Nuevo prototipo para detectar radón, un gas carcinógeno que se acumula en los edificios
El radón es un gas radiactivo de origen natural que puede acumularse en lugares mal ventilados y es, según la OMS, el principal agente de riesgo de desarrollar cáncer de pulmón por detrás del tabaquismo.
Según la Organización Mundial de la Salud, el radón es el primer factor de riesgo de desarrollar cáncer de pulmón entre las personas no fumadoras, y el segundo en las fumadoras. Hablamos de un gas radiactivo procedente de la descomposición del radio 226 y que supone la mayor fuente de exposición a radiación natural en humanos. Según una cartografía del Consejo de Seguridad Nuclear, la geología de lugares como Galicia o Extremadura, fundamentalmente graníticas, hace que en estas zonas se liberen mayores cantidades de radón.
El radón es un gas habitualmente inocuo para la salud, pero el problema viene cuando se acumula en el interior de los edificios, habitualmente en los sótanos y partes bajas de construcciones antiguas o de lugares mal ventilados. Actualmente, una directiva europea del año 2014 establece los umbrales de concentración de radón por encima de los cuales se considera un riesgo para la salud humana y es conveniente actuar. En nuestro país, en diciembre de 2019 se incorporó en el Código Técnico de la Edificación una nueva exigencia básica de calidad en los edificios relativa a la protección frente al gas radón, con la que además se transponía la normativa europea en la materia.
mapa de Radón
Detectar con rapidez la acumulación del gas
Además de incorporar las medidas de seguridad convenientes en las nuevas construcciones, es necesario realizar mediciones rápidas y fiables en el interior de los edificios que nos permitan detectar los picos de acumulación de radón para actuar en consecuencia y proteger, por tanto, la salud humana. En nuestro país, un equipo de investigadores del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) ha colaborado en el diseño y desarrollo de un prototipo para la detección del gas monitoriza sus niveles de forma automática y a distancia.
“Los dosímetros que hay actualmente en el mercado realizan mediciones pasivas: los tienes que dejar unas horas en la habitación donde quieres medir el radón y después volver y analizar los datos”, nos explica Salvador Hidalgo, investigador principal del IMB-CNM-CSIC en el proyecto. “En otras circunstancias esto puede ser correcto, pero cuando hablamos de condiciones que pueden afectar a la salud es necesario ser más proactivo, tener un control del ambiente casi en tiempo real y además poder realizar las correcciones adecuadas de forma automática si los niveles de radón son elevados”. El nuevo prototipo es un detector portátil, que va enchufado a la corriente y que proporciona la medición real y periódica a través de la red inalámbrica a la que esté conectado. Si la concentración de radón supera un determinado umbral, los elementos de ventilación se activarían automáticamente para volver a niveles asumibles para la salud humana.
“Las concentraciones de radón varían mucho a lo largo del día”, nos explica Manuel Lozano, vicedirector de la Sala Blanca del IMB-CNM-CSIC. “Generalmente hay mucho acumulado al final de la noche, por la mañana desciende bruscamente al ser el momento en el que habitualmente se ventilan los edificios, y después se sigue acumulando a lo largo del día. Además, la presión atmosférica también determina la liberación de radón, que aumenta cuando la presión baja”.
Características del nuevo prototipo
El equipo ha desarrollado un sensor semiconductor para la detección de los elementos radioactivos generados durante la desintegración del radón y un sistema de control capaz de proporcionar medidas de concentración del gas con frecuencias inferiores a la media hora. Esta es la principal novedad. “La mayoría de detectores comerciales lo que hacen es promediar la concentración de radón registrada en las 24/48 horas precedentes”, indica Dolores Cortina, investigadora del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) de la Universidad de Santiago de Compostela. “Para ello, ha sido clave la implementación de un algoritmo adecuado a las altas capacidades del sensor desarrollado, permitiendo combinar rapidez y fiabilidad en la medida”, añade.
La ingeniería que ha habido que desarrollar para maximizar la detección del gas ha sido, para los investigadores, uno de los principales retos del detector, que contiene en su interior un sensor de silicio fabricado en la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación Integrada del IMB-CNM-CSIC. “Los detectores de radón que hay actualmente montan el detector sobre el sensor, que suele ser un chip de silicio, y usan los chips de silicio que ya existen en el mercado. Nosotros lo hemos hecho al revés: hemos fabricado un chip a medida, con la geometría óptima para aumentar la sensibilidad en la detección del radón”, explica Lozano.
“El mayor reto ha sido la integración del silicio en el corazón del detector de radón; de su calidad, estabilidad y repetitividad dependen las características finales del sistema”, indica Hidalgo. “Se han fabricado estructuras modulares formadas por diez detectores de silicio, de las que para este prototipo se han utilizado tres, posicionadas en forma novedosa. Esta solución nos permite disponer de un sistema muy flexible, con una rápida y fácil adaptación en función de la aplicación”, agrega.
Ahora, y una vez listo el prototipo, será necesario su desarrollo a nivel industrial. “Estamos en la etapa de búsqueda de empresas comercializadoras con capacidad técnica para fabricarlo y distribuirlo a gran escala”, explica Lozano. “Es una fase muy compleja, pero importante: actualmente todos los dispositivos de detección de radón basados en chips que hay en el mercado vienen de fuera de la Unión Europea. La actual escasez global de microprocesadores ha puesto de manifiesto lo peligrosa que es la dependencia externa del suministro de chips”, concluye.
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