Você está aqui: Página Inicial curitiba Estrutura do Câmpus Diretorias Diretoria de Pesquisa e Pós-Graduação Mestrado e Doutorado CPGEI Edital de Defesas 2015 CPGEI (Mestrado): Danielle Cristine Narloch-14/09/15

CPGEI (Mestrado): Danielle Cristine Narloch-14/09/15

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 14/09/2015
das 09h00 até 12h00
Onde Sede Central: Sala B-205
Nome do Contato Prof. Sergei Anatolyevich Paschuk
Participantes Prof. Sergei Anatolyevich Paschuk, Dr. - Orientador UTFPR
Profa. Janine Nicolosi Corrêa, Dra. - Co-orientadora UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Sergei Anatolyevich Paschuk, Dr. - Presidente UTFPR
Profa. Juliana Machado Casali Peruch, Dra. - IFSC
Profa. Jaqueline Kappke, Dra. - UTFPR
Prof. Wellington Mazer, Dr. - UTFPR
Examinador Suplente:
Prof. Valeriy Denyak, Dr. - Faculdades Pequeno Príncipe
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Medidas de concentração de radônio proveniente de argamassas de cimento, gesso e fosfogesso

Resumo: O cimento Portland é bastante empregado na construção civil e apresenta em sua composição o gesso natural. Para minimizar custos é possível substituir parte do gesso desta composição pelo fosfogesso. O fosfogesso é um resíduo gerado a partir da produção dos fertilizantes e é constituído, essencialmente, por cálcio dihidratado e algumas impurezas, como fluoretos, metais em geral e radionuclídeos. Atualmente, toneladas de fosfogesso são armazenadas à céu aberto próximo das indústrias de fertilizantes, causando a contaminação do meio ambiente. O elemento 226Ra, presente nesses materiais, ao passar pela série de decaimento radioativo, transforma-se em gás 222Rn. Esse gás, ao ser inalado pode decair dentro dos pulmões e neste caso, os seus produtos depositam-se nas paredes pulmonares ocasionando exposição à radiação, sendo um potencial causador de câncer pulmonar. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi medir os níveis de concentração de 222Rn em corpos-de-prova (5cmx10cm) de argamassa de cimento Portland, de gesso e de fosfogesso provenientes do Estado do Paraná, bem como, estimar a concentração de radônio em um ambiente de convívio humano hipotético construído com paredes destes materiais. Para as medidas de 222Rn foi utilizado o monitor AlphaGUARD (SAPHYMO). Os radionuclídeos presentes nos materiais foram identificados por meio de espectrometria gama. As caracterizações elementares foram feitas com tubos de alvos de Au e Ag (AMPTEK), e com alvo de Mo (ARTAX) por EDXRF. Os resultados das concentrações indoor obtidos para os revestimentos foi de 3280 ± 980 Bq/m3, 240 ± 300 Bq/m3 e 210 ± 230 Bq/m3 para a argamassa de cimento Portland, gesso e fosfogesso, respectivamente. Considerando o limite de 600 Bq/m3 estabelecido pelo ICRP, observa-se que, para o revestimento de cimento Portland haveria necessidade de intervenção. Para os revestimentos de gesso e fosfogesso, embora com valores menores, as medidas podem indicar problemas, se considerados os limites de probabilidade dados pelos erros nas medidas. A partir das concentrações dos radionuclídeos, foi possível avaliar o valor do rádio equivalente (Raeq), medido em Bq/kg, para a argamassa de cimento Portland, de gesso e de fosfogesso que resultou em 78,11 ± 0,94; 58,19 ± 0,90 e 68,21 ± 0,88, respectivamente. Os valores do Raeq das amostras encontram-se inferiores ao limite máximo de 370 Bq/kg. Em relação a análise qualitativa e quantitativa das amostras por EDXRF, os resultados permitiram identificar e quantificar os elementos que compõe as amostras.
Palavras-chave: Radônio. Cimento Portland. Gesso natural. Fosfogesso.

