CALCULO DE BLINDAGEM

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2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005 
Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN 
ISBN: 85-99141-01-5 
 
INAC 2005, Santos, SP, Brazil. 
 
CÁLCULO DE BLINDAGEM PARA INSTALAÇÕES DE 
RADIOTERAPIA POR RAIOS X COM AUXÍLIO DE COMPUTADOR 
 
Paulo Sergio Pedrosa1, Sergio Gavazza2 e Marcos Santana Farias3 
 
 1 Instituto de Engenharia Nuclear (IEN / CNEN - RJ) 
Caixa Postal 68550 
21945-970 Rio de Janeiro, RJ 
pedrosa@ien.gov.br 
 
2 Departamento das Ciências Fundamentais, Radiação e Meio Ambiente 
Instituto Militar de Engenharia (IME –RJ) 
e 
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia (CETEC) 
Universidade Gama Filho 
Rua Manoel Vitorino 553 
20748-900 Rio de Janeiro, RJ 
gavazza@ugf.br 
 
3 Instituto de Engenharia Nuclear (IEN / CNEN - RJ) 
Caixa Postal 68550 
21945-970 Rio de Janeiro, RJ 
msantana@ien.gov.br 
 
 
 
 
RESUMO 
 
Este trabalho apresenta uma metodologia para cálculo de blindagens de raios X em instalações de radioterapia 
com auxílio de computador. Foi desenvolvido um programa amigável, chamado RadTeraX, em linguagem de 
programação Delphi que, através da entrada manual de dados de um projeto básico de arquitetura e de alguns 
parâmetros, interpreta a geometria e calcula as blindagens das paredes, do chão e do teto de uma instalação de 
radioterapia por raios X. Como produto final, este programa fornece uma tela gráfica no computador com todos 
os dados de entrada e o cálculo das blindagens, além da respectiva memória de cálculo. Ainda hoje, no Brasil, o 
cálculo da blindagem para instalações de radioterapia com raios X é feito tomando-se por base as 
recomendações da NCRP-49, que estabelece uma metodologia de cálculo necessária à elaboração de um projeto 
de blindagem. Entretanto, em altas energias, onde é necessária a construção de um labirinto, a NCRP-49 é 
insuficiente, de modo que neste campo, estudos foram feitos originando um artigo que propõe uma solução para 
o problema e esta solução foi implementada no programa. O programa pode ser aplicado na execução prática de 
projetos de blindagem para instalações de radioterapia e de modo didático em comparação a NCRP-49 e foi 
registrado sob o n° 00059420 no INPI – Instituto Nacional da Propriedade Industrial. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A portaria nº 3.535, de 2 de setembro de 1998, da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância 
Sanitária) estabelece, em seu capítulo 3, que o serviço de radioterapia deve, entre outras 
coisas, atender especificamente à norma CNEN-NE 3.06/90 – Requisitos de Radioproteção e 
Segurança de Radioterapia da Comissão Nacional de Energia Nuclear. Esta norma, por sua 
vez, no item 4.5.3 estabelece, entre outras coisas, que projetos de novas instalações e/ou 
modificações envolvendo blindagem estrutural serão revistos e aprovados por perito 
qualificado e estão sujeitos à aprovação por autoridade competente. 
INAC 2005, Santos, SP, Brazil. 
 
 
Ainda hoje, no Brasil, o cálculo da blindagem para instalações de radioterapia com raios X é 
feito tomando-se por base a recomendação NCRP-49 [1], que estabelece a metodologia de 
cálculo necessária à elaboração de um projeto de blindagem. No que concerne às altas 
energias, onde é necessária a construção de um labirinto, a NCRP-49 é insuficiente, de modo 
que neste campo, estudos foram feitos originando um artigo [2] que propõe uma solução para 
o problema. Considerando que a metodologia de cálculo estabelecida pela NCRP-49 e por 
recomendações adicionais envolve cálculos repetitivos, consulta a tabelas e outros, 
observa-se que esse processo poderia ser automatizado e que deste modo seria eliminado este 
trabalho tedioso que está sujeito a erros. No entanto, desconhece-se, particularmente no 
Brasil, a existência de qualquer software que execute estes procedimentos de cálculo. 
 
