Radiações Ionizantes e não – Ionizantes



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Radiações Ionizantes e não – Ionizantes.

Oferecem sério risco à saúde dos indivíduos expostos. São assim chamadas pois produzem uma ionização nos materiais sobre os quais incidem, isto é, produzem a subdivisão de partículas inicialmente neutras em partículas eletricamente carregadas. As radiações ionizantes são provenientes de materiais radioativos como é o caso dos raios alfa (a), beta (b) e gama (g), ou são produzidas artificialmente em equipamentos, como é o caso dos raios X.



RISCO DE RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA DE LÂMPADAS “DESCONHECIDAS”

Para saber se há risco de radiação UV perigosa de lâmpadas “desconhecidas”, basta obter o espectro de emissão da lâmpada. Se houver emissão abaixo de 320 nm (comprimento de onda em nanômetros), esta é potencialmente perigosa.

É bom lembrar que o “brilho” de uma lâmpada (parte visível) não tem nada a ver com o risco UV (que é invisível). Também relembramos que o tempo de exposição condiciona as doses perigosas, e que tempos relativamente curtos podem ser capazes de produzir lesões, em função da faixa de emissão (como descrito acima) e da potência da lâmpada. Assim, por exemplo, uma lâmpada germicida, que tem seu espectro com praticamente 100% da radiação no comprimento de onda de 253,7 nm (nanômetro), é altamente perigosa para pessoas nas suas proximidades, mesmo por poucos minutos, causando eritemas ou querato-conjuntivite.

Para relembrar o espectro: Comprimentos de onda acima de 780 nm já estão no infravermelho, a luz (visível) está entre 400 e 780 nm e a radiação ultravioleta fica posicionada abaixo dos 400 nm. A primeira porção do espectro UV, 400 a 320 nm, é a da luz negra ou UVA, e não causa normalmente efeitos agudos. Abaixo dos 320 nm teremos os efeitos agudos citados.

Qualquer lâmpada pode, portanto, ser analisada quanto ao seu risco, se soubermos qual é o seu espectro de emissão (este é um dado que o fabricante deve fornecer).

Células e a Radiação Ionizantes

Existe perigo em se expor a radiações ? A resposta é sim. Mas é importante saber que tipo de perigo as radiações possuem e o grau de periculosidade. Por exemplo, em 1998, foram relacionados 138.000 casos de acidentes envolvendo crianças e brinquedos nos Estados Unidos. Devemos proibir a venda de brinquedos? Não, isso seria ridículo. Antes de fazermos um julgamento sobre riscos, é preciso aprendermos mais sobre o tema.

 Uma das principais preocupações, sobre a exposição à radiação, é o potencial risco à vida da célula. Se uma radiação ionizantes entrar numa célula viva, ela pode ionizar os átomos que a compõem. Já que  um átomo ionizado é quimicamente diferente de um átomo eletricamente neutro, isto pode causar problemas dentro da célula viva.

Normalmente, estes problemas não são significantes. Uma grande percentagem do nosso corpo é feita de água, e a chance da ionização ocorrer na água é muito grande.

Quando o dano é feito a uma parte vital de uma célula, muitas vezes a própria célula pode reparar o problema através de mecanismos internos. Cada dano aos cromossomos e ao DNA podem ser reparados. Cromossomos contêm o DNA, que são importantes para habilitar as funções do corpo. o DNA é uma longa molécula encontrada em cada uma das células. As moléculas de DNA fornecem as instruções de como cada célula deve agir. Se o DNA em uma célula for afetado, ela poderá não executar suas funções adequadamente. A célula poderá morrer. Nosso corpo pode corrigir problemas no DNA. De fato, diariamente são corrigidos cerca de 100.000 cromossomos danificados.

Muitos problemas podem surgir se as correções não forem feitas rapidamente. Se os danos forem sérios, a célula poderá morrer. Também é possível que os danos alterem as funções da célula e, em alguns casos, a célula se cria réplicas de si mesma.  Isto pode gerar um CÂNCER.

