Agua pesada (página 2)

Durante la Segunda Guerra Mundial, los aliados emprendieron un conjunto de acciones directas para impedir el acceso de los nazis al agua pesada (véase la Batalla del agua pesada). Hoy en día ha perdido parte de su importancia, al utilizarse también como moderadores en las centrales nucleares otros materiales como el agua normal o el grafito.

Radiactividad

(Redirigido desde Radioactividad)

Diagrama de Segrè. El color indica el periodo de semidesintegración de los isótopos radiactivos conocidos, también llamado semivida.

La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc. Debido a esa capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u otras.

La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables". Es decir que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X), sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el Uranio que con el transcurrir de los siglos acaba convirtiéndose en plomo.

Es aprovechada para la obtención de energía, usada en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades entre otras).

La radiactividad puede ser:

• Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza.

• Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

Radiactividad natural

Véase también: Radiactividad natural, Rayos cósmicos y Redradna

En 1896 Becquerel descubrió que ciertas sales de uranio emitían radiaciones espontáneamente, al observar que velaban las placas fotográficas envueltas en papel negro. Hizo ensayos con el mineral en caliente, en frío, pulverizado, disuelto en ácidos y la intensidad de la misteriosa radiación era siempre la misma. Por tanto, esta nueva propiedad de la materia, que recibió el nombre de radiactividad, no dependía de la forma física o química en la que se encontraban los átomos del cuerpo radiactivo, sino que era una propiedad que radicaba en el interior mismo del átomo.

El estudio del nuevo fenómeno y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente al matrimonio Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas como el torio, polonio y radio. La intensidad de la radiación emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por lo que dedujo Marie Curie que la radiactividad era una propiedad atómica. El fenómeno de la radiactividad se origina exclusivamente en el núcleo de los átomos radiactivos. Se cree que la causa que lo origina es debida a la interacción neutrón-protón del mismo.

Al estudiar la radiación emitida por el radio se comprobó que era compleja, pues al aplicarle un campo magnético parte de ella se desviaba de su trayectoria y otra parte no.

Pronto se vio que todas estas reacciones provenían del núcleo atómico que describió Rutherford en 1911, quien también demostró que las radiaciones emitidas por las sales de uranio eran capaces de ionizar el aire y de producir la descarga de cuerpos cargados eléctricamente.

Con el uso del neutrino, partícula descrita en 1930 por Pauli pero no medida hasta 1956 por Clyde Cowan y sus colaboradores, consiguió describirse la radiación beta.

En 1932 James Chadwick descubrió la existencia del neutrón que Wolfgang Pauli había predicho en 1930, e inmediatamente después Enrico Fermi descubrió que ciertas radiaciones emitidas en fenómenos no muy comunes de desintegración eran en realidad neutrones.

Radiactividad artificial

Símbolo utilizado tradicionalmente para indicar la presencia de radiactividad

Se produce la radiactividad inducida cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas. Si la energía de estas partículas tiene un valor adecuado penetran dentro del núcleo bombardeado y forman un nuevo núcleo que, en caso de ser inestable, se desintegra después radiactivamente. Fue descubierta por los esposos Jean Frédéric Joliot-Curie e Irène Joliot-Curie, bombardeando núcleos de boro y aluminio con partículas alfa. Observaron que las sustancias bombardeadas emitían radiaciones después de retirar el cuerpo radiactivo emisor de las partículas de bombardeo.

En 1934 Fermi se encontraba en un experimento bombardeando núcleos de uranio con los neutrones recién descubiertos. En 1938, en Alemania, Lise Meitner, Otto Hahn y Fritz Strassmann verificaron los experimentos de Fermi. Es más, en 1939 demostraron que parte de los productos que aparecían al llevar a cabo estos experimentos era bario. Muy pronto confirmaron que era resultado de la división de los núcleos de uranio: la primera observación experimental de la fisión. En Francia, Jean Frédéric Joliot-Curie descubrió que además del bario, se emitían neutrones secundarios en esa reacción, haciendo factible la reacción en cadena.

También en 1932 Mark Oliphant teorizó sobre la fusión de núcleos ligeros (de hidrógeno), describiendo poco después Hans Bethe el funcionamiento de las estrellas en base a este mecanismo.

El estudio de la radiactividad permitió un mayor conocimiento de la estructura del núcleo atómico y de las partículas subatómicas. Se abre la posibilidad de convertir unos elementos en otros. Incluso el sueño de los alquimistas de transformar otros elementos en oro se hace realidad, aunque no resulte rentable.

Clases y componentes de radiación

Clases de radiación ionizante y cómo detenerla.Las partículas alfa (núcleos de helio) se detienen al interponer una hoja de papel. Las partículas beta (electrones y positrones) no son capaces de atravesar una capa de aluminio. Sin embargo, los rayos gamma (fotones de alta energía) necesitan una barrera mucho más gruesa, pudiendo los más energéticos atravesar el plomo.

Se comprobó que la radiación puede ser de tres clases diferentes:

• Radiación alfa: Son flujos de partículas cargadas positivamente compuestas por dos neutrones y dos protones (núcleos de helio). Son desviadas por campos eléctricos y magnéticos. Son poco penetrantes aunque muy ionizantes. Son muy energéticos.

• Radiación beta: Son flujos de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) resultantes de la desintegración de los neutrones o protones del núcleo cuando este se encuentra en un estado excitado. Es desviada por campos magnéticos. Es más penetrante aunque su poder de ionización no es tan elevado como el de las partículas alfa. Por lo tanto cuando un átomo expulsa una partícula beta aumenta o disminuye su número atómico una unidad (debido al protón ganado o perdido).