O enfoque deste trabalho [3] foi o desenvolvimento de uma metodologia de cálculo assistida 
por computador que possa, por meio da entrada de dados referentes aos elementos 
geométricos do referido projeto e dados do equipamento gerador de raios X, calcular a 
blindagem das paredes, piso e teto, e labirinto quando for o caso, de uma instalação de 
radioterapia por raios X, gerando como produto final, uma planta baixa básica das blindagens 
na tela do computador, especificando dois materiais possíveis de blindagem, que serão o 
concreto ou o chumbo, com as suas respectivas espessuras e, ainda, gerando uma memória de 
cálculo de todo o projeto. O programa gráfico resultante deste estudo fornecerá dados de 
saída juntamente com uma memória de cálculo, a partir de uma entrada manual de dados. 
 
Considerando que toda atividade de radioterapia por raios X deve atender aos requisitos de 
proteção radiológica, destacando-se dentre esses a blindagem, e que a automação elimina em 
boa parte o trabalho tedioso, gera maior precisão e economia de tempo do projetista, pode-se 
justificar e ressaltar a importância deste trabalho no sentido em que este objetiva o 
desenvolvimento de uma metodologia de cálculo assistida por computador para auxiliar os 
projetistas de blindagens de instalações de radioterapia por raios X na execução de seus 
projetos, contribuindo, assim, no aumento da precisão dos resultados e na economia de 
tempo. 
 
 
2. CÁLCULO MANUAL 
 
Esta seção tem a finalidade de apresentar os conceitos básicos, previstos na NCRP-49 e 
demais recomendações, para projetos de blindagem de instalações de radioterapia por 
raios X. A metodologia aqui empregada é a da determinação das blindagens por meio da 
utilização dos parâmetros citados na seção 2.1.2. em uma das 13 tabelas de dimensionamento 
de blindagem da NCRP-49. 
 
2.1. O Projeto da Blindagem 
 
2.1.1. As barreiras de proteção primária e secundária 
 
Existem dois tipos de barreiras de proteção: a barreira de proteção primária (bpp) e a barreira 
de proteção secundária (bps). 
 
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A barreira de proteção primária, posicionada entre a fonte e o individuo a ser protegido, tem a 
finalidade de atenuar o feixe útil. A barreira de proteção secundária, posicionada entre a fonte 
e o indivíduo a ser protegido, tem a finalidade de atenuar a radiação de fuga do equipamento 
e a radiação espalhada pelo paciente. A Fig. 1 mostra uma bpp protegendo um individuo em 
A de um feixe útil de raio X oriundo da fonte localizada em F, a uma distância d, dada pela 
equação 1; mostra também uma bps protegendo um individuo em B da radiação de fuga do 
cabeçote e espalhada pelo paciente de um feixe útil de raios X oriundo da fonte F a uma 
distancia d’, dada pela equação 2, de B. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Vista parcial de uma sala de radioterapia 
 
iafi ddd += (1) 
 
sec' dd = (2) 
 
onde: dfi = distância entre fonte e isocentro 
 dia = distância entre isocentro e a superfície externa da barreira de proteção primária 
mais 0,30 m. 
 dsec = distância entre fonte e a superfície externa da barreira de proteção secundária 
mais 0,30 m. 
 
Normalmente, o cabeçote do gerador de raio X gira em torno de um eixo, de modo que pode 
ser direcionado para 2 paredes, piso e teto, deste modo estas superfícies funcionarão com 
bpp, e as demais paredes como bps. 
barreira de proteção 
primária 
ba
rr
ei
ra
 d
e 
pr
ot
eç
ão
 
se
cu
nd
ár
ia
 F 
P 
B 
A 
dia 
dsec 
dfi Isocentro 
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2.1.2. Parâmetros utilizados na determinação da blindagem 
 
2.1.2.1. Máxima voltagem do equipamento 
 
Normalmente expressa em kVp (kilovolt pico), fornece a máxima voltagem aplicada no par 
anodo-catodo do tubo gerador de raios X. 
 
