Radiaciones Ionozantes – Uso Petrolero

MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL MANEJO DE RADIACIONES IONIZANTES EN LA ACTIVIDAD PETROLERA

1. NORMAS DE PROCEDIMIENTO EN EL MANEJO DE RADIACIONES IONIZANTES EN LA ACTIVIDAD PETROLIFERA.

La misma fue elaborada con la  finalidad establecer la metodología de trabajo para asegurar que todo el personal propio y contratado conozca los riesgos de radiaciones ionizantes en su trabajo y las medidas de protección que deben tomar para prevenir sus efectos.

a) Definiciones:

1) Radiaciones Ionizantes:
Son aquellas radiaciones que reaccionan con las moléculas de dos maneras: por ionización, donde la radiación expulsa un electrón fuera de la molécula y por excitación cuando el electrón de una órbita se eleva a un nivel superior de energía. Las radiaciones ionizantes se dividen en dos grupos: Partículas Radiactivas (rayos alfa, beta, neutrones, protones y los positrones) y Radiaciones Electromagnéticas (rayos gamma y rayos x)

2) Radioactividad:
Propiedad de ciertas sustancias de producir radiaciones y ondas calóricas susceptibles de causar lesiones o deterioro en los tejidos orgánicos, la salud o el ambiente.

3) Rayos X:
Radiaciones electromagnéticas de corta longitud de onda (comprendidas entre el ultravioleta y los rayos γ) que atraviesan con mayor o menor facilidad los cuerpos materiales.

4) Rayos Gamma (γ):
Radiaciones electromagnéticas, se origina de la transformación de un núcleo atómico, a menudo se acompaña de emisión de partículas alfa y beta, diferenciándose de los rayos X que se originan fuera del núcleo atómico.

5) Sustancia Peligrosa:
Aquella sustancia que presente o conlleve, entre otras, las siguientes características intrínsecas: corrosividad, explosividad, inflamabilidad, patogenicidad o bioinfecciosidad, radioactividad, reactividad y toxicidad, de acuerdo a pruebas estándar.

b)  Consideraciones previas:

Ninguna.

c) Responsabilidades:

1) Técnico de seguridad y/o Oficial de Seguridad de Radiación:
Elabora esta normativa.

2) Jefe de Medio Ambiente, Seguridad y Calidad de la Unidad (MASC):

1. Revisa esta normativa.
2. Concienciar y capacitar al personal sobre los riesgos y prevenciones a tomar en el manejo de petróleo, combustibles líquidos y GLP.

3) Director de la unidad:
Aprobar esta normativa.

4) Supervisores del área:
Hacer cumplir esta normativa.

5) Empresas contratistas:
Cumplir con esta normativa.

d) Fases del proceso:

En las operaciones de radiografiado de soldaduras e inspección no destructiva se procede de la siguiente forma:

1. Las prácticas radiográficas deben ser ejecutadas únicamente por personal habilitado debidamente autorizado por los organismos oficiales específicos. Habilitación ésta que el inspector de la empresa  deberá verificar.
2. Las áreas afectadas, los equipos y vehículos utilizados en la operación deben estar convenientemente señalizados, impidiendo el paso de toda persona ajena a la operación.
3. Cada operador o ayudante debe disponer de un monitor personal para conocer el tiempo de exposición a la radiación al que está expuesto.
4. El operador es responsable por la protección y monitoreo del personal que trabaja con rayos X o radioisótopos o cerca de ellos. Tanto la protección como el monitoreo deben cumplimentar con las regulaciones de salud vigentes.
5. El o los operadores están obligados a notificar en forma inmediata al supervisor de la zona donde se opere sobre cualquier anomalía que pueda ocurrir. Se debe tener especial cuidado en el transporte y manipuleo de las fuentes radioactivas, las que invariablemente deben contar con la cámara específica de transporte, y el operador debe disponer de los elementos de protección adecuados.

