Autor: Gustavo Espino Ordóñez.
La inhalación continuada de cantidades significativas de radón se considera el segundo factor de riesgo más importante en el desarrollo de un cáncer de pulmón. Pero ¿qué es el radón exactamente? ¿Cómo se forma este asesino invisible y por qué es peligroso para la salud de las personas? En este artículo encontraréis respuestas para estas preguntas.
Introducción
El radón es un gas escaso, incoloro, inodoro y radiactivo, por lo cual es difícil detectarlo. Procede de la desintegración de ciertos isótopos de uranio y torio, presentes en pequeñas cantidades en las rocas de granito, por ejemplo. De modo que, ante la imposibilidad de fotografiarlo, estas rocas sirven en ocasiones para ilustrar su lenta pero sostenida liberación a la atmósfera (Figura 1).
En las últimas décadas, varios estudios epidemiológicos han demostrado una clara relación entre la prolongada exposición de las personas a elevadas concentraciones de radón y un incremento estadístico en las tasas de incidencia del cáncer de pulmón.
En particular, se considera que la inhalación prolongada de elevadas concentraciones de radón es la segunda causa más importante en el desarrollo de un cáncer de pulmón tras el tabaco y se estima que es la principal causa de mortalidad por cáncer de pulmón entre no-fumadores. En USA, se calcula que cada año fallecen aproximadamente 21.000 personas por esta razón.
¿Qué es el radón?
El radón es un elemento pesado, con número atómico Z = 86, perteneciente al grupo de los gases nobles. Tiene una temperatura de fusión de -71 °C, una temperatura de ebullición de -61,7 °C y una densidad de 9,73 gramos por litro (g/L). Por lo tanto, bajo condiciones estándar de presión y temperatura, el radón se encuentra en forma de un gas monoatómico, es decir, constituido por átomos independientes del propio elemento, sin combinar con ningún otro elemento químico, y es más denso que el aire. En definitiva, se trata de un gas incoloro, inodoro, insípido, e inerte desde un punto de vista químico, pero radiactivo y por ello inestable desde un punto de vista nuclear.
Se conocen 39 isótopos diferentes de radón, con masas atómicas comprendidas entre 193 y 231, pero ninguno de estos isótopos es estable, así que todos ellos experimentan procesos de desintegración nuclear para transformarse en otros elementos químicos. Sólo tres de los isótopos de radón se producen de forma natural en la Tierra: concretamente, el Radón-222 (vida media de 2,82 días), el Radón-220 (vida media de 55 segundos), y el Radón-219 (vida media de 3,96 segundos), y se forman como productos intermedios en las cadenas de desintegración de los isótopos Uranio-238, Torio-232 y Uranio-235, respectivamente. El isótopo más estable de los tres es el Radón-222 y se forma como resultado de la desintegración directa del Radio-226 por emisión de partículas alfa (α) (Figura 2).
El Radio-226 por su parte se genera a partir del Uranio-238 tras varios procesos de desintegración consecutivos. Por lo tanto, se suele decir que el Radón-222 pertenece a la cadena de desintegración o decaimiento del Radio-226 y del Uranio-238. El Radón-222 tiene una vida media de 3,8235 días y su desintegración radiactiva se produce a través de una secuencia de reacciones nucleares que conduce a la formación de los siguientes isótopos progenie o hijos: Polonio-218, Plomo-214, Bismuto-214, Polonio-214, Plomo-210, Bismuto-210, Polonio, todos ellos radiactivos, y finalmente el Plomo-206 que es estable. Todos estos procesos secuenciales de decaimiento, desde el Uranio-238 hasta el Plomo-206, constituyen lo que se conoce con el nombre de cadena de desintegración del Uranio-238 (Figura 3).
¿Por qué es peligroso o potencialmente carcinogénico el radón?
A estas alturas ya habréis intuido las dos razones por las que el radón es potencialmente peligroso: se trata de la combinación de su naturaleza radiactiva y gaseosa.