2.1.2.2. Distância entre a fonte e o ponto de interesse 
 
É a distancia d (equação 1) ou d’ (equação 2). A NCRP-49recomenda que o projetista 
considere o individuo a ser protegido situado a uma distância de 0,30m da superfície externa 
da barreira de proteção. 
 
2.1.2.3. A carga de trabalho 
 
A carga de trabalho (W), também conhecida por workload, é a medida de radiação produzida 
por um gerador de raios X em uma semana. As unidades de carga de trabalho utilizadas em 
geradores de raios X de instalações de radioterapia são: mA.min/semana ou Gy/semana à 
1 metro. 
 
2.1.2.4. Fator de ocupação 
 
O fator de ocupação (T) é um parâmetro adimensional relacionado à área a ser protegida, e 
corresponde à fração da carga de trabalho na qual uma pessoa ou um grupo de pessoas são 
submetidas à um feixe de raios X. O fator de ocupação pode assumir valores de: 1, 1/4 ou 
1/16. 
 
2.1.2.5. Fator de uso 
 
O fator de uso (U) é um parâmetro adimensional que indica a fração da carga de trabalho 
semanal na qual determinada barreira de proteção é submetida ao feixe principal de raios X. 
Na falta de valores práticos, os valores da tabela 1 podem ser utilizados. As bps terão um 
fator de uso sempre igual à 1, pois estarão sempre sujeitas à radiação de fuga e a espalhada. 
 
 
 
Tabela 1. Fator de uso 
 
Piso U=1 
Paredes U=1/4 
Teto U=1/4 
 
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2.1.2.6. Limite de dose equivalente efetiva semanal 
 
Como existem diferenças de valores para áreas livres entre a NCPR-49 e a norma 
CNEN-NE-3.01 que é utilizada no Brasil, e que pode ser vista na tabela 2, torna-se necessário 
adicionar um certo valor de camada decirredutora (TVL – Tenth Value Layer) aos valores de 
blindagem fornecidos pelas tabelas da NCRP-49. Os valores de camada decirredutora serão: 
x1 (equação 3) ou x2 (equação 4) para o caso de se utilizar as tabelas que vão de 4 MV à 
10 MV, onde só existem valores de blindagem para áreas restritas. 
 
 
 
Tabela 2. Limite de dose equivalente efetiva semanal. 
 
 NCRP-49 CNEN-NE-3.01 
Áreas restritas 1 mSv 1 mSv 
Áreas livres 0,1 mSv 0,02 mSv 
 
 
 
5log.1 TVLx = (3) 
 
50log.2 TVLx = (4) 
 
2.1.3. As tabelas de dimensionamento da blindagem 
 
Após terem sido determinados os parâmetros citados na seção 2.1.2., o projetista tem 
condições de determinar as espessuras das blindagens primárias e secundárias, de concreto ou 
de chumbo, pela utilização destes parâmetros nas tabelas da NCRP-49. A tabela 3 é uma 
mostra das 13 tabelas de dimensionamento de blindagem da NCRP-49 e é também a tabela 
utilizada para a realização do cálculo manual da tabela 5 deste artigo. Como a NCRP-49 não 
deixou explícita a possibilidade de interpolação dos valores das tabelas, recomenda-se 
aproximar o resultado para o valor mais crítico. 
 
 
2.1.4. Dimensionamento do labirinto 
 
Na faixa maior ou igual a 4 MV e menor ou igual a 10 MV, faz-se necessário a construção de 
um labirinto, que não deverá estar sujeito ao feixe principal, para que haja uma maior 
atenuação da radiação que chega à porta de acesso, caso contrário esta deverá ser muito 
pesada. 
 