En las operaciones de perfilaje de pozos con sondas que usen una fuente radioactiva se procede de la forma siguiente:

1. El personal de la compañía de servicios son los encargados de las operaciones de logging que utilicen fuentes radioactivas, siendo responsables en todo momento, de proteger la salud de todo el personal asociado con las fuentes y al público en general que pueda estar presente. El personal nombrado (compañía) debe supervisar personalmente todo el manejo de las operaciones de las fuentes, transporte, almacenaje, y embarque de acuerdo a lo siguiente:
2. El personal de la compañía que haya sido entrenado en el manejo de fuentes selladas son los únicos que llevan a cabo las operaciones involucradas con las fuentes. El personal que no sea de la compañía no será requerido a participar de estas operaciones.
3. El área en el pozo donde se manipulen estas fuentes, estarán perfectamente señalizadas y limitadas con los carteles de precaución correspondientes y cintas luminosas.
4. Sólo se usarán herramientas aprobadas de la compañía.
5. Todas las fuentes deben ser transportadas en contenedores aprobados y cerrados con llave.
6. Las fuentes radioactivas son sacadas de su contenedor de embarque ó transporte usando maquinarias a control remoto. La(s) fuente(s) son ajustadas a la herramienta de logging y ubicadas dentro del pozo.
7. Cuando se termina la operación de logging, el personal debe retornar la(s) herramienta(s) a la superficie, el operador de logging saca la herramienta del pozo y utilizando maquinaria a control remoto, la fuente es sacada de la herramienta y ubicada nuevamente dentro del contenedor de almacenaje. Los factores tiempo-distancia-blindaje deben ser usados efectivamente cuando se trabaje con fuentes radioactivas para mantener la exposición al mínimo.
8. El Oficial de Seguridad de Radiación debe ser consultado antes de manejar o usar cualquier fuente radioactiva con la que usted no esté familiarizado.

e) Condiciones de Emergencia:

1. Las emergencias varían enormemente según los peligros respectivos. Estos a veces son en forma de derrames, incendios, explosiones o accidentes de vehículos, los cuales consecuentemente resultan en el derrame de material radioactivo. Cada emergencia puede requerir procedimientos especiales.
2. El Oficial de Seguridad de Radiación debe ser contactado. Estos procedimientos son generales y cualquier emergencia específica podría involucrar procedimientos adicionales.

f. Accidente de Vehículo:

En el caso de un accidente mientras se transporten materiales radioactivos, se deben realizar esfuerzos para minimizar la exposición de cualquier persona. Esto incluiría acordonar el área y notificar al oficial investigador. El Gerente de Seguridad y/o el Oficial de Seguridad de Radiación de la compañía deben ser notificados inmediatamente, asegurándose de que el área no quede desatendida. Esto permitirá al Oficial de Seguridad de Radiación, notificar a la agencia gubernamental indicada.

g. Procedimiento ante la Pérdida de la Fuente en el Pozo:

Cuando una fuente se pierde en el pozo, se notificará inmediatamente al Company Man del pozo y al Oficial de Seguridad de Radiación para que se pueda contactar con la agencia gubernamental correspondiente.

Tan pronto como sea posible, se presentará al Company Man un bosquejo de la fuente y el modelo del housing, indicando los isótopos, vidas medias, forma (líquido, sólido), etc. que están presentes en su pozo. Esto le permitirá conocer, antes de comenzar la operación de pesca, exactamente con lo que está tratando, la construcción mecánica de la cápsula y la herramienta involucrada. Todas las maniobras de recuperación de las sonda tendrán la premisa básica de preservar tanto la fuente radiactiva como su coberturas protectoras. Prevenir al Company Man de los peligros, si las cápsulas se llegan a abrir o a dañar. Se informará al Oficial de Seguridad de Radiación del progreso de la operación de pesca.

Durante la operación de pesca, deben realizarse chequeos del lodo que retorna por si hay contaminación, indicando daños de la cápsula. Si se logra recuperar la fuente, el Oficial de Seguridad de Radiación debe contactar a la agencia del gobierno apropiada. Ver anexos 3 “Flujograma ante perdida o extravio de material radioactivos” y 4 “Análisis de riesgo al trabajar con fuentes radioactivas”.

h. Seguridad física de la fuente:

Las fuentes radiactivas y los instrumentos que contengan estas fuentes estarán siempre regidas bajo criterios de seguridad física; para tales efectos aplica lo  siguiente:

1. Los instrumentos portátiles de medición con fuentes selladas se guardarán bajo llave, y su acceso será controlado por el responsable de la unidad que los posea.  Cuando los mismos estén en uso, estarán siempre bajo la custodia de y vigilancia del operador.
2. Los instrumentos de medición fijos que cuenten con fuentes selladas estarán bajo la custodia del responsable de la instalación o del equipo donde estuviesen ubicados.
3. La movilización de los equipos con fuentes radioactivas fuera de sus instalaciones, se hará tomando en consideración la sensibilidad del equipo y para ello se obtendrán pólizas de seguro contra pérdidas requeridas y documentación de cambio de custodia.
4. La pérdida o extravío de una fuente radiactiva deberá reportarse al responsable de seguridad y al Director de la Unidad, quienes determinar los procedimientos a seguir.

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i. Evaluación médica:

Los empleados que se exponen en exceso, de acuerdo a los  criterios del Técnico de seguridad y/o Oficial de Seguridad de Radiación se les proporcionarán observaciones médicas anuales durante todo el tiempo que permanezcan empleados  para detectar cualquier posible trastorno que se deba a la radiación. Como así, un examen final al dejar de trabajar (contrato).

j. Desecho de equipos que contengan fuentes radiactivas:

Los equipos declarados como “fuera de servicio” que contengan fuentes radiactivas serán devueltos al fabricante para su disposición final conforme se estipula en el Contrato de Adquisición de dichas fuentes, los cual serán informado Jefe de Medio Ambiente, Seguridad y Calidad de la Unidad  y Director de la Unidad (MASC).

k. Adiestramiento:

A los empleados que están expuestos a las radiaciones debe instruírseles sobre la peligrosidad del material, sobre del uso de equipo de protección personal, y la necesidad de una evaluación médica. Dicho adiestramiento estará al cargo de higienistas industriales y otro personal de salud competente.

Los supervisores pueden solicitar este adiestramiento comunicándose con el Supervisor de Medio Ambiente, Seguridad y Calidad de la Unidad (MASC).  Los contratistas proveerán adiestramiento para sus trabajadores

l. Mantenimiento de los archivos y acceso a los datos:

Los responsables de equipos con fuentes radiactivas mantendrán actualizado un seguimiento en cuanto uso de los mismos. Este seguimiento comprenderá los registros de vigilancias de los niveles de radiación, incluyendo los niveles de exposición durante emergencias y de los equipos que contengan fuentes radioactivas. 

Por su parte, la Unidad de Medio Ambiente, Seguridad y Calidad mantendrá los registros médicos de personal ocupacionalmente expuesto a radiación. Asimismo, toda documentación se guardará, de acuerdo con lo prescrito en la normativa de seguridad de la empresa.

Finalmente, las unidades que posean fuentes radiactivas deben mantener los registros de adiestramiento que se suministren a sus empleados. Como así, los registros de monitoreo de niveles de radiación los mantiene Unidad de Medio Ambiente, Seguridad y Calidad.

2. ESTUDIOS DE TRANSFERENCIA ENTRE POZOS PETROLIFEROS EMPLEANDO TRAZADORES

a) Trazadores:

Un trazador es una sustancia que, incorporada a un proceso natural o artificial, permite estudiar la evolución y dinámica del mismo a través del seguimiento de su propio comportamiento.

Ejemplos de trazadores son sólidos en suspensión, colorantes, sales y radioisótopos. La principal ventaja de éstos es la posibilidad de localizarlos por medio de las radiaciones que emiten. Un trazador, cualquiera sea su naturaleza, debe cumplir con el requisito fundamental de seguir fielmente al medio marcado.

b) Conceptos de seguridad radiológica:

Cuando un haz de radiaciones atraviesa un medio se producen interacciones que dependen tanto del tipo de radiación como del material irradiado, pero cualquiera sea el caso, el medio absorbe energía. Ahora bien, si el material involucrado en este proceso es de tipo biológico pueden producirse alteraciones a nivel celular capaces de generar efectos nocivos para el ser vivo.

Para estudiar estos efectos, como así también las medidas de protección radiológica necesarias, se han definido una serie de parámetros, algunos de los cuales se describen a continuación.

