APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

La radiació ambiental té el seu origen majoritàriament en causes naturals, encara que hi ha contribucions degudes a l'activitat humana com per exemple: la producció d'energia nuclear i algunes activitats industrials i hospitalàries. Portar un control rigorós de la radiació ambiental mitjançant programes de vigilància radiològica és essencial per diverses raons: detectar increments anòmals, prevenir riscos associats a possibles emissions no declarades (com l'ús de materials radioactius, per exemple, “dirty bombs” o accidents nuclears), i reaccionar ràpidament davant els fets. En aquest context, apareix la possibilitat de complementar les xarxes oficials amb les dades obtingudes per ciutadans mitjançant dispositius portàtils de baix cost, tal com ja s'ha fet a altres països. Aquest tipus d'iniciatives contribueixen a conscienciar la població sobre la presència de radiació en el seu entorn i la importància de la seva vigilància així com la conscienciació dels riscs que provoca a nivells més alts. Aquest treball té com a objectiu avaluar la resposta de diversos dispositius comercials de mesura de radiació gamma per identificar els més adequats per a ser utilitzats en campanyes de mesura amb la ciutadania dins del projecte Openred. Per aconseguir-ho, es va portar a terme una anàlisi comparativa de sis dispositius comercials: GQ500+, SmartGeiger, GammaPix, RadiaCode, Safecast i RiumStick. Aquesta anàlisi s'ha realitzat a les instal·lacions radioactives de l'Institut de Tècniques Energètiques de la Universitat Politècnica de Catalunya. Sota condicions controlades de laboratori, s'estudia la resposta de cada dispositiu a diferents nivells de taxa de dosi i per diferents condicions de temperatura. Finalment, s'ha intentat avaluar com responen al fons còsmic els equips mitjançant un experiment realitzat al port de Barcelona (Catalunya, Espanya). Les dades obtingudes en aquests experiments anteriors han estat analitzades en el marc d'aquest treball de fi de grau. Els resultats mostren que, tot i que cap dispositiu ha demostrat ser totalment fiable per a totes les taxes de dosis i condicions, n'hi ha tres que presenten resultats més satisfactoris: Safecast, RadiaCode i RiumStick. Cal destacar la importància de continuar investigant i valorant, a més de la precisió d'aquests dispositius i de la facilitat d'ús i tractament de les dades, la necessitat de continuar conscienciant la població sobre la radiació ambiental.

According to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), greenhouse gas (GHG) emissions, both natural and anthropogenic, must be quantified and reported by each country. The accuracy of these estimates is crucial for applying and evaluating reduction strategies. This study analyzes the spatial and temporal variability of methane concentrations, the second most important GHG, in the Sierra de Gredos Regional Park and the Iruelas Valley Nature Reserve based on experimental data collected during mobile campaigns in November 2015 and data obtained from the WRF meteorological model for the same period. The main objective of this work is to identify methane emission patterns, their relationship with meteorological factors (planetary boundary layer height, wind speed, temperature), and land use in the study area. The experimental data, collected within the framework of the national MIP project (Methane Exchange in the Iberian Peninsula), were analyzed here using Python codes and the QGIS software. Temporal and spatial analyses were carried out, with a resolution of 1 km², allowing the identification of the areas with the highest emissions and the most influential meteorological/atmospheric factors. The results of this study showed that methane concentrations were higher in the morning, when the mixing layer is lower, with a peak of 1.96 ppm on November 24 in cells 367 and 489. Factors such as wind speed and boundary layer height showed a negative correlation with concentrations (r=-0.28 and r=-0.21, respectively), as these variables promote the dispersion and dilution of methane concentrations in the lower atmosphere.The results obtained in this work allow identifying livestock farms, urban areas, WWTPs, and rivers as the main emission sources.