(a) Naturaleza gaseosa del radón. A diferencia de los otros elementos intermedios de la cadena de desintegración del Uranio-238, el radón es un gas en condiciones normales y, por lo tanto, se filtra a través de las rocas del suelo que contienen uranio o torio y es liberado a la atmósfera (en realidad, sólo el Radón-222 y el Radón-220 tienen tiempos de vida media suficientemente elevados como para poder emanar de sus rocas madre). De hecho, el radón está presente en el aire de forma natural en muy pequeñas concentraciones y lo respiramos constantemente. En otras palabras, el radón es una de las principales fuentes de radiación natural a la que estamos expuestos todos los seres vivos, aunque resulta prácticamente inocuo debido a su baja concentración. Ahora bien, este gas puede acumularse de forma peligrosa en lugares mal ventilados cuyo suelo contiene menas naturales de sus isótopos padre. Es el caso de las minas subterráneas de uranio, o los sótanos de edificios construidos sobre terrenos ricos en uranio. También puede acumularse radón en aguas subterráneas, manantiales y aguas termales próximas a menas de uranio. Lógicamente, las estancias prolongadas en estos lugares aumentan el grado de exposición, y por lo tanto el riesgo de padecer o contraer cáncer de pulmón, como consecuencia del efecto acumulativo de la radiación.
(b) Naturaleza radiactiva del radón y su progenie. La naturaleza radiactiva de todos los isótopos del radón y particularmente del Radón-222, hace que una vez inhalado, tanto él como sus isótopos descendientes emitan partículas radiactivas de tipo alfa (α) y beta (β) (Notas (1) y (2)). Hay que señalar que los isótopos progenie del Radón-222 forman en todos los casos compuestos sólidos en condiciones normales. Ahora bien, estos compuestos también pueden acabar en los tejidos de nuestro sistema respiratorio por 2 vías:
a. Cuando el radón es inhalado antes de desintegrarse, sus isótopos hijos se depositan directamente sobre nuestros alveolos pulmonares.
b. Cuando el radón se desintegra antes de ser inhalado, los isótopos hijos se adhieren a partículas de polvo suspendidas en el aire y son inhalados por vía respiratoria.
En cualquiera de los dos casos, las células de nuestros pulmones quedan expuestas a la acción ionizante de la radiación nuclear emitida por el radón o sus isótopos vástago.
Paradójicamente, el radón se utiliza en el tratamiento terapéutico de algunas enfermedades inflamatorias y degenerativas, en balnearios, spas y centros de hidroterapia que se aprovechan de manantiales con elevado contenido de radón.
¿Cuál es el mecanismo de acción del radón?
Una vez inhalado el Radón-222, o bien los aerosoles que contienen sus isótopos progenie, todos ellos sufren desintegración radiactiva y emiten partículas alfa (α) y electrones (β–). Estas partículas tienen capacidad ionizante y pueden dañar biomoléculas esenciales como son el ADN, el ARN, las enzimas y las proteínas estructurales, etc., de modo que estos daños provocan mutaciones genéticas y si no son reparadas por las células pueden degenerar en un cáncer de pulmón.
Normativas de seguridad para la concentración de radón
La concentración del gas radón en el aire se mide indirectamente en unidades de radioactividad por unidad de volumen, es decir, en becquerelios por metro cúbico (Bq/m3). El becquerelio (Bq) es la unidad de radioactividad en el Sistema Internacional y 1 Bq representa una desintegración radioactiva por segundo. La Organización Mundial de la Salud y la Unión Europea han establecido diferentes recomendaciones para la concentración máxima de radón en el aire: 100 Bq/m3 y 300 Bq/m3 respectivamente. El primero de estos valores, por ejemplo, representa la desintegración de 100 átomos de radón o cualquiera de sus isótopos progenie por segundo en 1 metro cúbico de aire. En otras palabras, un valor de 100 Bq/m3 implica la producción de 100 partículas alfa en un metro cúbico de aire por segundo. Esta normativa afecta especialmente a espacios de trabajo.
¿Dónde se encuentran las zonas de mayor riesgo de exposición al radón en España?