Basicamente, podem ocorrer quatro situações quando uma radiação entra em uma célula:

1. A radiação pode atravessar a célula sem causar dano algum.
2. A radiação pode danificar a célula, mas ela consegue reparar o problema.
3. A radiação pode causar danos que não podem ser reparados e, para piorar tudo, a célula cria réplicas defeituosas de si mesma.
4. A radiação causa tantos danos a célula que ela morre.

Quanto às doses de radiação, grandes doses recebidas durante um curto período são mais perigosas do que as mesmas doses em um grande período. Quando ficamos expostos, a uma certa dose radiação, num longo período de tempo, nosso corpo tem tempo para reparar os danos. Porém, se o período for curto, os mecanismos de defesa podem não conseguir corrigir o dano, e a célula morre.

 Os danos, ao corpo,   podem ser grandes se a célula se reproduzir. No caso das células da medula, teremos um quadro de leucemia.

  No caso de mulheres,   o problema pode ser mais grave, pois se a exposição ocorrer durante uma gravidez, existe o risco de mutações no feto.

Radiação é um fenômeno natural que pode ocorrer de muitas formas. Dependendo da quantidade de energia, uma radiação pode ser classificada em ionizante ou não-ionizante. Radiações não-ionizantes possuem relativamente baixa energia.De fato, radiações não-ionizantes estão sempre a nossa volta. Ondas eletromagnéticas como a luz, calor e ondas de rádio são formas comuns de radiação não-ionizantes. Já as radiações ionizantes podem alterar o estado físico de um átomo e causar a perda de elétrons, tornando-os eletricamente carregados.Este processo chama-se ionização. Como exemplo citamos as radiações alfa, beta, nêutrons, gama ou raio-x.

No meio ambiente interplanetário a radiação merece uma séria consideração quando planejamos uma missão para outros planetas. Na Terra, ou em órbita da Terra, nós estamos protegidos da radiação (proveniente de várias fontes) pelo campo magnético da Terra. Já o espaço não proporciona a mesma proteção, e além disso é muito perigoso o risco de se estar exposto a essa radiação.

A radiação livre no espaço pode ser classificada em dois tipos: radiação eletromagnética e radiação ionizante.

 Radiação Eletromagnética, (E-M, Eletromagnetic Radiation):

O Sol é a principal fonte da radiação eletromagnética, outras fontes são desprezíveis em comparação. E-M radiação decresce no quadrado da distância do Sol. A intensidade da E-M na Terra é de 1390W/m2, em Marte é equivalente a 43% desse valor.
 Radiação Ionizante:

A radiação ionizante vem do espaço em três formas: Vento Solar e Raios Solares Cósmicos (SCR, Solar Cosmic Rays), Raios Cósmicos Galácticos (GCR, Galactic Cosmic Rays), e Cinturão Van Allen (The Van Allen Belts).



1- Vento Solar e Raios Solares Cósmicos (SCR, Solar Cosmic Rays):

O vento solar é um gás de prótons elétrons que sopra radialmente para fora do Sol, em uma velocidade de 400-500Km/s e com uma densidade de cerca de 5/cm3.Esse vento solar produz o Cinturão de Van Allen quando entram em contato com o campo magnético da Terra. Já os Raios Solares Cósmicos (SCR) são produzidos por tempestades na magnetosfera solar. Eles variam de intensidade entre 0,1 milhão de eletrovolts (MeV) a 10 MeV em grandes labaredas. A dose de radiação pode variar do desprezível ao letal. Infelizmente as labaredas são imprevisíveis. São mais prováveis de ocorrerem durante a máxima atividade solar. Essas partículas podem ser freadas, mas são de difícil detecção devido a natureza helicoidal do vento solar.



2- Raios Cósmicos Galácticos (GCR, Galactic Cosmic Rays):

A fonte dos Raios Cósmicos Galácticos (GRC) são as galáxias e as estrelas. O fluxo é constante e carregado por partículas altamente energéticas (0,1GeV), com o seu máximo perto do mínimo solar quando o campo magnético interplanetário é fraco. Devido serem a mais forte das mais energéticas energias, essas partículas são de difícil proteção.