El Radó és un gas radioactiu que es troba de manera natural al sòl, i en els materials de construcció. Aquest gas pot acumular-se en espais tancats i estudis epidemiològics han demostrat que és la segona causa de càncer de pulmó després del tabac. Al 2013 es va publicar la Directiva 59/2013 Euratom del Consell de la Unió Europea. Aquesta Directiva obliga els estats membres a actualitzar la seva legislació establint les normes de seguretat per protegir la població dels riscos d'exposició a radiacions ionitzants. A més, aquesta nova directiva inclou la protecció a l'exposició de radó per al públic en general establint una sèrie d'exigències que els estats han de complir com calcular la dosi quan les concentracions de radó superen els 300 Bqm-3 anuals i no es poden reduir. Aquesta directiva va ser transposada a Espanya amb el Reial Decret 1029/2022 que protegeix la salut de les persones, tan treballadores com públic en general, contra aquests perills, i legisla àmpliament sobre l'exposició a radó per tractar-se d'una font de radiació natural. Per poder calcular el risc de la població lligat a la inhalació d'aquest gas, la publicació 66 amb títol “Human Respiratory Tract Model for Radiological Protection”, de la Comissió Internacional de Protecció Radiològica (a l'anglès: International Commission on Radiological Protection, ICRP) del 1994, va presentar un model dosimètric per fer una estimació de la dosi de radiació al tracte respiratori resultant de la inhalació de diversos radionúclids en l'aire, com per exemple el radó. També van presentar els Coeficients de Dosis (Dose Coeficcients Factors, DCF) a utilitzar. Al 2017, la publicació del ICRP, 137 amb títol ‘Occupational Intakes of Radionuclides: Part 3' va introduir canvis que afecten el càlcul de la dosi efectiva i van implicar una revisió dels coeficients de dosi per a l'exposició de radó també en diferents escenaris. Actualment, no hi ha cap versió comercial d'un model flexible que doni la possibilitat de fer un càlcul de dosi de la concentració de radó per diferents condicions. D. Nikezic i K.N. Yu, 2001 van presentar un codi escrit en Fortran, basat en la publicació ICRP 66, per flexibilitzar el càlcul de dosi a causa del radó. Al 2023, en el Treball de Fi de Màster de J. Alberdi: Aplicación de la norma ICRP 137 (parte 3) a la evaluación de dosis por radón en lugares de Trabajo [5], amb la supervisió del Dr. Arturo Vargas de l'Institut de Tècniques Energètiques (INTE) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), van actualitzar aquest codi, amb els nous DCFs del ICRP 137. Desafortunadament, la complexitat d'aquest model i la poca versatilitat d'un programa antic com el Fortran no permet que el model es pugui estendre fora de la comunitat científica i ser utilitzat per les Unitats Tècniques de Protecció Radiològica (UTPR) que s'han d'encarregar del càlcul de la dosi com s'explica al Reial Decret (RD) 1029/2022. Amb aquesta necessitat, el present Treball de Grau proposa i aconsegueix la creació de la interfície Radon Dose Calculator (PyRaDoCa), elaborada amb el codi Python, per permetre la utilització del model de manera fàcil i flexible per un usuari bàsic. El nou codi PyRaDoCa permet estendre els càlculs de la dosi per inhalació de radó a tota la societat espanyola i internacional, ajudant així a avaluar i reduir els riscos relacionats amb l'exposició a aquest gas radioactiu.

Aquest document conté la memòria del projecte de final de grau ‘Disseny i desenvolupament del control automàtic pels paràmetres ambientals a l'interior d'una cambra de radó' i on es presenten els seus objectius, la metodologia i els resultats del projecte obtinguts. És un projecte per la facultat ETSEIB de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i amb col·laboració entre dos departaments interns, el departament de Física i el d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial i amb col·laboració de l'Institut de Tècniques Energètiques de Catalunya (INTE). El treball ha sigut possible gràcies al Consell Nacional de Seguretat per mitjà de la beca Càtedra ARGOS entregada a aquest projecte. A l'Institut de Tècniques Energètiques de Catalunya es fan estudis, entre d'altres, sobre la concentració de radó en interior i exterior. A més es calibren equips de mesura a partir de la cambra de radó amb la que treballen. Per tal de realitzar aquests estudis i treballs es necessiten unes condicions atmosfèriques controlades dintre de la cambra de radó per consignes de temperatura i humitat. De lo contrari els resultats no serien fiables ni acurats. La cambra és un recinte hermètic de 20 m3 que compta amb equips de mesura i sistemes automàtics de control que permeten reproduir atmosferes amb diferents concentracions de radó i de les condicions climàtiques. El present projecte sorgeix de la necessitat de renovació del sistema que controla els paràmetres atmosfèrics de la cambra degut a la necessitat d'utilitzar una tecnologia més ràpida i amb menys components durs. El sistema previ controlava i visualitzava l'acció dels dispositius de la cambra a partir d'uns sensors, un ordinador amb LabView, una placa de National Instrument i el corresponent circuit electrònic que ho connectava als dispositius de l'interior de la cambra. Al ser una tecnologia poc dinàmica es vol provar d'utilitzar l'entorn d'Arduino intentant mantenir les mateixes funcions, proporcionant-ne de noves i millorant la funcionalitat de tot el sistema. En el document primerament es donarà un context sobre el projecte i el seus objectius. Es comentaran les especificacions que han donat els usuari que utilitzaran el sistema de control, com s'han intentat implementar i el motiu del perquè s'ha realitzat d'una forma o altra. No s'ha entrat en explicacions gaire tècniques en el sentit dels llenguatges de programació, només en casos estrictament necessaris per tal d'intentar donar una visió entenedora i fàcil de llegir pel lector. El codi íntegre del programa i de les pàgines WEB es troba en l'Annex.