Como a NCRP-49 é insuficiente com respeito à labirintos, estudos foram feitos originando 
um artigo [2], que propõe uma solução para o problema. Esta solução foi implementada no 
programa. 
 
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Tabela 3. Requerimentos mínimos de blindagem para instalações 
de terapia de 6MV para áreas restritas. 
 
WUT em R em 1 metro Distância em metros da fonte à área ocupada 
160.000 1,5 2,1 3,0 4,2 6,1 8,4 12,2 17 
80.000 1,5 2,1 3,0 4,2 6,1 8,4 12,2 17 
40.000 1,5 2,1 3,0 4,2 6,1 8,4 12,2 17 
20.000 1,5 2,1 3,0 4,2 6,1 8,4 12,2 
10.000 1,5 2,1 3,0 4,2 6,1 8,4 
5.000 1,5 2,1 3,0 4,2 6,1 
2.500 1,5 2,1 3,0 4,2 
Tipo de Barreira de proteção Material Espessura da Barreira em cm 
Primária Concreto 202 192 182 172 161 151 141 131 119 109 
Primária Chumbo 33 31 29,5 27,5 26 24,5 22,5 21 19 17,5 
Fuga (0,1%) Concreto 98,5 88 77,5 67,5 57 46,5 36 25,5 15,5 5 
Fuga (0,1%) Chumbo 16 14,5 12,5 11 9 7,5 6 4 2,5 1 
 
 
 
3. CÁLCULO POR COMPUTADOR 
 
O RadTeraX, produto deste trabalho, é um software desenvolvido na linguagem de 
programação “Delphi”, utilizando uma programação orientada a evento, que opera com dados 
inseridos pelo usuário em suas caixas de diálogos (Fig. 2) de modo a prover todas as 
informações do gerador de raios X e geométricas de um projeto básico de arquitetura. De 
posse de todas as informações necessárias para o cálculo da blindagem, o programa executa 
alguns cálculos preliminares e consulta um banco de dados contendo todas as 13 tabelas de 
dimensionamento de blindagem da NCRP-49. Após a consulta às tabelas, o RadTeraX 
executa os cálculos finais necessários ao dimensionamento das blindagens das paredes, piso, 
teto, porta e labirinto, se for o caso, de uma instalação de radioterapia por raios X, produzindo 
uma planta baixa básica das blindagens na tela do computador (Fig. 3) com todos os dados 
inseridos pelo usuário, as dimensões das blindagens e a respectiva memória de cálculo. O 
RadTeraX foi registrado sob o n° 00059420 no INPI – Instituto Nacional da Propriedade 
Industrial. 
 
No dimensionamento das blindagens para cada parede, piso, teto porta e labirinto da 
instalação de radioterapia por raios X, o RadTeraX apresentará duas opções como blindagem 
final, o concreto comum ou o chumbo, com densidades de 2,35 e 11,36 g/cm3 
respectivamente. 
 
A Fig. 4 mostra a tela do RadTeraX caso a tensão de operação escolhida seja igual ou menor 
que 3 MV, ou seja, sem a necessidade de construção de labirinto. 
 
 
 
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Figura 2. Uma das telas de entrada de dados do RadTeraX 
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Figura 3. Tela final do RadTeraX 
 
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Figura 4. Instalação sem a necessidade de labirinto
 
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4. RESULTADOS 
 
A finalidade desta seção é fazer um estudo de caso com o objetivo de serem comparados os 
resultados obtidos pelo RadTeraX com os resultados obtidos pelo cálculo convencional de 
blindagem de uma instalação de radioterapia por raios X efetuado manualmente. 
 
Tomando-se por base os dados de entrada da tabela 4, que são os mesmos utilizados na Fig. 3, 
e analisando os resultados obtidos pelos dois processos, manual e pelo RadTeraX, 
apresentados na tabela 5, verifica-se, claramente, a coerência dos resultados. 
 
