Detectores de trazas nucleares de estado sólido (LR-115 Tipo 2) en modo descubierto fueron usados para monitorear la concentración de la actividad del Rn-222 en 84 viviendas en el distrito de San Luis - Lima (Perú), desde Setiembre del 2015 hasta Enero del 2017. Debido a que no se ha evidenciado estudio alguno de la proporción de U-238/Th-232 en nuestro país, se procedió a plantear dos hipótesis, en la primera se consideró la presencia de Rn-222 y su progenie, y en la segunda la presencia mixta de Rn-222 y Rn-220 con sus respectivas progenies; usando factores de equilibrio “F” y de calibración “k” tomados de la literatura especializada. Usando una metodología de grillado en el distrito y considerando una extensión de 1 km2/grilla, se determinó el promedio ponderado de las concentraciones durante todo el proceso de monitoreo. Los valores de concentración de la actividad del Rn-222 encontrados fueron de (68±21) Bq/m3 y (54±16) Bq/m3 para ambas hipótesis respectivamente. Durante el estudio, se identificaron 2 viviendas que tuvieron un alto índice de concentración de Rn-222 con respecto a las demás, superando los valores referenciales proporcionados por la EPA (148 Bq/m3) y NRPB (200 Bq/m3). Estos valores encontrados fueron de (199±40)Bq/m3 y (257±44)Bq/m3 para la hipótesis 1 y de (205±35)Bq/m3, y (159±32)Bq/m3 para la hipótesis 2 respectivamente. En esta investigación se tuvo en cuenta las velocidades de desgaste superficial de los detectores a partir de los espesores reducidos. Por otro lado, se correlacionaron variables atmosféricas y de vivienda con los valores de las concentraciones, permitiendo conocer el grado de influencia de cada una de ellas sobre el resultado. Se evidencia que los factores atmosféricos, ventilación, ubicación de las habitaciones (primer y segundo piso), tipo de habitaciones (dormitorios y salas), tipo de paredes (ladrillo con pintura y ladrillo sin pintura), tipos de piso (cemento, recubiertos con mayólica y de tierra), ausencia de fumadores, tipo de tránsito vehicular (medio) y tipo de zonificación (residencias de densidad media), influenciaron significativamente en los resultados de las concentraciones de la actividad del Rn-222.

El karst es un entorno geológico que se origina en la disolución de rocas solubles como la caliza. La convergencia de factores climáticos, geológicos y biológicos da forma colectivamente y condiciona estos ambientes, desde la superficie hasta la capa acuífera más profunda. Las actividades humanas y el cambio climático pueden modificar estas complejas conexiones, al alterar la calidad y/o disponibilidad del agua, promover la degradación del suelo, o cambiar la vegetación. Para obtener una perspectiva integrada de los ambientes kársticos en el contexto de un clima mediterráneo, en el sector norte de la provincia de Alicante se analizaron dos secciones dentro del perfil vertical: la parte superficial del sistema kárstico, concretamente la interfaz atmósfera-suelo-epikarst representada por la Cueva del Rull, donde se producen multiplicidad de fenómenos que moldean el karst superficial; y el karst más profundo, en la zona saturada, representado por el acuífero Almudaina-Segaria. El propósito de esta tesis doctoral es investigar las características y procesos que tienen lugar en un sistema kárstico mediterráneo, comprendiendo también la posible influencia de factores climáticos y antropogénicos sobre los diferentes componentes del sistema. Estos objetivos fueron alcanzados mediante numerosas técnicas de recolección y procesamiento de datos, análisis, modelización e interpretación de los resultados obtenidos, entre las que destacan el muestreo y la medición de parámetros ambientales y parámetros fisicoquímicos del aire, agua, y sólido, análisis e intersección de datos espaciales georreferenciados en