Concentrações do Gás Radão em Habitações da Região de Castelo Branco (Portugal Central) e Factores Geológicos Condicionantes

XV SEMANA VI CONGRESSO IBÉRICO

Concentrações do Gás Radão em Habitações da Região de Castelo Branco (Portugal Central) e Factores Geológicos Condicionantes Indoor radon concentrations in the Castelo Branco region (Central Portugal) and related geological factors Pereira, A.1; Neves, L. 1; Gomes, C.2; Figueiredo, J.2; Vicente, A.2 1

IMAR, Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Coimbra, 3000-272 Coimbra, Portugal 2 Departamento de Ciências da Terra, Universidade de Coimbra, 3000-272 Coimbra, Portugal

Abstract In the Castelo Branco region (Central Portugal) mainly occur granitic rocks included in a large pluton composed by two-mica granites and porphyritic two-mica granodiorites and granites; the two-mica granites occupy the nucleus of the pluton and the porphyritic facies are disposed concentrically around them. The indoor radon concentration was measured in 152 dwellings corresponding to three urban areas of the Castelo Branco pluton; one of them is located in the center of the pluton (Alcains) while the other two are located in the western and southern borders (S.Vicente da Beira and Castelo Branco, respectively). The two last ones have dwellings on bedrock of granitic nature and also of contact metamorphosed metasediments of Precambrian to Silurian age. The measured radon concentrations range -3 -3 between 32 and 1055 Bq.m , with a median of 110 Bq.m . These concentrations are lower than those obtained in other urban areas of Central Portugal (Beiras region) with granitic bedrock. The reason for this difference seems to be related to the lower uranium content of the granites of the studied area, which ranges, on average, from 5 to 7 ppm; the thorium content is also low and averages between 6 and 12 ppm. As a consequence, the absorbed dose is low, ranging between 0,12 to 0,17 µGy/h, and the effective dose, calculated for the population of the studied areas, is 2,9 mSv/year, slightly higher than the national average.

Keywords: Radon, Dwellings, Castelo Branco, Granites, Metasediments

Resumo Na região de Castelo Branco (Portugal central) afloram maioritariamente rochas graníticas englobadas no plutonito que tem a mesma designação regional. Nele integram-se rochas de tipologia variada, de granitos de duas micas a granitos e granodioritos porfiróides. No presente trabalho, determinaram-se as concentrações de gás radão em 152 habitações distribuídas por 3 áreas urbanas desta região (Alcains, Castelo Branco e S.Vicente da Beira). A primeira localiza-se no núcleo central do plutonito, enquanto as restantes ocupam o bordo sul e oeste, respectivamente. Nas duas últimas as habitações localizam-se em substrato granítico ou nos metassedimentos da auréola de contacto; as rochas metassedimentares incluem-se no complexo xisto-grauváquico ou em formações de idade ordovícica a silúrica. -3 As concentrações de radão dispersam-se num amplo intervalo de variação, entre 32 e 1055 Bq.m , com mediana de -3 110 Bq.m , sendo inferiores aos valores determinados em diversas áreas urbanas das Beiras com substrato de natureza granítica. Estes dados estão em acordo com a informação geoquímica colhida, tendo sido obtidos teores de urânio variando entre 5 e 7 ppm que, em média, são também mais baixos que os observados em áreas geologicamente afins das Beiras. Os teores de tório situam-se, em média, entre 6 e 12 ppm. Os relativamente baixos teores em elementos radiogénicos induzem também doses aborvidas por exposição à radiação gama moderadas, as quais se situam entre 0,12 e 0,17 µGy/h. Na base dos resultados obtidos, a dose efectiva por exposição às radiações ionizantes, estimada a partir da inalação do gás radão e da exposição à radiação gama, é de 2,9 mSv/ano, ligeiramente superior à média da população portuguesa.

Palavras-chave: Radão, Habitações, Castelo Branco, Rochas graníticas, Metassedimentos