El radón se libera a partir de diferentes fuentes naturales, particularmente menas de uranio. El uranio es un elemento bastante común en la corteza terrestre y está ampliamente distribuido. Por ejemplo, es más abundante que la plata y el oro. En particular, se encuentra presente en algunos depósitos concentrados que contienen minerales de uranio, como la uraninita (UO2) y la carnotita (K2(UO2)2(VO4)2·3H2O), y de forma más dispersa en algunos granitos (entre 10 y 20 partes por millón de uranio) y arcillas .
En España, de acuerdo con los estudios realizados por el Consejo de Seguridad Nacional (CSN), las regiones que por su geología tienen una mayor superficie afectada por las emisiones de radón son Galicia (70%), Extremadura (47%), Madrid (36%), Canarias (19%), Castilla y León (19%), Cataluña (12%), tal y como refleja la Figura 4.
Por último, hay empresas que se dedican a realizar mediciones y proponer soluciones para reducir las concentraciones de radón en el interior de los edificios. Es algo a tener en cuenta si nuestro lugar de trabajo o residencia se encuentra en una zona afectada por las emisiones de este siniestro y escurridizo gas.
Por cierto, en el siguiente Podcast podéis escuchar el fantástico programa de ciencia divulgativa «Parlem de ciència, emitido por Radio Càldes» (en catalán) y presentado por mi buen amigo Óscar Palacios (profesor de la Universitat Autònoma de Barcelona). En concreto, la emisión del 21 de mayo de 2021 estuvo dedicada a la problemática del radón.
Notas
(1) Las partículas alfa (α) son núcleos de helio-4 completamente ionizados (sin los 2 electrones de su corteza). Están formadas por 2 protones y 2 neutrones y soportan 2 cargas positivas (4He2+). Se generan en los procesos de desintegración alfa generalmente, que son reacciones de desintegración de núcleos pesados que experimentan una transmutación hasta núcleos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. Las partículas α emitidas en este tipo de procesos tienen una elevada energía cinética, lo que unido a su carga positiva les confiere una elevada capacidad ionizante. No obstante, debido a su masa relativamente alta, su capacidad de penetración a través de la piel es baja y por lo tanto no son dañinas para los humanos, a no ser que la fuente emisora sea inhalada, ingerida o inyectada. En tal caso, una vez dentro del organismo pueden dañar el ADN de las células gracias a su extraordinaria capacidad ionizante.
(2) Las partículas beta (β) son electrones (β–) o positrones (β+) de alta energía y elevada velocidad emitidos por un núcleo atómico como resultado de un proceso de desintegración beta, que implica la transformación de un neutrón en un protón (emisión de β– acompañado por un antineutrino), o transformación de un protón en un neutrón (emisión de un β+ acompañado por un neutrino). Tienen una capacidad de penetración moderada a través de los tejidos (mayor que las partículas alfa) y capacidad para provocar mutaciones espontáneas en el ADN.
Bibliografía
[1] Radon (Wikipedia) https://en.wikipedia.org/wiki/Radon
[2] Radón y cáncer (Instituto Nacional del Cáncer, NIH) https://www.cancer.gov/espanol/cancer/causas-prevencion/riesgo/sustancias/radon/hoja-informativa-radon
[3] Benjamin Frey et al. «Radon Exposure-Therapeutic Effect and Cancer Risk». Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 316. (https://doi.org/10.3390/ijms22010316).
[4] Alberto Ruano-Ravina et al. «Residential radon and small cell lung cancer. A systematic review». Cancer Letters 426 (2018) 57-62.
[5] Alberto Ruano-Ravina et al. «Radon exposure: a major cause of lung cancer». Expert Review o Respiratory Medicine. 2019. DOI: 10.1080/17476348.2019.1645599.
[6] https://www.csn.es/radon
[7] BOE, jueves 26 de enero de 2012. Núm. 22, Sec. III. Pág. 6833.
[8] «A Citizen’s Guide to Radon». www.epa.gov. United States Environmental Protection Agency. October 12, 2010. Retrieved January 29,2012.
[9] Radonalfa (https://radonalfa.com/medicion-eliminacion/).
