Gestão de Riscos NORM/TENORM no Offshore

Se você é um Técnico, Gestor ou Supervisor e trabalha embarcado, com certeza já deve ter ouvido falar de NORM e TENORM. Mas você sabe como cuidar da gestão de riscos NORM/TENORM?

O NORM/TENORM se enquadra como Radiação Ionizante!

 

Entenda a Radiação

Radiação é a propagação de energia, na forma de ondas eletromagnéticas ou de partículas. A onda eletromagnética é uma forma de energia, constituída por campos elétricos e campos magnéticos variáveis e oscilando em planos perpendiculares entre si, capazes de propagar-se no espaço. No vácuo, sua velocidade de propagação é de 300.000 km/s.

As radiações são produzidas por processos de ajustes que ocorrem no núcleo ou nas camadas eletrônicas, ou pela interação de outras radiações ou partículas com o núcleo, ou também com o átomo por inteiro.

Tipos de Radiação

Como o próprio nome já remete, a radiação eletromagnética é formada pela vibração simultânea de campos magnético e elétrico. Tais vibrações são perpendiculares entre si, originadas durante o fenômeno da transição atômica, pela movimentação da carga e momento magnético da partícula, quando modifica seu estado de energia, tipificado pelo momento angular, spin e paridade.
Já a radiação nuclear leva em consideração as partículas ou ondas eletromagnéticas emitidas pelo núcleo durante o processo de reestruturação interna, com o intuito de alcançar a estabilidade (alfa, beta, gama e nêutrons).

Por causa da intensidade das forças atuantes dentro do núcleo atômico, as radiações nucleares são altamente energéticas quando comparadas com as radiações eletromagnéticas.
É bom salientar que as radiações não são produtos da desintegração nuclear, como se os núcleos instáveis estivessem se quebrando ou desmanchando. Pelo contrário.
A radiação nuclear indica o resultado das transformações do núcleo instável, na busca de estados de maior estabilidade e perfeição, ou seja, trata-se do produto da otimização de sua estrutura e dinâmica.

Radiação Alfa, Beta e Gama

Existem três modalidades de radiações denominadas alfa, beta e gama que podem ser separadas por um campo magnético ou por um campo elétrico.
A Radiação Alfa (α), também chamada de partículas alfa ou raios alfa, nada mais são do que partículas carregadas por dois prótons e dois nêutrons, sendo, portanto, núcleos de hélio. Têm carga positiva +2 e número de massa 4.

Já a Radiação Beta (β), raios beta ou partículas beta, que podem ter elétrons, partículas negativas com carga -1 e número de massa 0; ou carga positiva (+), correspondente a um pósitron (anti elétron ou anti matéria).

Também temos a Radiação Gama (γ) ou raios gama. O comprimento de onda deste tipo de radiação varia de 0,5 Å a 0,005 Å (unidade de medida: ångström).
Os raios gama são ondas eletromagnéticas, e possuem carga e massa nulas, emitem continuamente calor e têm a capacidade de ionizar o ar e torná-lo condutor de corrente elétrica.
Um núcleo radioativo emite radiação alfa ou beta, e a radiação gama está sempre presente. A partícula beta pode atingir uma velocidade de até 95% da velocidade da luz.
Já a partícula alfa é mais lenta e atinge uma velocidade de 20.000 km/s. Enquanto isso os raios gama atingem a velocidade das ondas eletromagnéticas(300.000 km/s).

Poder de Penetração da Radiação

As partículas alfa são bastante energéticas, mas são facilmente barradas por uma folha de papel.
As partículas beta são mais penetrantes e menos energéticas que as partículas alfa, conseguem atravessar lâminas de chumbo de até 2 mm ou de alumínio de até 5 mm no ar, mas podem ser barradas até por uma placa de madeira com no mínimo 2,5 cm de espessura.

As partículas gama percorrem milhares de metros no ar, são mais perigosas, quando emitidas por muito tempo podem causar má formação nas células. Os raios gama conseguem atravessar chapas de aço de até 15 cm de espessura, mas são barradas por grossas placas de chumbo ou paredes de concreto.

Chegamos a conclusão de que as partículas alfa e beta possuem massa e carga elétrica relativamente maiores que as do raio gama, entretanto, são facilmente barradas.
No entanto, as partículas gama não são tão energéticas, mas são extremamente penetrantes, podendo atravessar o corpo humano. Os raios gama são bloqueados apenas por uma paredes grossas de concreto ou por alguns tipos de metais resistentes à radiação. Somente com essas formas de barreira é possível evitar os efeitos biológicos da radiação sobre as pessoas.

O que é a Radioatividade?