• Dosis absorbida es la energía de radiación entregada a un cuerpo por unidad de masa. Su unidad es el Gray (1 Gy = 1 J / g). Depende de la energía de la fuente emisora.
• Dosis equivalente es la magnitud que resulta de ponderar la dosis absorbida aplicando un factor de calidad dependiente del tipo de radiación involucrada (partículas alfa o beta, neutrones o radiación gamma). Su unidad tiene una dimensión idéntica a la correspondiente a dosis absorbida, pero se denomina Sievert (Sv).
• Dosis efectiva es la suma de las dosis equivalentes ponderadas por un factor que evalúa el detrimento producido en cada órgano humano irradiado. A partir de ella pueden evaluarse los efectos biológicos de las radiaciones. Estos tienen una componente estocástica, lo que significa que a mayor dosis absorbida por un ser humano mayor será la probabilidad de que aparezcan efectos a largo término.

Finalmente, la dosis efectiva comprometida considera la incorporación de una sustancia radiactiva al organismo e integra los efectos sobre el órgano afectado en función del tiempo, a lo largo de un período de cincuenta años para trabajadores y de setenta para el público.

La International Commission on Radiological Protection (ICRP) a nivel internacional y la Autoridad Regulatoria Nuclear (ARN) a escala nacional han establecido límites de dosis equivalente y otros parámetros derivados tanto para trabajadores como para el público. En el primer caso se estipularon límites anuales tales que la probabilidad de que una persona que trabaja con radiaciones ionizantes se vea afectada por las mismas sea igual a la probabilidad de sufrir accidentes para un trabajador que se desempeñe en una industria convencional que se encuentre entre las más seguras. Para el caso del público los límites son muy inferiores y equivalen al riesgo de accidente asumido por una persona por el hecho de habitar en una gran ciudad moderna Evidentemente, todos los datos probabilísticos fueron obtenidos a partir de análisis estadísticos realizados a nivel mundial.

Los límites así establecidos son empleados para el diseño de experiencias y la planificación de actividades que impliquen la utilización de materiales radiactivos de manera de que las mismas se desarrollen en un marco de máxima seguridad.

Cuando se manipulan radioisótopos existen dos tipos de riesgos: irradiación y contaminación. La primera significa que un individuo se vio sometido a un haz de radiaciones y la segunda que tomó contacto físico con una sustancia radiactiva ya sea por tacto, inhalación o aspiración.

Para reducir al mínimo los riesgos de irradiación es menester tener en cuenta tres factores : en primer lugar debe operarse a la mayor distancia posible de la fuente radiactiva (por ejemplo trabajando con telepinzas); como segundo punto, las operaciones deben realizarse a la máxima velocidad compatible con las tareas a realizar, minimizándose así el tiempo de exposición a las radiaciones: por último pueden emplearse blindajes acordes al tipo y energía de la radiación emitida por la fuente.

Con respecto al uso de blindajes cabe aclarar que un haz de partículas alfa es detenido en forma completa por una hoja de papel, en tanto que un haz de partículas beta es blindado por una lámina de aluminio cuyo espesor es función de la energía máxima de las partículas. Para absorber la radiación gamma se requiere, por lo general, un blindaje de plomo o bien, en casos de fuentes de alta intensidad, de paredes de concreto.

En lo referente a los problemas de contaminación deben tomarse todas las precauciones posibles para evitar el contacto físico con el material, tal como el empleo de guantes. Se han definido límites anuales para cada radioisótopo tanto para inhalación como para ingestión

c) Estudios en yacimientos:

Una manera muy conveniente para determinar la existencia vinculaciones entre pozos petrolíferos que operen en recuperación asistida y, en caso afirmativo, de evaluar los tiempos de tránsito entre inyector y productores es el empleo de trazadores siendo especialmente ventajoso el empleo de radioisótopos para esa finalidad.

La operación consiste en la incorporación al pozo, en forma conjunta con el agua de inyección, de una solución acuosa en la que se encuentra el trazador en una forma química apropiada. Una planificada y ordenada extracción de muestras en los pozos productores permite obtener gráficos representativos de las curvas de respuesta y, a partir de ellos, conocer los tiempos involucrados en el proceso.

