Misurazioni e indagini fluidodinamiche computazionali della distribuzione del radon indoor in una tipica stanza ventilata naturalmente

Dec 27, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 2064 (2023) Citare questo articolo

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Sulla base delle norme fondamentali di sicurezza dell’Unione Europea per proteggere le persone dall’esposizione alle radiazioni ionizzanti, è necessario stabilire e affrontare i livelli di riferimento per le concentrazioni di radon negli ambienti chiusi. Pertanto, la concentrazione di radon indoor dovrebbe essere monitorata e controllata nelle abitazioni e nei luoghi di lavoro. Tuttavia, una corretta ventilazione e la sostenibilità sono i principali fattori che influenzano la salubrità dell’ambiente in un edificio per i suoi occupanti. In questo articolo è stata studiata la distribuzione del radon all'interno di una tipica stanza ventilata naturalmente in due scenari (quando la porta è chiusa e aperta) utilizzando la tecnica della fluidodinamica computazionale (CFD). Prima di confrontare i risultati della simulazione con calcoli analitici e misurazioni passive e attive, è stato utilizzato il codice CFD ANSYS Fluent 2020 R1 basato sul metodo dei volumi finiti. La concentrazione media di radon dalla simulazione CFD è risultata compresa tra 70,21 e 66,25 Bq m−3 rispettivamente in condizioni di porta chiusa e aperta, al tasso di ventilazione desiderato di 1 ACH (cambi d'aria all'ora). Inoltre, le concentrazioni più elevate di radon sono state misurate vicino al pavimento e i valori più bassi sono stati registrati vicino all'ingresso, determinando il profilo di velocità del flusso d'aria. I risultati della simulazione erano in buon accordo con i massimi del 19% e del 7% rispetto ai calcoli analitici a diverse velocità dell'aria interna negli scenari di porte aperte e chiuse, rispettivamente. Anche le concentrazioni di radon misurate ottenute dalle misurazioni attive si adattavano bene ai risultati CFD, ad esempio, con una deviazione standard relativa di circa il 7% e il 2% quando misurate dai monitor AlphaGUARD e RAD7 ad un'altezza di 1,0 m dal suolo nel scenario a porte aperte. Dai risultati della simulazione è stata calcolata anche la dose efficace ricevuta da un individuo dall'aria interna del luogo di lavoro.

Negli ultimi decenni è stata sollevata una notevole preoccupazione in tutto il mondo riguardo ai rischi per la salute derivanti dall’esposizione al radon e ai suoi derivati. Da un lato le persone trascorrono circa l'80% della loro vita in luoghi confinati e chiusi, cioè nelle case e negli uffici, ma dall'altro quasi il 50% della dose di radiazioni di fondo naturale che colpisce l'uomo deriva dall'inalazione di queste radiazioni. gas e la loro progenie aerodispersa1,2. Il radon è un gas radioattivo. È il prodotto di decadimento di 226Ra con emivita di 3,84 giorni e una particella alfa che emette un radionuclide inerte (5,49 MeV). Si tratta di nuclidi presenti in natura e considerati un gas pericoloso per l'ambiente di vita umano poiché le particelle alfa possono causare danni sostanziali a una cellula. I prodotti di decadimento del radon possono depositarsi nei tessuti polmonari secondo uno schema eterogeneo1 e sono conosciuti come la seconda fonte principale di cancro ai polmoni dopo il fumo2. Pertanto, conoscere il comportamento e la distribuzione del radon indoor, cioè i livelli esatti di radon nei diversi punti e aree, soprattutto nelle zone di respirazione degli edifici residenziali, è essenziale ai fini della valutazione della dose3,4,5. Oltre a ciò, si stima che l’esposizione al radon negli ambienti chiusi rappresenti circa il 9% di tutti i decessi per cancro ai polmoni e il 2% di tutti i decessi per cancro in Europa6. In Ungheria, per quanto riguarda i nuovi standard aggiornati delle norme fondamentali di sicurezza dell’Unione Europea7, si raccomanda che la concentrazione media annua di radon indoor non sia superiore a 300 Bq m−3 nelle abitazioni o nei luoghi di lavoro7 e i paesi membri dovrebbero preparare e rivedere continuamente un Piano d'azione contro il radon per ridurre il rischio di cancro ai polmoni derivante dall'esposizione al radon. Pertanto, la concentrazione di radon indoor dovrebbe essere monitorata e controllata nelle abitazioni e nei luoghi di lavoro.

Poiché il radon deriva dal decadimento naturale dell'uranio che si trova in quasi tutti i terreni, in genere si sposta attraverso il terreno nell'aria sopra e nella tua casa attraverso fessure e altri buchi nelle fondamenta. La tua casa intrappola il radon al suo interno, dove può accumularsi. Ogni casa può avere un problema di radon. Ciò significa case nuove e vecchie, case ben sigillate e piene di spifferi e case con o senza scantinati. Il radon proveniente dal gas del suolo è la principale causa di problemi legati al radon. A volte il radon entra in casa attraverso l'acqua del pozzo. In molte case, anche i materiali da costruzione possono emettere radon. Tuttavia, i materiali da costruzione raramente causano di per sé problemi di radon. Essendo quindi un gas nobile, il radon viene facilmente rilasciato dal termine sorgente ai pori (emanazione) e successivamente dai pori verso l'ambiente esterno (espirazione).