Sistemas de Información Geográficos, y la utilización de gas radón, un gas inerte y radiactivo, como trazador geoquímico de movimientos de masas de aire y agua. Los resultados muestran que, en la zona kárstica estudiada, las intervenciones o modificaciones en la superficie, tanto en el territorio como en las condiciones climáticas, y sean naturales o de origen antrópico, pueden tener impactos significativos en el volumen y calidad del agua, así como también en los procesos que tienen lugar a diferentes profundidades. La dinámica y propiedades del agua y los gases en la zona vadosa somera responde a los cambios en las condiciones meteorológicas y, en el caso de la Cueva del Rull, a las concentraciones de gases como CO2 y radón, que varían estacionalmente. La hidrología y dinámicas gaseosas de los paisajes kársticos se caracteriza por interacciones complejas y dinámicas entre los parámetros ambientales, el entorno geológico, y el agua superficial y subterránea. La sensibilidad de estos ambientes concede una vulnerabilidad intrínseca al equilibrio natural de los paisajes kársticos, cuya eventual modificación involucra consecuencias complejas y, potencialmente, de gran alcance para los recursos hídricos, los ecosistemas y las comunidades humanas. La presente tesis doctoral contribuye al entendimiento de los entornos kársticos mediterráneos, revelando su gran complejidad y sensibilidad a las modificaciones ambientales. La investigación integrada, interdisciplinar y especializada en cada contexto local constituye una base sólida imprescindible para el desarrollo de estrategias de gestión que garanticen la sustentabilidad de los ambientes kársticos y sus ecosistemas. / La Conselleria d'Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital, Generalitat Valenciana, ha financiado el doctorado [GRISOLIAP/2020/124] y la estancia predoctoral [CIBEFP/2022/18]. Proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, España [Proyecto RTI2018-099052-BI00], y por la Generalitat Valenciana [AICO/2020/175].

Más de la tercera parte del día lo pasamos en nuestros hogares, si estos presentan altas concentraciones de radón, entonces aumentaría la probabilidad de enfermar de cáncer de pulmón por lo cual se requiere hacer estudios que permitan conocer las concentraciones de este gas en las viviendas y posteriormente sugerir que desde el estado se establezcan normas que permitan a la población tomar acciones frente a este posible riesgo. En este trabajo se hacen mediciones de las concentraciones del gas radón en viviendas del distrito de San Juan de Miraflores, situado en la región sur de la provincia de Lima. Esta tesis es parte del proyecto Fincyt PIAP-3-P-671-14, el cual plantea hacer un mapeo de las concentraciones del gas radón en la provincia de Lima y Callao. Las características geológicas del distrito de San Juan de Miraflores es que presenta un suelo variado: rocoso, arcilloso, arenoso y de relleno. Estas características del suelo de este distrito se ven reflejadas en las diferentes mediciones que se han realizado para detectar gas radón al interior de las 51 viviendas estudiadas. La detección de radón se ha realizado aplicando la técnica de huellas nucleares en detectores LR115 tipo 2 en la modalidad de detector desnudo. Los detectores fueron colocados en dos puntos de la vivienda, en la sala, cocina y/o dormitorio de acuerdo a la elección de los habitantes. Los resultados de las mediciones en las 37 viviendas monitoreadas durante el período de 2015 al 2016, muestran un valor máximo de promedio anual de concentración de radón de 331.6 Bq/m3 y un valor mínimo de 61.8 Bq/m3. Y se determina que la probabilidad de hallar una casa con una concentración mayor a 200 Bq/m3 (valor de referencia establecido por el IPEN Perú) es de 15.87% dentro del marco de este estudio.