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Introdução Em geral, atribui-se às rochas graníticas um potencial acrescido de radão em relação a outras litologias face ao conteúdo geralmente mais elevado em urânio que estas apresentam relativamente à média crustal. Acresce ainda o facto de, em Portugal, as áreas urbanas onde têm sido detectadas concentrações elevadas de gás radão se localizarem em regiões de substrato maioritariamente de natureza granítica (Teixeira e Faísca, 1992, Neves e Pereira, 2004). No entanto, e tal como já referido em Neves et al. (2003), ocorrem na ZCI granitos com teores de urânio reduzidos, próximos à média crustal, e cujo potencial de geração de radão, em consequência, é significativamente mais baixo. Este é o caso da área de Figueiró dos Vinhos-Bouçã onde foram medidas -3 concentrações médias de radão de 92 Bq.m , próximas, pois, às que foram medidas em habitações sobre substrato metassedimentar -3 (69 Bq.m ). A porção sul da Beira Baixa é ocupada maioritariamente por rochas graníticas, individualizadas em dois grandes grupos (grupo de Castelo Branco e Grupo de Idanha-a-Nova), que intersectam rochas metassedimentares do Complexo Xisto-Grauváquico e do OrdovícicoSilúrico (figura 1). Trabalhos anteriores efectuados no bordo sul do plutonito (área urbana de Castelo Branco) indicaram a existência de rochas graníticas com teores reduzidos de urânio e potencial geralmente baixo a moderado em radão (Figueiredo, 1998). No presente trabalho procura-se avaliar as concentrações do gás radão em habitações integradas em diversas áreas urbanas localizadas no plutonito de Castelo Branco e nas rochas metassedimentares da auréola de contacto (Castelo Branco, Alcains e S. Vicente da Beira). É ainda objectivo pesquisar os factores geológicos que controlam a distribuição do radão bem como avaliar o impacte radiológico na população da área estudo.

Enquadramento geológico O plutonito de Castelo Branco apresenta uma estrutura aproximadamente concêntrica que se desenvolve em cinco unidades com zonamento inverso (Antunes, 2006): o núcleo central é ocupado por granito moscovíticobiotítico, por vezes de grão fino e intensamente deformado (G1); um granodiorito biotíticomoscovítico, de grão médio a grosseiro (G2), que envolve o primeiro; um granodiorito porfiróide biotítico-moscovítico (G3) que passa gradualmente a um granito porfiróide de duas micas (G4); um granito moscovítico-biotítico (G5) que envolve parcialmente os anteriores. Estes granitóides, tardi-tectónicos, relativamente à terceira fase de deformação varisca D3, apresentam uma idade U-Pb de 310±1 Ma, obtida em minerais de zircão e monazite (Antunes, 2006).

Na figura 1 localizam-se as diversas áreas urbanas estudadas; a de Alcains situa-se na parte central do plutonito de Castelo Branco, no granito G1. Por sua vez, Castelo Branco e S. Vicente da Beira localizam-se nos bordos Sul e Oeste do plutonito (granito G4); no último caso, a área urbana localiza-se maioritariamente na auréola de metamorfismo de contacto, em unidades do Complexo Xisto-Grauváquico.

Fig. 1 – Mapa geológico simplificado da região em estudo – modificado de Antunes (2006). Granitos (G1-G5) e metassedimentos (CXG); Gb – granitos exteriores ao plutonito de Castelo Branco. Para descrição detalhada da geologia ver texto.

Materiais e métodos A determinação das concentrações do gás radão foi efectuada com recurso a detectores passivos do tipo LR115, expostos entre Janeiro e Março de 2000, num total de 152 habitações e distribuídas do seguinte modo: 90 na área urbana de Castelo Branco, 32 em Alcains e 30 em S. Vicente da Beira. Dada a menor ventilação dos espaços os valores de Inverno correspondem, em geral, aos máximos anuais. A técnica laboratorial utilizada encontra-se detalhadamente descrita em Neves et al. (1999). As divisões estudadas situam-se maioritariamente em contacto directo com o solo (ca. 75% do total) ou, no máximo, um piso acima deste. A avaliação do teor de U e Th foi efectuado em 47 locais representativos, após avaliação prévia do fundo radiométrico dos principais litótipos aflorantes na região; utilizou-se para o efeito espectrómetro de radiação gama portátil Exploranium GR130G. Com o mesmo equipamento foi ainda determinada a dose absorvida por exposição à radiação gama em 45 locais, de igual modo representativos das várias unidades líticas.

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Resultados e discussão Os resultados obtidos no que se refere às concentrações de gás radão em habitações expressam-se na tabela 1 e na figura 2. Tabela 1 – Estatísticos básicos para os dados -3 relativos às concentrações de radão (em Bq.m ) nas diversas áreas urbanas estudadas (A - Castelo Banco, B - Alcains e C - S.Vicente da Beira); n é o nº total de amostras.

Média artitmética Mediana Média geométrica Mínimo

se os resultados obtidos na tabela 2. Os principais tipos líticos estudados foram granitos moscovítico-biotíticos, granitos porfiróides de duas micas e ainda metassedimentos antehercínicos (xistos argilosos, metagrauvaques, quartzitos e xistos grafitosos; cf. Figueiredo, 1998 e Antunes, 2006). Tabela 2 – Estatísticos básicos estimados para os teores de U e Th (em ppm) determinados com base na metodologia descrita no texto; média aritmética, desvio padrão, valor mínimo, valor máximo e nº de medições.