3- Cinturão Van Allen (The Van Allen Belts):

O Cinturão Van Allen são anéis de radiação ao redor da Terra. A intensidade dos anéis varia de KeV a MeV e o anel inferior começa aproximadamente a 500Km.Uma longa permanência no cinturão pode ser fatal. Em órbitas baixas na Terra esse efeito pode ser evitado, mas esse efeito pode ocorrer em baixas órbitas de Marte.



Marte:

Marte é menos protegido que a Terra da radiação ionizante porque Marte não possui um campo magnético (o campo magnético de Marte é induzido e equivalente a apenas 1/10000 do terrestre) e sua atmosfera é muito tênue (~7mbar contra 1.013 mbar da Terra). Recentemente foram descobertos campos magnéticos localizados na crosta marciana (principalmente no hemisfério sul), sendo registros "fósseis" de um antigo, e muito mais forte, campo magnético global. Nessas regiões específicas do planeta, o nível de radiação certamente será bem menor.

De acordo com Biological effects of Ionizing Radiation Report, a probabilidade de desenvolver um câncer fatal é de 1,8% em 30 anos para cada 100rem recebido. Para uma exposição de 2 anos ou mais em uma missão para Marte, o aumento do risco de desenvolver o câncer aumentará em menos de 1%. Pessoas que nunca estiveram no espaço possuem um risco de desenvolver o câncer talvez maior que 20%. É claro que um aumento de 1% para o público em geral não é recomendado.

A questão do nível de radiação no solo marciano ainda não foi totalmente mensurado. Recentemente (abril de 2001) foi lançado a sonda Mars Odyssey 2001, que entre outros objetivos tem como objetivo determinar o exato risco e nível da radiação em Marte.

Provavelmente, no futuro, com o adensamento da atmosfera marciana esse problema será solucionado. Acredita-se que os problemas com a radiação cósmica podem ser superados com uma coluna de ar de 390 mbar. Logo, o objetivo inicial na terra formação deverá ser 390 mbar.

Doses de Radiação:



0,077 rem: Raios X médico e odontológico.

0,082 rem/ano: Radiação natural de fundo (raios cósmicos, radônio, etc).

0,14 rem/ano: dose normal ao nível do mar, proveniente dos raios cósmicos e da radiação natural das rochas.

0,5 rem/ano: moradores em vizinhança de usina nuclear.

5 rem/ano: trabalhador de usina nuclear.

25~50 rem: morte de células, especialmente do tecido linfático. A exposição a radiação ionizante, limita os astronautas ao máximo de 25 rem por mês e 50 rem por ano, não podendo exceder 400 rem durante sua vida.

50 rem: Dose típica para uma expedição de 2,5 anos a Marte, fora da magnetosfera da Terra. Mas o corpo pode se curar ao longo do tempo. Esse nível de radiação aumenta o risco de câncer em 1% por ano, aproximadamente como fumar por esse período.

100 rem: Após 03 horas aparece a embriagues de radiação, caracterizada por: insônia, cansaço, fraqueza geral, falta de apetite, enjôo, instabilidade psíquica, vômitos, dores de cabeça, diminuição de pressão sangüínea, diarréia, leucemia moderada, devido à diminuição da capacidade da medula óssea produzir células sangüíneas.

75~200 rem em 30 dias. O corpo não é capaz de reparar os danos de maneira tão rápida. O enjôo da radiação (vômitos, fadiga, queda de cabelo, defeitos em crianças devido a doses durante a gestação, desenvolvimento de câncer no futuro).

400 rem: Dose letal média, que provoca a morte de 50% da população exposta em 60 dias. Duas horas após a exposição tem-se:atrofia do baço, produção de bolhas e úlceras na pele, hemorragias, infecções, perda de cabelo, leucemia.Terapia: transfusões de sangue e antibióticos.