La exposición al Radón es una preocupación importante debido a su papel en el aumento del riesgo de cáncer de pulmón. Para evaluar el riesgo de exposición, es necesario realizar mediciones de Radón en el aire interior de los hogares, y tener caracterizado el riesgo radiológico debido a los materiales de construcción y tomar medidas de prevención si es necesario. La exhalación de Radón en materiales de construcción se midió empleando el método de acumulación en una cámara cerrada durante un período de 24 horas para muestra disgregada o pulverizada y de 28 días para material compacto. La concentración de Radón en la cámara se mide regularmente durante este período y se utiliza para calcular la tasa de exhalación en masa y en superficie respectivamente. En el caso de suelos, el riesgo radiológico está asociado con la permeabilidad la concentración de Radón en el suelo. La medición de estos parámetros permitió determinar el potencial geogénico de Radón. Los resultados de este estudio muestran que la exhalación de 222Rn en materiales de construcción y suelos puede variar significativamente. En materiales de construcción, se encontró una tasa de exhalación promedio de 14.01 ± 1.04 mBq kg−1 h −1 , con un rango de [4.50 ± 0.42] a [22.34 ± 1.30] mBq kg−1 h −1 . Además, se encontró una buena correlación entre la concentración total de Radio en los materiales de construcción y la tasa de exhalación de Radón, con un coeficiente de correlación R2 de 0.88. Los dos tipos de ladrillo mostraron las tasas de exhalación más altas, posiblemente debido a la cercanía de la zona de extracción de materia prima para su elaboración con regiones con una alta probabilidad de presentar uranio. Por otro lado, las muestras de yeso no mostraron exhalación significativa de 222Rn, lo que concuerda con la cantidad de Radio en estas muestras. Finalmente, los resultados obtenidos de índices radiológicos de todos los tipos de muestras son importantes ya que demuestran que los materiales de construcción estudiados no representan un riesgo para la salud al usarlos en la construcción de viviendas. / Radon exposure is a major concern due to its role in increasing the risk of lung cancer. To assess radiation exposure risks, measuring radon levels indoor air and characterizing the radiological hazard due to building materials is necessary. The radon exhalation rate in building materials was measured by closed-chamber accumulation over 24 h for dissociated or pulverized samples and 28 days for compacted materials. The Radon concentration in the chamber is measured regularly during this period and is used to calculate the Radon mass exhalation rate and Radon surface exhalation rate, respectively. In the case of soils, the radiological risk is associated with the geogenic potential of Radon. This parameter is obtained from the permeability and the concentration of Radon in the ground. The results of this study show that the radon exhalation rate in building materials and soils can vary significantly. In building materials, an average exhalation rate of 14.01 ± 1.04 mBq kg−1h −1 was found, with a range of [4.50 ± 0.42] to [22.34 ± 1.30] mBq kg−1 h −1 . In addition, a good correlation was found between the total Radium concentration in building materials and the Radon exhalation rate, with a correlation coefficient (R2 0.88). The radon exhalation rate in bricks is higher than in other samples. It can be because the area of raw material extraction for the elaboration of bricks is the closest to the uranium-producing possible regions. Gypsum samples did not show significant radon exhalation, which is consistent with the amount of radium in these samples. Finally, the results obtained for radiological indexes (Radium equivalent Raeq, Gamma index Iγ, and External hazard Hex) all types of samples are suitable for use as building materials because they present a low activity concentration.

Este trabajo se centra en el estudio de la radiactividad y, en particular, en la medición del gas radón en interiores. El objetivo principal es presentar un método alternativo de medición de radón utilizando detectores de huellas nucleares de estado sólido (SSNTDs) que permita realizar un monitoreo a mediana o gran escala y estimar la equivalencia de las mediciones realizadas con detectores desnudos y con una cámara de difusión. La radiactividad es una parte inherente al entorno humano y se ha experimentado exposiciones a dosis superiores a los valores actuales. Los radionucleidos, tanto de origen cósmico como terrestre, están presentes en alimentos, agua, materiales de construcción y seres vivos. Sin embargo, debido a los cambios rápidos y artificiales en el ambiente, la naturaleza no puede mitigarlos con la misma rapidez. Las radiaciones ionizantes pueden tener efectos perjudiciales en los sistemas biológicos y ecológicos, como la degeneración del tejido y el desarrollo de neoplasias. En Perú, los estudios preliminares indican que la población recibe dosis efectiva que de ahora en adelante llamaré dosis, comparables a los valores promedios mundiales, siendo la dosis debido al gas radón significativa en su aporte. Sin embargo, no existen valores propios de intervención establecidos por las organizaciones oficiales encargadas en Perú, lo que se está en la necesidad de realizar un estudio para determinar la concentración del gas radón en el país para determinar valores locales reales. Se conocen ciertas localidades en el mundo con altas concentraciones de radón y se plantea la posibilidad de que podrían existir también zonas anómalas en Perú. En cuanto a la metodología, se