiten partículas alfa y beta, así como rayos gamma. La radiación emitida por un átomo de radio 226 se compone en un 96 % de partículas alfa y en un 4 % de rayos gamma. La partícula alfa no es la más peligrosa asociada a los NORM (materiales radiactivos de origen natural), como riesgo externo. Las partículas alfa son idénticas a los núcleos de helio-4. Las partículas alfa viajan distancias cortas en el aire, de tan solo 2 a 3 cm, y no pueden penetrar la capa de piel muerta del cuerpo humano. Sin embargo, algunos emisores de partículas alfa de radio se acumulan en los huesos debido a la alta afinidad del radio por los iones cloruro. Si los átomos de radio no se expulsan del cuerpo, se concentran en áreas donde abundan los iones cloruro, como el tejido óseo. La vida media del radio 226 es de aproximadamente 1620 años, y permanece en el cuerpo durante toda la vida humana, un tiempo considerable para causar daño.

Las partículas beta son electrones o positrones y pueden viajar más lejos que las partículas alfa en el aire. Su potencial ionizante y su poder de penetración se sitúan en un punto intermedio, siendo detenidas por unos pocos milímetros de plástico. Esta radiación representa una pequeña parte de la radiación total emitida durante la desintegración del radio 226. El radio 228 también emite partículas beta y supone un riesgo para la salud humana por inhalación e ingestión.

Los rayos gamma emitidos por el radio 226, que representan el 4 % de la radiación, son perjudiciales para los seres humanos con una exposición suficiente. Los rayos gamma son altamente penetrantes y algunos pueden atravesar metales, por lo que se utilizan contadores Geiger o una sonda de centelleo para medir la exposición a los rayos gamma durante el monitoreo de NORM (materiales radiactivos de origen natural).

Las partículas alfa y beta son dañinas una vez dentro del cuerpo. Se debe evitar la inhalación de contaminantes NORM provenientes del polvo mediante el uso de respiradores con filtros de partículas. En el caso de trabajadores NORM debidamente capacitados, puede ser necesario el monitoreo y análisis del aire. Estas mediciones, ALI y DAC, son valores calculados en función de la dosis a la que puede estar expuesto un empleado promedio que trabaja 2000 horas al año. El límite legal actual de exposición en los Estados Unidos es de 1 ALI, o 5 rems. Un rem, o equivalente de roentgen por hombre , es una medida de la absorción de radiación en partes del cuerpo durante un período prolongado. Un DAC es la concentración de partículas alfa y beta a la que está expuesto un empleado promedio durante 2000 horas de trabajo ligero. Si un empleado está expuesto a más del 10 % de un ALI, 500 mREM, entonces la dosis del empleado debe documentarse de acuerdo con las regulaciones federales y estatales.

• Radiación de fondo , radiación ionizante constantemente presente en el entorno natural de la Tierra.
• Radiactividad ambiental

• Departamento de Salud de Dakota del Norte
• Conexión Tecnológica NORM , Comisión Interestatal del Pacto de Petróleo y Gas
• Guía de referencia rápida sobre radiación , Oficina Nacional de Detección Nuclear
• Materiales radiactivos de origen natural. Archivado el 20 de enero de 2016 en Wayback Machine por la Asociación Nuclear Mundial.
• Guía del Reino Unido sobre la regulación de sustancias radiactivas para el Reglamento de Permisos Ambientales (Inglaterra y Gales) de 2010: Defra