500 rem: Dose fatal. 100% de morte em 02 dias, pois há a destruição total da mucosa intestinal. Grandes explosões solares. Pode chegar a mais de 2.000 rems/hora.

1 roentgen é equivalente a cerca 50 radiografias de raio X. Durante a vida de um ser humano, os tecidos profundos suportam uma exposição de 100 a 400 rem, os olhos 400 rem e a epiderme pode suportar até 600 rem.



Dose letal para 50% dos indivíduos em 30 dias (rem): Carneiro= 250, Cachorro= 350, Homem= 450, Camundongo= 600, Rato= 700, Coelho= 800, Caracol= 20.000, Mosca de frutas= 80.000, Ameba= 100.000.
 Doses nas luas Galileanas:

Calisto: 0,01 rem/dia.

Ganimedes: 8 rem/dia.

Europa: 540 rem/dia.

Io: 3.600 rem/dia.

Thebe e os satélites interiores: 18.000 rem/dia.

O melhor escudo para a bloquear a radiação é a água que dissipa pouca radiação secundária. As sondas Pioneers 10 e 11 receberam mais de 1.000 vezes a dose letal humana, os seus componentes eletrônicos falharam e a sua câmera óptica escureceu. Vale lembrar que uma alta taxa de radiação não implica necessariamente a ausência de vida. Por exemplo, a bactéria Deinococcus radiodurans é extremamente resistente a radiação UV e a radiação ionizante, possuindo pigmentos que a protegem e um mecanismo super eficiente de reparação do DNA. Essa bactéria já foi encontrada vivendo na água de resfriamento dos reatores nucleares! Cresce e se reproduz em um ambiente com 6.000 rem/hora, dose essa encontrada a 1 mm de profundidade abaixo do gelo em Europa.

Novidades:

Os dados obtidos pela MARIE, durante janeiro de 2003, mostram níveis de radiação na órbita baixa de Marte na ordem de 25 milliradis dia, ou 9 rads ano. Este nível é duas vezes menor que a dose reguladora dos empregados de uma usina nuclear, não representando nenhuma ameaça significativa. Sendo assim, uma dose de 13 rads recebida durante uma missão de um ano e meio na superfície de Marte representaria uma aumento estatístico da possibilidade de contrair câncer de aproximadamente 0,25%. Em contraste, um fumante americano médio, recebe um aumento de 20% no aumento do risco de câncer. Assim, o risco da radiação em Marte é 1/100 tão perigoso quanto fumar.

RADIAÇÕES IONIZANTES E NÃO IONIZANTES

Definição:

As radiações não ionizantes, a luz ultravioleta, são aquelas menos energéticas.

A luz ultravioleta compreende a porção do espectro que vai de 150 a 3900 A, porém o comprimento de onda que possui maior atividade bactericida está ao redor de 2650 A.

A luz solar tem poder microbicida em algumas condições, pois a energia radiante da luz do sol é composta basicamente de luz ultravioleta e na superfície terrestre o comprimento de onda desta varia de 2870 a 3900 A, as de comprimento mais baixo são filtradas pela camada de ozônio, pelas nuvens e pela fumaça.

Mecanismo de ação

A radiação não ionizante é absorvida por várias partes celulares, mais o maior dano ocorre nos ácidos nucléicos, que sofrem alteração de suas pirimidas. Formam-se dímeros de pirimida e se estes permanecem (não ocorre reativação), a réplica do DNA pode ser inibida ou podem ocorrer mutações.

MECANISMOS DE REATIVAÇÃO

FOTO REATIVAÇÃO

Após uma exposição à radiação não ionizante, uma suspensão bacteriana terá ainda uma pequena parte de células viáveis, ou seja, capazes de formar colônias. Se a suspensão bacteriana após ser exposta à luz ultravioleta, ser então exposta à luz visível, a parte de células que restam ainda viáveis será maior. Este fenômeno ocorre devido a uma enzima fotodependente, que realiza a clivagem dos dímeros de timina do DNA, recuperando sua estrutura normal; então células que foram aparentemente lesadas sofrem uma reativação à luz visível, esta reativação porém nunca atinge 100% das células (APECIH, 1998).
REATIVAÇÃO NO ESCURO

Alguns microrganismos podem ainda realizar um processo de reparação da estrutura do DNA, através de um mecanismo que requer uma seqüência de reações enzimáticas. Uma enzima endonuclease dímero-específica e uma exonuclease dímero-específica extraem o dímero de pirimidas formado. A parte retirada é restaurada por outras enzimas, a DNA-polimerase que sintetiza o segmento faltante, e a DNA-ligase que restabelece o posicionamento do segmento.