El trazador más ampliamente utilizado a nivel mundial para el propósito mencionado es el tritio, en razón de las enormes ventajas que presenta tanto en lo referente a su comportamiento como desde el punto de vista radiológico. En este aspecto, el único riesgo que implica el uso del tritio, aún en elevadas actividades, es la contaminación en cualquiera de sus formas. Este problema puede producirse en sólo en dos instantes: durante la inyección y durante el muestreo.

Por otro lado, resulta obvio que el riesgo será mucho mayor durante la etapa de inyección dado que el trazador no ha sufrido todavía ningún tipo de dilución. Esta operación es efectuada, en todos los casos, por personal especializado con utilización de medidas de seguridad apropiadas tales como empleo de guantes plásticos, barbijos, telepinzas y material de laboratorio descartable y un estricto control de los residuos radiactivos.

En cambio, la extracción de muestras es, generalmente, realizada por personal del yacimiento o otra empresa contratada al efecto, tratándose, en cualquier caso, de personal no especializado. Como se verá a continuación la enorme dilución sufrida por el trazador en el agua de inyección hace que los riesgos involucrados en la operación de muestreo sean totalmente despreciables.

La actividad típica con la que se trabaja en una amplia variedad de yacimientos es del orden de los 740 GBq (20 Ci). La operación de inyección se lleva a cabo por personal de la empresa contratada con ayuda de un dispositivo de inyección especial, por lo general suministrado por el cliente.

Suponiendo una separación de 250 m entre los pozos en estudio, un espesor de capa de 4 m y una porosidad media del terreno de 0,25 se obtiene un volumen a marcar de 196.350 m3. Considerando una dilución uniforme de la actividad inyectada en el mencionado volumen, resulta una concentración de actividad promedio en el agua recuperada de alrededor de 3,8 MBq / m3. Un análisis teórico más estricto permite determinar el valor estimado de concentración de actividad para cada punto de la curva de respuesta. El resultado de este cálculo conduce a un valor en el pico de la curva aún menor que el hallado anteriormente.

Las muestras a ser tomadas por personal del yacimiento para ser enviadas a efectos de su medición tienen un volumen máximo de un litro (por lo general menos), lo que implica un contenido máximo de tritio de 3,8 KBq. Tomando 72 muestras anuales de cuatro pozos productores (típico plan de muestreo sugerido por cualquier empresa contratada), la actividad manipulada a lo largo de un año sería de 1,1 MBq, valor que resulta ser tres órdenes de magnitud inferior al límite anual de ingestión. Es decir que, desde el punto de vista radiológico, un operador podría beber todas las muestras extraídas sin que ello le ocasionara daño alguno. Ver anexos 3 “Flujograma ante perdida o extravío de material radioactivos” y 4 “Análisis de riesgo al trabajar con fuentes radioactivas”.

d) Requisitos legales:

Antes de efectuar una experiencia que implique el empleo de trazadores radiactivos, tanto por personal de instituciones oficiales como de empresas autorizadas a su uso, debe gestionarse la correspondiente autorización ante la Autoridad Regulatoria Nuclear.

Para ello debe elaborarse un detallado informe en el que se justifique el empleo de radiotrazadores en lugar de otras técnicas. Además debe presentarse un cálculo de las dosis estimadas a ser recibidas tanto por los operadores como por el público y detallar las medidas de protección radiológica que se tomarán durante el desarrollo de las tareas. Con esta información, personal de la citada Autoridad efectúa un balance de riesgos y beneficios involucrados por el empleo de radioisótopos y, eventualmente, emite la correspondiente autorización. Una vez finalizadas las tareas debe presentarse un informe evaluativo desde el punto de vista de la seguridad radiológica.

Un requisito adicional que imponen las normas vigentes es el cumplimiento del “Reglamento para el transporte seguro de materiales radiactivos” (Organismo Internacional de Energía Atómica, edición 1985, enmienda 1990) y el “Reglamento para el transporte seguro de materiales peligrosos de la República Argentina”. Existen límites máximos para las actividades transportadas según el medio de transporte a utilizar, severas condiciones impuestas a los envases y contenedores y la obligación de emplear etiquetas y rótulos indicativos normalizados.

e) Situación de NOLDOR S.R.L.