Measurements of Radon concentration from cement, gypsum and phosphogypsum mortars

Abstract: Portland cement being very common construction material has in its composition the natural gypsum. To decrease the costs of manufacturing, the cement industry is substituting the gypsum in its composition by small quantities of phosphogypsum, which is the residue generated by the production of fertilizers and consists essentially of calcium dihydrate and some impurities, such as fluoride, metals in general, and radionuclides. Currently, tons of phosphogypsum are stored in the open air near the fertilizer industries, causing contamination of the environment. The 226Ra present in these materials, when undergoes radioactive decay, produces the 222Rn gas. This radioactive gas, when inhaled together with its decay products deposited in the lungs, produces the exposure to radiation and can be a potential cause of lung cancer. Thus, the objective of this study was to measure the concentration levels of 222Rn from cylindrical samples of 157 cm3 of Portland cement, gypsum and phosphogypsum mortar from the state of Paraná and stored in hermetically sealed containers of approximately 3 liters, as well as estimate the radon concentration in an environment of hypothetical dwelling with walls covered by such materials. Experimental setup of 222Rn activity measurements was based on AlphaGUARD detector (Saphymo GmbH). Other radionuclides present in studied samples of the mortars were characterized and quantified by gamma spectrometry. Another elementary characterization technique applied in present studies was EDXRF using the equipment of AMPTEK with two X-ray tubes with Au and Ag target and Artax equipment with Mo target. Obtained average values of radon activity from studied materials in the air of containers were of 830 ± 250 Bq/m3, 60 ± 77 Bq/m3 and 53 ± 57 Bq/m3 for Portland cement, gypsum and phosphogypsum mortar, respectively. These results extrapolated into the volume of hypothetical dwelling of 36 m3 with the walls covered by such materials were of 3280 ± 980 Bq/m3, 240 ± 300 Bq/m3 and 210 ± 230 Bq/m3 for Portland cement, gypsum and phosphogypsum mortar, respectively. Considering the limit of 600 Bq/m3 established by the ICRP, it could be concluded that the use of Portland cement plaster in dwellings is not secure and requires some specific mitigation procedure. Using the results of gamma spectrometry there were calculated the values of radium equivalent activity concentrations (Raeq) for Portland cement, gypsum and phosphogypsum mortar, which were obtained equal to 78.11 ± 0.94 Bq/kg; 58.19 ± 0.90 Bq/kg and 68.21 ± 0.88 Bq/kg, respectively. All values of radium equivalent activity concentrations for studied samples are below the maximum level of 370 Bq/kg. The qualitative and quantitative analysis of EDXRS spectra obtained with studied mortar samples allowed to evaluate the elements that constitute the material such as Ca, S, Fe, etc.
Keywords: Radon. Portland cement. Natural gypsum. Phosphogypsum.

Lista de publicações:

01: NARLOCH, D. C. ; PASCHUK, S. A. ; CASALI, J. M. ; CORRÊA, J. N. ; DEL CLARO, F. ; MACIOSKI, G. . Medidas da Concentração de Radônio-222 em Cimento, Fosfogesso e Gesso. X Congreso Regional Latinoamericano IRPA de Protección y Securidad Radiológica. Buenos Aires, Argentina. 2015.

02: NARLOCH, D. C. ; PASCHUK, S. A. ; CASALI, J. M. ; CORRÊA, J. N. ; DEL CLARO, F. ; MACIOSKI, G. . Medidas da Concentração do Gás Radônio em Corpos-de-prova de Cimento Portland e Fosfogesso.. In: Latin American Symposium on Radon and II Symposium on Radon in Brazil, 2014, Poços de Caldas. Latin American Symposium on Radon and II Symposium on Radon in Brazil, 2014 (Resumo).

03: NARLOCH, D. C. ; PASCHUK, S. A. ; CORRÊA, J. N. ; CASALI, J. M. ; TORRES, C. A. M. P. ; LARA, A. L. . Caracterização elementar de amostras de fosfogesso, gesso e cimento por meio de EDXRF. In: XII Workshop de Física Molecular e Espectroscopia, 2014, Brasília. XII Workshop de Física Molecular e Espectroscopia, 2014 (Resumo).

04: NARLOCH, D. C. ; PASCHUK, S. A. ; CORRÊA, J. N. ; CASALI, J. M., DEL CLARO, F., KAPPKE, J., ROCHA, Z., SANTOS, T. O. Qualitative and quantitative analysis of Portland cement, gypsum and phosphogypsum samples by gamma spectrometry. XXXVIII Reunião de Trabalho sobre Física Nuclear no Brasil. 2015 (Resumo).

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