Total

A

B

C

166

167

189

141

110

100

145

108

Litologia

nd

114

138

108

Granitos moscovítico-biotíticos

32

32

40

32

Máximo

1055

1055

780

906

n

152

90

32

30

Granitos porfiróides de duas micas Metassedimentos

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 100

200

300

400

More

Figura 2 – Histograma da distribuição das concentrações de -3 radão em habitações (em Bq.m ) das áreas urbanas em estudo; frequências relativas em ordenadas.

As concentrações de radão nas habitações das áreas urbanas em estudo dispersam-se num amplo espectro de variação, variável entre 32 e 1055 Bq.m -3, o qual reflecte a variabilidade lítica do substrato geológico, bem como variações na arquitectura, uso e ventilação dos edíficios; este padrão tem vindo, aliás, a ser sistematicamente observado noutras áreas urbanas da região das Beiras (Salgado, 2000, Pereira et al., 2003). A média aritmética situa-se em 166 Bq.m-3 e a mediana em 110 Bq.m-3, sendo a diferença ilustrativa da variabilidade inerente aos dados em apreço. O valor da mediana é ligeiramente mais elevada que o observado na área próxima da Sertã-Figueiró dos Vinhos (Neves et al., 2003), mas significativamente mais baixo que o estimado em áreas urbanas de substrato geológico dominantemente granítico; integram-se neste caso, por exemplo, a região da Guarda-NelasOliveira do Hospital, onde na base da mesma metodologia, se determinaram médias geométricas entre 240 e 291 Bq.m-3 (Pereira et al., 2003). Para as diferenças observadas contribui certamente o teor de urânio presente nos diferentes tipos de materiais geológicos que compõem o substrato geológico das regiões estudadas. No caso presente determinaram-se os teores de urânio e tório em diferentes locais onde a rocha se encontra exposta, sintetizando-

U 6±2 (3-12) 28 7±3 (4-14) 15 5±2 (2-9) 32

Th 6±4 (0-15) 28 11±6 (2-27) 15 12±4 (6-28) 32

Os teores de urânio observados variam entre 2 e 14 ppm, sendo os mais elevados os que foram medidos, em geral, em rochas graníticas. Os teores médios posicionam-se, no entanto, num estreito intervalo de variação (entre 5 e 7 ppm). Por conseguinte, estes teores estão próximos aos obtidos em rochas da região da Sertã-Figueiró dos Vinhos, onde o teor médio ronda os 5 ppm (Neves et al., 2003). A concentração em urânio é, no entanto, significativamente mais baixa que a determinada em amostras das rochas graníticas da região da Guarda-Nelas-Oliveira do Hospital, onde os teores médios atingem 10-12 ppm (Neves e Pereira, 2004). Os teores de tório são, em geral, mais elevados dispondo-se num intevalo de variação mais amplo (0-28 ppm); os teores junto ao extremo inferior foram obtidos em litótipos graníticos de grão fino, deformados e apresentando forte alteração meteórica (com turmalinização expressa). Os mais elevados correspondem a bancadas de quartzitos ordovícicos provavelmente enriquecidas em minerais como zircão e monazite (Figueiredo, 1998); dados geoquímicos obtidos em rochas graníticas da mesma região por métodos distintos mostram um padrão de variação similar (Antunes, 2006). A comparação entre as concentrações de radão obtidas em cada uma das áreas urbanas em estudo revela que os valores médios mais elevados foram obtidos em Alcains (área B), com média geométrica de 138 Bq.m-3, e os mais baixos em S. Vicente da Beira (área C), -3 situando-se a média geométrica em 108 Bq.m . A área de Castelo Branco situa-se numa posição intermédia, embora mais próxima à área C (média geométrica de 114 Bq.m -3). Para este facto certamente contribuirá o facto das habitações das diversas áreas estarem localizadas em substratos geológicos diferenciados. As edificações da área B