Radioatividade é o fenômeno pelo qual o núcleo de um átomo instável emite partículas e ondas para atingir a estabilidade. Para os átomos instáveis é uma busca constante se tornarem mais estáveis. Alfa, beta e gama são os principais tipos de radiação que o átomo emite na busca pela estabilidade.

A primeira noção de radioatividade surgiu a partir do esquecimento de uma pequena rocha de urânio sobre um filme fotográfico virgem. Após algum tempo depositada ali, percebeu-se que o filme foi velado (marcado) pela radiação que saía da rocha.

O fenômeno foi denominado radioatividade e os elementos que apresentavam essa propriedade foram chamados de elementos radioativos.

Radiação Ionizante

Os átomos podem ser naturalmente estáveis ou não. Como acabamos de ver, aqueles que têm o núcleo instável, os que se transformam espontaneamente, liberam energia na forma de radiação.
Os átomos instáveis são denominados de radionuclídeos. A energia liberada pelos radionuclídeos podem interagir com outros átomos e ionizá-los.
A ionização é o processo pelo qual os átomos se tornam positivamente ou negativamente carregados pelo ganho ou pela perda de elétrons.
A radiação ionizante transfere energia suficiente para expulsar os elétrons de sua órbita, resultando na criação de íons.

A emissão de dois prótons e de dois nêutrons refere-se ao decaimento alfa, e a emissão de elétrons ao decaimento beta. Os já citados raios alfa e beta.
Frequentemente, um nuclídeo instável é tão energizado que a emissão de partículas não é suficiente para estabilizá-lo. Este, então, libera uma explosão de energia na forma de ondas eletromagnéticas como fótons. É o caso dos raios gama.

Para você entender melhor, podemos exemplificar com os populares raios X.
Os raios X também são radiação eletromagnética, assim como os raios gama, mas com energia de fótons de menor intensidade. A maior vantagem dos raios X está na possibilidade de serem gerados artificialmente quando for preciso, o que faz serem bastante usados em aplicações industriais e médicas.

Mas por quanto tempo esse processo pode se manter?

Para responder essa e mais perguntas precisamos entender os conceitos de decaimento radioativo e meia-vida.

Constante de Decaimento Radioativo e Meias-vidas

 

Os átomos instáveis, de mesma espécie e contidos em uma mesma amostra, não realizam transformações para se estabilizarem ao mesmo tempo. Eles as fazem de modo aleatório.
Não se pode prever o momento em que um determinado núcleo irá se transformar por decaimento.

Entretanto, para uma boa parte dos átomos, o número de transformações por segundo é proporcional ao número de átomos que estão prestes a se transformar. Isto significa que a probabilidade de decaimento por átomo por segundo deve ser constante, independente de quanto tempo ele tem de existência.

Esta probabilidade de decaimento por átomo por segundo é denominada de Constante de Decaimento (λ) e é característica de cada radionuclídeo.
Lembrando que embora todos os radionuclídeos sejam instáveis, alguns são mais instáveis que outros.

 

Por exemplo, as partículas do núcleo do átomo de Urânio-238 (com 92 prótons e 146 nêutrons) são apenas capazes de se agrupar. Eventualmente, um grupo de dois prótons e dois nêutrons escapará, deixando o átomo na forma de uma partícula alfa, transformando o Urânio-238 em Tório-234 (com 90 prótons e 144 nêutrons). Porém, o Tório-234 também é instável e se transforma através de um processo diferente.
Nesse processo, elétrons de alta energia são emitidos na forma de partículas beta, convertendo um nêutron em um próton e se transforma em um elemento chamado Protactínio-234, com 91 prótons e 143 nêutrons. Este, por sua vez, é extremamente instável e rapidamente se transforma em Urânio-234. Consequentemente, o átomo vai liberando partículas até finalmente se transformar no Chumbo-206, com 82 prótons e 124 nêutrons, que é estável.

Efeitos biológicos da Radiação

Desde a descoberta da radiação mais de um século de pesquisa tem fornecido grande conhecimento acerca dos mecanismos biológicos pelos quais esta pode afetar a saúde.
Sabe-se que a radiação pode produzir efeitos em nível celular, causando sua morte ou modificação, devido aos danos causados nas fitas do ácido desoxirribonucleico (DNA) em um cromossomo.
Quando o número de células afetadas ou até mesmo mortas for grande o suficiente, a radiação poderá resultar na disfunção e morte do órgão.

Outra influência da radiação ionizante sobre o DNA são os danos que não causam a morte celular. Esses tipos de dano são normalmente reparados por inteiro, mas caso isso não ocorra, a modificação resultante – conhecida como mutação celular – causará reflexo nas divisões celulares subsequentes. O resultado das mutações pode ser o câncer. Se as células modificadas forem aquelas que transmitem a informação hereditária aos descendentes, desordens genéticas podem surgir.