Aplicações

A radiação ultravioleta não pode ser utilizada como processo de esterilização. Fatores como matéria orgânica, comprimento de onda, tipo de material, tipo de microrganismo e intensidade da radiação interferem na sua ação germicida.

Além disso, a radiação não ionizante não tem poder de penetração, age apenas sobre a superfície onde os raios incidem e não atravessam tecidos, líquidos, vidros, nem matéria orgânica. Alguns autores relatam ainda que o vírus HIV tem alta resistência à luz ultravioleta.

A aplicação da luz ultravioleta em hospitais se restringe à destruição de microrganismos do ar ou inativação destes em superfície.

 Esterilização por radiação ionizante



Definição

A radiação ionizante é um método de esterilização que utiliza a baixa temperatura, portanto que pode ser utilizado em materiais termo-sensíveis.

Certos átomos possuem a propriedade de emitirem ondas ou partículas de acordo com a instabilidade de seus núcleos, esta propriedade é chamada de radioatividade. Alguns elementos, como o Rádio e o Urânio, são naturalmente radioativos pois possuem seus núcleos instáveis, outros são produzidos artificialmente, como o Cobalto 60 e Césio 137.

A radiação ionizante é assim quando possui a capacidade de alterar a carga elétrica do material irradiado por deslocamento de elétrons.

Para fins de esterilização industrial as fontes de raios beta e gama são as utilizadas.

Radiação Beta

Este tipo de radiação é conseguida através da desintegração natural de elementos como o Iodo 131 ou Cobalto 60, ou ainda artificialmente por meio de máquinas aceleradoras de elétrons (eléctron beam).

O eléctron beam é utilizado para a esterilização de materiais plásticos de baixa espessura.

Radiação Gama

É produzida pela desintegração de certos elementos radioativos, o mais utilizado é o Cobalto 60. Os raios gama possuem grande penetração nos materiais.



Utilização

Este tipo de esterilização é utilizada, especialmente, em artigos descartáveis produzidos em larga escala (fios de sutura, luvas e outros)



Mecanismo de ação

A ação antimicrobiana da radiação ionizante se dá através de alteração da composição molecular das células, modificando seu DNA. As células sofrem perda ou adição de cargas elétricas.



Existem fatores ambientais, físicos e alguns compostos que influenciam na resposta celular à radiação aumentando ou diminuindo sua sensibilidade a esta. Há também microrganismos que são mais resistentes à radiação, como os esporos bacterianos; as leveduras e fungos têm resistência considerada média e os gram negativos têm baixa resistência à radiação.
Vantagens

Possui alto poder de penetração.

Atravessa embalagens de papelão, papel ou plástico.

O material que se esteriliza não sofre danos físicos ou outros que podem ocorrer nos demais processos.

 

Desvantagens



Custo elevado.

Necessidade de pessoal especializado.

Necessidade de controle médico constante para o pessoal que trabalha.

Conhecimentos escassos sobre o assunto nesta área - esterilização.

Proteção

A exposição à radiação ocupacional tem seus limites estabelecidos pela Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN - e as normas técnicas para seu uso são regulamentadas pelo Estado de São Paulo.

O uso de dosímetros (de uso pessoal) é necessário para que se avalie a exposição do indivíduo à radiação. Estes dosímetros registram a radiação acumulada. Além da utilização de dosímetros, testes laboratoriais e avaliações clínicas devem ser realizadas periodicamente para se detectar alguma complicação ou alteração clínica.



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