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assentam integralmente em substrato granítico enquanto as restantes distribuem-se em áreas que ocupam o bordo do plutonito granítico; estas últimas, por conseguinte, localizam-se sobre substrato de composição mais heterogénea, onde ocorrem rochas graníticas do plutonito e os metassedimentos da aureóla de metamorfismo de contacto que, como se deduz da informação química, contêm menores teores de urânio. Embora com frequência reduzida (menos de 10% dos casos), ocorrem em todas as áreas habitações com concentrações de radão mais elevadas que o estipulado na recomendação -3 europeia 90/143/Euratom (400 Bq.m ). A análise detalhada do substrato geológico em alguns destes locais indicou a presença de materiais enriquecidos em urânio secundário e integrados em caixas de falha. Como seria expectável, dado os baixos teores de urânio e tório que, em geral, foram observados na área, a dose absorvida pela exposição à radiação gama emitida pelos materiais geológicos é também baixa. Os valores deste parâmetro radiológico variam num estreito intervalo, entre 0,12 e 0,17 µGy/h, sendo ligeiramente mais elevado nas rochas graníticas (média de 0,16 µGy/h) comparatimente às rochas metassedimentares (0,14 µGy/h). Em especial no que concerne aos dados dos litótipos ígneos, os valores são significativamente mais baixos que os medidos em rochas graníticas do sector Guarda-SeiaNelas (0,20 – 0,25 µGy/h). Os dados relativos à dose absorvida e à concentração do gás radão nas habitações permitem estimar a dose efectiva por exposição às radiações ionizantes de origem natural na região de Castelo Branco. Assim, e no que respeita à inalação do gás radão, assume-se que, em média, os indivíduos permanecem ca. 80% do tempo no interior das habitações, ou seja ca. 7000 horas/ano. Na base de uma concentração média global de 120 Bq.m -3 estima-se uma contribuição para a dose média anual de 2,11 mSv/ano. Para o caso da exposição à radiação gama assume-se que, nas habitações não construídas em granito, que é o caso da maioria das estudadas, ocorre uma redução na exposição à radiação gama que se estima em 70% (Yu et al., 1993); assim, partindo de um valor para a dose no exterior de 0,15 µGy/h, estimou-se um valor para a exposição no interior das habitações de 0,11 µGy/h. Por conseguinte, calcula-se que a dose efectiva devida a este factor seja de 0,77 mSv/ano; o somatório da dose média anual será, pois, de 2,9 mSv/ano, valor este ligeiramente superior ao admitido para a população portuguesa e europeia (2,4 mSv/ano; UNSCEAR, 2000).

Conclusões Os dados obtidos em áreas urbanas situadas no plutonito de Castelo Branco indicam a presença de concentrações médias moderadas de gás radão na atmosfera interior

de habitações, em especial comparativamente ao observado noutras regiões do país com substrato geológico também dominantemente composto por rochas graníticas, como é o caso do segmento Guarda-Nelas-Oliveira do Hospital. Tal facto deve-se à menor concentração de urânio que foram observados nos diversos litótipos da região de Castelo Branco. Como expectável, o risco radiológico estimado para os habitantes das áreas em estudo é moderado, sendo ligeiramente superior à média do território continental português.

Referências Antunes, I.M.H.R. (2006) – Mineralogia, Petrologia e Geoquímica das rochas graníticas da área de Castelo Branco-Idanha-a-Nova. (Portugal Central). Dissertação de Doutoramento, Universidade de Coimbra, 454 p. Figueiredo, J.M.S. (1998) – O radão nos materiais geológicos da área urbana de Castelo Branco. Dissertação de mestrado, Universidade de Coimbra, 95 p. Neves, L.J.P.F., Pereira, A.J.S.C. & Godinho, M.M. (1999) – Actividade do radão em habitações da região de Coimbra e factores geológicos condicionantes. II Congresso Ibérico de Geoquímica (XI Semana de Geoquímica), Lisboa, 131-135. Neves, L.J.P.F., Avelans, S.C.C. & Pereira, A.J.S.C. (2003) – Concentrações do gás radão em habitações da área de Sertã – Figueiró dos Vinhos (Portugal Central): Factores geológicos condicionantes. IV Congresso Ibérico de Geoquímica (XIII Semana de Geoquímica), Coimbra, 310-312. Neves, L.F. e Pereira, A.C. (2004). Radioactividade Natural e Ordenamento do Território: o contributo das Ciências da Terra, Geonovas nº 18: 103-114. Pereira, A.J.S.C., Costa, L.A.P.A & Neves, L.J.P.F. (2003) – O gás radão em habitações na região de Oliveira do Hospital (Portugal Central). IV Congresso Ibérico de Geoquímica e XIII Semana de Geoquímica, Coimbra, 264-266. Salgado, A.L.V. (2000) – O potencial de radão na região de Tondela (Portugal Central): implicações para o ordenamento do território. Dissertação de Mestrado, Universidade de Coimbra, 90 p. Teixeira, M.M.R. e Faísca, M.C. (1992) – Concentração de radão em habitações a nível nacional. III Conf. Nacional sobre a Qualidade do Ambiente, vol. II, 522-531. UNSCEAR, 2000. Sources and effects of ionizing radiation, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, Report to the General Assembly with Scientific Annexes, vol. I: sources. Yu, C., Loureiro, C., Cheng, J.-J, Jones, L.G., Wang, Y.Y., Chia, Y.P &. Faillace, E. (1993) – Data collection handbook to support modeling impacts of radioactive material in soil. Environmental Assessment and Information Sciences Division. Argonne National Laboratory. Argonne, Illinois.

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