Com base na observação de sua ocorrência, efeitos na saúde advindos da exposição à radiação são definidos aqui tanto como efeitos imediatos à saúde, quanto tardios. Geralmente, efeitos imediatos à saúde são evidentes através do diagnóstico de síndromes clinicamente verificadas nos indivíduos, e os efeitos tardios são verificados através de estudos epidemiológicos feitos pela observação do aumento da incidência da doença em uma população.

Mas como isso ocorre?

A radiação pode provocar basicamente dois tipos de danos ao corpo, um deles é a destruição das células com o calor, e o outro consiste numa ionização e fragmentação(divisão) das células.
O calor emitido pela radiação é tão forte que pode queimar bem mais do que a exposição prolongada ao sol. Portanto, um contato com partículas radioativas pode deixar a pele do indivíduo totalmente danificada, uma vez que as células não resistem ao calor emitido pela reação.

A ionização e fragmentação celular implicam em problemas de mutação genética durante a gestação de fetos, que nascem prematuramente ou, quando dentro do período de nove meses, nascem com graves problemas de má formação.

Quimicamente falando, seria assim: as partículas radioativas têm alta energia cinética, ou seja, se movimentam rapidamente. Quando tais partículas atingem as células dentro do corpo, elas provocam a ionização celular. Células transformadas em íons podem remover elétrons, portanto, a ionização enfraquece as ligações. E o resultado? Células modificadas e, consequentemente, mutações genéticas.
Os efeitos radioinduzidos também podem receber denominações em função do valor da dose e forma de resposta. Assim, em função da dose e forma de resposta, são classificados em estocásticos e determinísticos. Os efeitos estocásticos são aqueles em que a probabilidade de ocorrência é proporcional à dose de radiação recebida, sem a existência de limiar. Isto significa que doses pequenas, abaixo dos limites estabelecidos por normas e recomendações de proteção radiológica, podem induzir tais efeitos.
Entre estes efeitos, destaca-se o câncer. A probabilidade de ocorrência de um câncer provocado pela radiação depende do número de clones de células modificadas no tecido ou órgão, uma vez que depende da sobrevivência de pelo menos um deles para garantir a progressão. O período de aparecimento(detecção) do câncer após a exposição pode chegar até 40 anos. No caso da leucemia, a frequência passa por um máximo entre 5 e 7 anos, com período de latência de 2 anos.

Os efeitos determinísticos são causados por irradiação total ou localizada de um tecido, gerando um grau de morte celular não compensado pela reposição ou reparo, com prejuízos detectados no funcionamento do tecido ou órgão.

Existe um limiar de dose, abaixo do qual a perda de células é insuficiente para prejudicar o tecido ou órgão de um modo detectável. Isto significa que os efeitos determinísticos são produzidos por doses elevadas, acima do limiar, onde a severidade ou gravidade do dano aumenta com a dose aplicada.
A probabilidade de efeito determinístico, assim definido, é considerada nula para valores de dose abaixo do limiar, e 100%, acima.
Além da severidade, os efeitos determinísticos variam com a frequência em que um dado efeito, definido como condição patológica reconhecível, aumentando em função da dose, em uma população de indivíduos com diferentes susceptibilidades.

Qual é a dose de radiação necessária para afetar o organismo?

Geralmente, doses agudas maiores que 50 Gy danificam o sistema nervoso central de tal forma que a morte ocorre em poucos dias. Mesmo para doses inferiores a 8 Gy, as pessoas apresentam sintomas de doença causada por radiação, também conhecida como síndrome aguda da radiação, que podem incluir náusea, vômitos, diarréia, cólicas intestinais, salivação, desidratação, fadiga, apatia, letargia, sudorese, febre,dor de cabeça e pressão baixa.
O termo “aguda” refere-se a problemas médicos que ocorrem imediatamente após a exposição, em vez daqueles que se desenvolvem após um período prolongado.
Ainda assim, as vítimas podem sobreviver no início, chegando a óbito por um problema gastrointestinal, uma ou duas semanas depois. Doses menores podem não causar danos gastrointestinais, mas ainda causam a morte após alguns meses, principalmente devido a danos na medula óssea. Mesmo doses menores irão retardar o início de doenças e produzirão menos sintomas severos. Cerca de metade daqueles que recebem doses de 2 Gy sofrem com vômitos cerca de três horas após a exposição, mas isso é raro com doses abaixo de 1 Gy.

Qual a diferença entre Contaminação e Irradiação?

