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Las redes de vigilancia radiológica sirven para monitorizar los niveles de radiactividad en el ambiente y detectar posibles incidentes. La tesis doctoral que Natalia Alegría ha presentado en la UPV/EHU ofrece una metodología científica para distinguir entre la radiactividad natural y los incidentes radiológicos provocados por causas externas.
En la actualidad, la mayoría de países cuenta con redes de vigilancia radiológica para monitorizar el medio ambiente y evaluar el impacto de la radiactividad natural. Entre sus objetivos, también está vigilar el cumplimiento de acuerdos como el Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares, así como detectar y cuantificar un posible accidente nuclear o radiológico.
Según la frecuencia con la que toman las muestras, estas redes se clasifican en dos grupos: redes de control, cuyo fin es medir la radiactividad del aire, el agua, el suelo o los alimentos, y redes de alerta, que sirven para advertir de la presencia de valores anómalos en el aire y en el agua. Para ello, las redes de alerta toman muestras con frecuencias inferiores a una hora y funcionan las 24 horas del día. En el territorio español existe una Red de Alerta Radiológica, además de cuatro redes de vigilancia autonómicas, entre ellas la que el Gobierno Vasco instauró en 2001.
Sin embargo, hasta la fecha no existía una metodología científica que permitiese distinguir la radiación natural de los valores anómalos, de modo que algunos sucesos de índole radiológica podían pasar desapercibidos.
A esta necesidad responde la tesis doctoral que Natalia Alegría Gutiérrez ha presentado en la UPV/EHU: Desarrollo de niveles de alarma y análisis de transitorios en estaciones de vigilancia radiológica. Alegría es ingeniera industrial en la especialidad de Técnicas Energéticas y actualmente trabaja como profesora colaboradora en el área de Mecánica de Fluidos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao. Su trabajo doctoral ha sido dirigido por Fernando Legarda Ibáñez, del Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos, y ha sido realizado en colaboración con el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN).
La influencia de las precipitaciones
Para poder detectar un incidente radiológico, Alegría tiene en cuenta la tasa de dosis de radiación gamma, es decir, "la cantidad de energía que recibimos por unidad de masa durante una unidad de tiempo". Su primer objetivo es establecer los valores de radiación normales, que tienen su origen en las fuentes naturales de radiación: la radiación cósmica, procedente del Sol y de los espacios interestelares, y la radiación terrestre, que proviene de los radionucleidos (derivados del uranio o del potasio, entre otros) presentes en la tierra.
Alegría ha ordenado cronológicamente los valores históricos de la tasa de dosis y ha comprobado que su evolución es constante (se representan en una línea horizontal), aunque tienen un componente irregular, ocasionado por la alteración de valores meteorológicos como la lluvia y los rayos. Es decir, que los valores registrados aumentan en época de precipitaciones. Y es que la lluvia hace que la radiactividad presente en el aire descienda hasta la superficie terrestre (o a la azotea donde se sitúa la sonda o detector), y esto hace que la tasa de dosis registrada aumente, sin que la causa sea un incidente radiológico.
Las variables meteorológicas hacen imposible que la evolución de la radiactividad pueda representarse gráficamente a través de histogramas. Por esta razón, la investigadora ha separado el comportamiento de la tasa de dosis en distintos períodos, de acuerdo con el nivel de precipitaciones. Así, ha definido un 'período seco' (0 litros por metro cuadrado), un 'período húmedo' (siempre que se registren precipitaciones superiores a 0 litros por metro cuadrado) y un 'período de transición', que abarca desde el fin de las precipitaciones hasta que los valores de la tasa de dosis de radiación gamma vuelven a coincidir con los del período seco.
Tomando como referencia la magnitud que Currie denominó 'límite crítico', Alegría ha calculado los límites críticos del período seco y del período húmedo. Así, siempre que se superen los límites del año anterior, se generará un nivel de 'alarma base' que alertará a los expertos de un posible incidente radiológico. Para ello, la investigadora ha desarrollado un modelo de cálculo que representa el incremento que la radiactividad experimenta en el período húmedo con respecto al seco.
Aunque la tasa de dosis se incrementa durante el período húmedo, no lo hace de manera directamente proporcional al agua caída, sino que crece de forma exponencial. Según Alegría, "se debe al descenso de los hijos del radón, es decir, a que la lluvia arrastra a la superficie terrestre unos componentes derivados de las cadenas de radón (un gas radiactivo)". En su tesis doctoral, también ha descrito los sistemas de ecuaciones que permiten distinguir las concentraciones de radón debidas a causas naturales de las ocasionadas por un incidente radiológico.
El trabajo de Natalia Alegría ha logrado hacer más sensible la red de vigilancia radiológica del País Vasco, y ha reducido el número de alarmas, sin que se hayan producido incidentes radiológicos que hayan pasado desapercibidos. Actualmente, las alarmas de esta red obedecen siempre a causas externas, y no a un aumento de la radiactividad natural provocado por las precipitaciones.
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