La primera experiencia a nivel latinoamericano en el área de estudios de transferencia entre pozos petrolíferos tuvo lugar en 1977 en el yacimiento El Medanito en forma conjunta entre YPF y la Comisión Nacional de Energía Atómica. Ella fue dirigida, planificada y ejecutada por los profesionales que hoy integran NOLDOR S.R.L. quienes, además tomaron parte en la casi totalidad de estudios de este tipo llevados a cabo en la Argentina.

Es por ello que los profesionales de NOLDOR son quienes más experiencia tienen en el país -tanto en el ámbito privado como en el oficial – en la dirección, planificación y puesta en práctica estudios de campo de diverso tipo empleando tritio como trazador artificial.

A partir del momento de su fundación en 1995 NOLDOR llevó a cabo 34 inyecciones de tritio sin que se registraran situaciones de riesgo radiológico, incidentes o accidentes.

NOLDOR cuenta con permisos institucionales y personales para trabajar con tritio y otros radioisótopos, extendidos por la Autoridad Regulatoria Nuclear. Asimismo, desarrolló procedimientos de trabajo y diseñó contenedores y envases especiales para transporte seguro de tritio que cuentan también con la aprobación de la ARN.

f) Acciones ante eventuales incidentes radiológicos:

Como ya se expuso, la operación de inyección es la más crítica desde el punto de vista radiológico en razón de los riesgos de contaminación relacionados con la manipulación del agua tritiada y por ello es siempre realizada por personal especializado que cuenta con la debida autorización para operar con este tipo de materiales.

La secuencia normal de operaciones se inicia con el transporte, por lo general por vía terrestre, del agua tritiada en bultos, envases y sobreenvases especialmente diseñados por NOLDOR S.R.L. y habilitados por la Autoridad Regulatoria Nuclear , para lo cual han debido ser sometidos a una serie de pruebas de estanqueidad e impacto, entre otras.

Estos bultos consisten en recipientes de plástico de alta densidad y cerrado hermético los cuales, rodeados de aserrín, son alojados en otros envases de plástico los que, a su vez, son contenidos en recipientes metálicos. Estos contenedores son trasladados hasta la localidad más cercana al yacimiento en cajones de madera, rotulados exteriormente de acuerdo a normas internacionales, por una empresa de transporte convencional.

Luego de ser retirados del depósito de la empresa los bultos son llevados al lugar de trabajo mediante un automóvil. En caso de choque debe apreciarse visualmente el estado de la carga a efectos de comprobar la existencia de fugas, derrames o deterioro evidente de los bultos. Esta verificación debe practicarse, en caso de ser posible, viento arriba respecto del lugar de derrame o potencial dispersión.

La operación de inyección se efectúa mediante un dispositivo especial instalado en el pozo seleccionado utilizando, además, un sencillo sistema neumático de accionamiento manual de muy seguro funcionamiento.

Las partes contaminadas, tales las mangueras y los recipientes, son colocados en bolsas de plástico para almacenamiento de residuos radiactivos, las que son remitidas nuevamente a Buenos Aires para su gestión empleando los mismos medios de transporte ya mencionados. Todas estas tareas se realizan utilizando guantes descartables.

El dispositivo inyector puede considerarse limpio y libre de contaminación residual luego de haber circulado a través del mismo agua de inyección durante unos treinta minutos.

Si se produce un derrame de agua tritiada, debe aislarse la zona donde se produjo el vertido o área de riesgo y no tocar a mano limpia bultos, materiales u otros objetos mojados. No debe intentarse la limpieza de ningún objeto sin la presencia de personal especializado. La vestimenta eventualmente afectada debe ser quitada y aislada.

En caso de haberse mojado la piel u otros órganos, debe procederse al lavado, durante varios minutos, con agua y jabón empleando, de ser posible, un cepillo. Si se hubiera contaminación del terreno, podría removerse la tierra afectada y ser almacenada en bolsas para residuos radiactivos para su posterior gestión.

Finalmente, en caso de robo o hurto de material radiactivo debe informarse en forma inmediata a la Autoridad Regulatoria Nuclear.

BIBLIOGRAFIA

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10. Empresa ACP (2003).  “Manual de Protección Radiológica”. Buenos Aires. Paginas 5

Por: Lic Santiago Eugenio González

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