A contaminação é a presença de um material indesejável em determinado local. A irradiação é a exposição de um objeto ou de um corpo à radiação. É possível haver irradiação sem existir contaminação.
A exposição do homem ou parte de seus tecidos à radiação, pode ter resultados bastante diferenciados, se ela ocorreu de uma única vez, de maneira fracionada ou se periodicamente.
As exposições únicas podem ocorrer em exames radiológicos, como por exemplo, uma tomografia. Nos tratamentos radioterápicos ocorrem exposições fracionadas. Já as exposições periódicas acontecem em determinadas rotinas de trabalho com material radioativo em instalações nucleares.
Para uma mesma quantidade, os efeitos biológicos da radiação resultantes podem ser muito diferentes. Assim, se ao invés de fracionada, a dose aplicada num paciente em tratamento de câncer, fosse dada numa única vez, a probabilidade de morte seria muito grande.
A exposição contínua ou periódica que o homem sofre da radiação cósmica, produz efeitos de difícil identificação. O mesmo não aconteceria, se a dose acumulada em 50 anos fosse concentrada numa única vez.
Conferimos o que é radiação e seus efeitos na saúde das pessoas. Mas como ocorre o processo de contaminação no Offshore?

Como funciona a contaminação por NORM/TENORM no Offshore?

Tomando como exemplo um FPSO, o processo de contaminação funciona da seguinte forma:
1 – 2: Durante a fase de perfuração, o campo de exploração contém material NORM. Conforme ocorre o processo de extração do petróleo, o NORM que está diluído em óleo e gás “sobe” junto ao material produzido. Todo o NORM vai se acumulando na planta de produção, em forma de borras e incrustações, se tornando TENORM.
3 – 4: Após algum tempo, ocorre a redução da pressão no reservatório. Então surge a necessidade de injetar água para manter a produção. Esta água possui características diferentes da água de formação, o que acarreta na dissolução acelerada dos sais contendo materiais radioativos presentes na rocha e no óleo.
Desta forma, ainda mais material TENORM se acumula na planta de produção. Após anos em operação, o acúmulo de TENORM pode ser gigantesco!

Quais os riscos deste acúmulo de material NORM/TENORM em um FPSO?

Com o passar do tempo, o material NORM se acumula nas linhas, válvulas, filtros, vasos e tanques da planta de produção.
Este material tem potencial para criar campos de radiação cujos valores de dose ultrapassam os limites seguros estabelecidos pela CNEN para IOEs (20mSv/ano ou, 10,0 µSv/h) e, principalmente, para o público em geral (1mSv/ano ou, 0,5µSv/h)!
Isso pode trazer sérios danos à saúde, além de ser ilegal!

Na imagem 1, o problema é quando há necessidade de intervenção, com abertura de linhas e entrada nos vasos e tanques! Enquanto a planta não é aberta, o problema está contido!
Na imagem 2, o risco é a aproximação dos trabalhadores! Quando este tipo de radiação é detectado, seu problema já está muito avançado!

O que deve ser feito nos procedimentos de rotina?

Como proceder em intervenções?

Se você não seguir esses passos corretamente, pode sofrer graves consequências, como indiciamento dos responsáveis legais, multas, danos à sua imagem e a da sua empresa, processos trabalhistas, desvalorização e interdição nas operações.

Você precisará responder à CNEN, ao Ministério do Trabalho e Emprego, ao IBAMA e a Receita federal.
As leis estão aí para serem seguidas à risca. Assim, você evita que acidentes de trabalho possam ocorrer, o que acarretaria em prejuízos humanos, materiais e ao meio ambiente.
É importante saber que a radiação – e em especial a radiação ionizante – causa diversos efeitos biológicos às pessoas expostas a ela, dependendo da dose de exposição.
Se você quer evitar todos os efeitos da radiação ionizante no ambiente de trabalho precisa de um Serviço de Radioproteção bem preparado.

Se você é ou a sua equipe possui um IOE (Indivíduo Ocupacionalmente Exposto), estabelecer um Plano de Radioproteção detalhado e eficiente é mandatório!
Quando você trabalha em uma indústria que utiliza fontes radioativas em seus processos, é necessário que todos os profissionais expostos à radiação tenham a proteção adequada, de acordo com as normas da CNEN.

Também é possível contratar empresas especializadas para cuidar da sua proteção radiológica se, por algum motivo, for gerada muita dor de cabeça ao implementar um Serviço de Radioproteção por conta própria.

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FONTES

• Mais de 10 anos de experiência em Segurança do Trabalho junto às maiores indústrias do Brasil.
• Mais de 3 mil horas executando serviços de Radioproteção.
• Mais de 200 clientes atendidos em todo país.

 

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