 
 
Tabela 4. Dados de entrada do processo manual 
 
Tensão de operação do gerador de raios X = 6000KV 
Carga de trabalho (W) = 1000 Gy/sem. em 1m 
Distância do isocentro à fonte = 0,5m 
Todas as áreas adjacentes as paredes = Livres 
 Parede A Parede B Teto Piso Parede C Parede D Parede E 
Fator de Uso (U) 0,25 0,25 0,25 1 1 1 1 
Fator de Ocupação (T) 1 1 1/16 1/16 1/4 1/16 1 
Distância até o isocentro (m) 6 6 3,4 4 6 6 8,2 
 
 
 
Tabela 5. Comparação de resultados Manual x RadTeraX 
 
Resultados das blindagens 
Cálculo Manual RadTeraX 
Barreiras de 
proteção 
Chumbo Concreto Chumbo Concreto 
Parede A 32,01cm 199,61cm 32,01cm 199,61cm 
Parede B 32,01cm 199,61cm 32,01cm 199,61cm 
Teto 27,01cm 167,61cm 27,01cm 167,61cm 
Piso 30,51cm 189,61cm 30,51cm 189,61cm 
Parede C 15,51cm 94,61cm 15,51cm 94,61cm 
Parede D 12,01cm 74,11cm 12,01cm 74,11cm 
Blindagem F 10,51cm - 10,51cm - 
Porta do labirinto 4,229cm - 4,229cm - 
Parede E 4,084cm 27,67cm 4,084cm 27,67cm 
 
 
 
 
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5. CONCLUSÕES 
 
Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de cálculo, assistida por computador, que 
por meio de dados de entrada pôde calcular a blindagem das paredes, piso, teto e labirinto de 
uma instalação de radioterapia por raios X gerando, como produto final, uma planta baixa 
básica das blindagens na tela do computador, especificandoos materiais e a sua espessura e, 
ainda, gerando uma memória de cálculo de todo o projeto de blindagem sendo tudo isso feito 
com rapidez e confiabilidade. A consistência dos resultados obtidos no estudo de caso 
apresentado na seção 4 confirma isso. O RadTeraX permite, com segurança, executar o 
dimensionamento da blindagem de uma instalação de radioterapia por raios X seguindo, 
rigorosamente, a NCRP-49 e demais recomendações. 
 
Embora não seja uma versão comercial, o RadTeraX poderá auxiliar, desde já, os projetistas 
de blindagem de instalações de radioterapias por raios X permitindo-lhes, maior precisão e 
economia de tempo em seus projetos. No âmbito acadêmico, poderá ser utilizado como fonte 
de aprendizado e comparação de resultados. É importante frisar que nenhum software é isento 
de falhas, e que só o uso contínuo por parte dos mais diversos usuários e nas mais variadas 
situações levará a um refinamento de seu conteúdo. 
 
Deve-se observar que a Radioterapia não é composta somente por gerador de raios X, mas 
também por aceleradores de elétrons, emissores de radiação gama e beta. Portanto, seria 
interessante que se seguisse a mesma linha de desenvolvimento para estes outros ramos da 
Radioterapia. 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
1. National Council on Radiation Protection and Measurements, NCRP – Report no. 49: 
Stuctural Shielding Design and Evaluation for Medical Use of X Rays and Gamma Rays 
of Energies Up to 10 MeV, Washington D.C. (1979). 
2. P. S. Pedrosa, S. Gavazza e L. F. Bellido, “Uma Proposta para o Cálculo da Blindagem da 
Porta e da Parede Externa do Labirinto da Sala de Radioterapia Médica”, Revista de 
Física Aplicada e Instrumentação, Volume 17, n.2 pp. 70-74 (2004). 
3. P. S. Pedrosa e S. Gavazza, Cálculo de Blindagem para Instalações de Radioterapia por 
Raios X com Auxílio de Computador, M.Sc. Thesis, Instituto Militar de Engenharia – 
IME, Rio de Janeiro – RJ (2004).