utilizarán detectores de huellas nucleares de nitrato de celulosa (LR-115) en modo desnudo y se propone un enfoque novedoso para la calibración de estos detectores. También se describe la estructura del trabajo, con capítulos dedicados a la radiactividad natural, los métodos de medición de radón, el análisis del detector LR-115,la calibración de los detectores y los resultados del monitoreo de radón en la ciudad de Lima. El trabajo concluye destacando la importancia de establecer regulaciones y recomendaciones sobre la protección contra la radiación ionizante del radón en viviendas y lugares de trabajo en Perú. Los resultados obtenidos se utilizarán para establecer valores límites y de intervención de concentración de radón y proporcionarán una base de datos para la creación de un mapa radiológico de Perú. / This work focuses on the study of radioactivity, particularly on the measurement of indoor radon gas. The main objective is to present an alternative method for radon measurement using solid-state nuclear track detectors (SSNTDs), enabling medium or large-scale monitor- ing and estimating the equivalency of measurements made with bare detectors and diffusion chambers. Radioactivity is an inherent part of the human environment, and exposures to higher doses have been experienced in the past to our days. Both cosmogenic and terrestrial radionuclides are present in food, water, building materials, and living organisms. However, due to rapid and artificial changes in the environment, nature cannot mitigate them at the same pace. Ionizing radiations can have harmful effects on biological and ecological systems, such as tissue degeneration and the development of neoplasms. Preliminary studies in Peru indicate that the population receives doses comparable to the global average values, with significant contributions from radon gas. However, there are no established intervention values by the official organizations in Peru, highlighting the need for a study to determine the concentration of radon gas in the country and establish accurate local values. Certain locations in the world are known to have high radon concentrations, raising the possibility of anomalous areas in Peru as well. Regarding the methodology, cellulose nitrate nuclear track detectors (LR-115) will be used in bare mode, and a novel approach for their calibration is proposed. The structure of the work is also described, with chapters dedicated to natural radioactivity, radon measurement methods, LR-115 detector analysis, detector calibration, and radon monitoring results in the city of Lima. The work concludes by emphasizing the importance of establishing regulations and recommendations for protection against ionizing radiation from radon in homes and workplaces in Peru. The obtained results will be used to establish concentration limits and intervention values for radon, providing a database for the creation of a radiological map of Peru.

Los efectos biológicos producidos por dosis bajas de radiación continúan siendo objeto de controversia. Cada cierto tiempo aparecen nuevos estudios a escala molecular y celular que arrojan luz sobre los mecanismos moleculares básicos que subyacen en las respuestas de los sistemas vivos a las radiaciones ionizantes. En esta tesis se muestran tanto la metodología empleada como los resultados obtenidos tras la irradiación in vitro de diferentes líneas celulares tumorales y no tumorales. Para irradiar los cultivos con dosis bajas (del orden del mGy) de radiación alfa se ha puesto a punto un dispositivo para disolver el gas radiactivo 222Rn en el medio de cultivo celular.Los resultados más interesantes han sido los obtenidos tras la irradiación de la línea MCF-7 de cáncer de mama humano metastásico. Junto con la observación de cambios en el crecimiento (no relacionadas linealmente con la dosis), los análisis genéticos revelaron modificaciones en la expresión de genes de la familia Bcl-2, reguladores de la muerte celular por apoptosis. En concreto, el gen bcl-xS (relacionado con quimiorresistencia en esta línea celular) sólo se expresó en los cultivos irradiados. Tras este resultado se analizó la influencia de la radiación sobre la sensibilidad de las MCF-7 a los fármacos Taxol y VP-16, observándose que los cultivos previamente irradiados respondían mejor al tratamiento con ambos quimioterápicos. / Biological effects due to low doses of radiation still remain as a controversial issue. Every certain time new studies on a cellular and molecular basis give out light on the basic mechanisms underlying the response of living systems to ionising radiation. In this thesis the methodology and results obtained after in vitro irradiation of tumour and normal cell lines are described. In order to expose cells to low doses of alpha particles, a new device for dissolving radioactive gas 222Rn in the culture medium was set up.The most remarkable results are those obtained after the irradiation of human breast metastasic cells of the line MCF 7. Together with influences on the growth rate (non linearly related with the dose of radiation), also genetic changes were observed in the expression of some Bcl 2 gene family members related with apoptotic cell death. In short, bcl xs (related with multidrug resistance phenomena in this cellular line) was only expressed in irradiated cell cultures. After this result, the influence of alpha irradiation on the sensibility of MCF 7 to the chemotherapeutic drugs Taxol and VP 16 was analysed, obtaining that those cell cultures previously irradiated showed an improved response to the action of the drugs.