• Radiación gamma: Son ondas electromagnéticas. Es el tipo más penetrante de radiación. Al ser ondas electromagnéticas de longitud de onda corta, tienen mayor penetración y se necesitan capas muy gruesas de plomo u hormigón para detenerlos.

Las leyes de desintegración radiactiva, descritas por Soddy y Fajans, son:

• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula alfa, la masa del átomo (A) resultante disminuye en 4 unidades y el número atómico (Z) en 2.

• Cuando un átomo radiactivo emite una partícula beta, el número atómico (Z) aumenta o disminuye en una unidad y la masa atómica (A) se mantiene constante.

• Cuando un núcleo excitado emite radiación gamma no varía ni su masa ni su número atómico, solo pierde una cantidad de energía h? (donde "h" es la constante de Planck y "?" es la frecuencia de la radiación emitida).

Las dos primeras leyes indican que cuando un átomo emite una radiación alfa o beta se transforma en otro átomo de un elemento diferente. Este nuevo elemento puede ser radiactivo, transformándose en otro, y así sucesivamente, dando lugar a las llamadas series radiactivas.

Causa de la radiactividad

En general son radiactivas las sustancias que no presentan un balance correcto entre protones o neutrones, tal como muestra el gráfico al inicio del artículo. Cuando el número de neutrones es excesivo o demasiado pequeño respecto al número de protones se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte debida al efecto del intercambio de piones pueda mantenerlos unidos. Eventualmente el desequilibrio se corrige mediante la liberación del exceso de neutrones o protones, en forma de partículas a que son realmente núcleos de Helio, partículas ÃY que pueden ser electrones o positrones. Estas emisiones llevan a dos tipos de radiactividad mencionados:

• Radiación a, que aligera los núcleos atómicos en 4 unidades másicas, y cambia el número atómico en dos unidades.

• Radiación ÃY, que no cambia la masa del núcleo, ya que implica la conversión de un protón en un neutrón o viceversa, y cambia el número atómico en una sola unidad (positiva o negativa, según la partícula emitida sea un electrón o un positrón).

La radiación por su parte se debe a que el núcleo pasa de un estado excitado de mayor energía a otro de menor energía, que puede seguir siendo inestable y dar lugar a la emisión de más radiación de tipo a, ÃY o ?. La radiación ? es por tanto un tipo de radiación electromagnética muy penetrante ya que tiene una alta energía por fotón emitido.

Símbolo

Símbolo utilizado tradicionalmente para indicar la presencia de radiactividad.

Nuevo símbolo de advertencia de radiactividad adoptado por la ISO en 2007 para fuentes que puedan resultar peligrosas. Estandard ISO #21482

El 15 de marzo de 1994, la Agencia Internacional de la Energía Atómica dio a conocer un nuevo símbolo de advertencia de radiactividad con validez internacional. La imagen fue probada en 11 países.

Contador Geiger

Cuando una partícula radiactiva se introduce en un contador Geiger, produce un breve impulso de corriente eléctrica. La radiactividad de una muestra se calcula por el número de estos impulsos.

Periodo de semi desintegración radiactiva

La desintegración radiactiva sigue una ley de decaimiento exponencial:

N(t) = N0e – ?t

donde

• N(t) es el número de radionúclidos existentes en un instante de tiempo t.

• N0 es el número de radionúclidos existentes en el instante inicial t = 0.

• ?, llamada constante de desintegración radiactiva, es la probabilidad de desintegración por unidad de tiempo. A partir de la definición de actividad (ver Velocidad de desintegración) es inmediato ver que la constante de desintegración es el cociente entre el número de desintegraciones por segundo y el número de átomos radiactivos ().

Se llama vida media de un radioisótopo al tiempo promedio de vida de un átomo radiactivo antes de desintegrarse. Es igual a la inversa de la constante de desintegración radiactiva ().

Al tiempo que transcurre hasta que la cantidad de núcleos radiactivos de un isótopo radiactivo se reduzca a la mitad de la cantidad inicial, se lo llama periodo de semidesintegración, período, semiperiodo o semivida (no confundir con vida media) (). Al fin de cada período la radiactividad se reduce a la mitad de la radiactividad inicial. Cada radioisótopo tiene un semiperiodo característico, en general diferente del de otros isótopos.

Ejemplos:

Velocidad de desintegración

La velocidad de desintegración o actividad radiactiva se mide en Bq, en el SI. Un becquerel vale 1 desintegración por segundo. También existen otras unidades como el rutherford, que equivale a 106 desintegraciones por segundo, o el curio, Ci, que equivale idénticamente a 3,7·1010 desintegraciones por segundo (unidad basada en la actividad de 1 g de 226Ra que es cercana a esa cantidad).

La velocidad de desintegración es la tasa de variación del número de núcleos radiactivos por unidad de tiempo:

Dada la ley de desintegración radiactiva que sigue N(t) (ver Periodo de demidesintegración) es inmediato ver que:

donde:

• es la actividad radiactiva en el instante

• es la actividad radiactiva inicial (cuando

• es la base de los logaritmos neperianos

• es el tiempo transcurrido

• es la constante de desintegración radiactiva, que es propia de cada radioisótopo

La actividad también puede expresarse en términos del número de núcleos a partir de su propia definición. En efecto:

Ley de la radiosensibilidad

La ley de la radiosensibilidad (también conocida como ley de Bergonie y Tribandeau) dice que los tejidos y órganos más sensibles a las radiaciones son los menos diferenciados y los que exhiben alta actividad reproductiva. Como ejemplo, tenemos:

• Tejidos altamente radiosensibles: epitelio intestinal, órganos reproductivos (ovarios, testículos), médula ósea, gláundula tiroides.

• Tejidos medianamente radiosensibles: tejido conectivo.

• Tejidos poco radiosensibles: neuronas, hueso.

Consecuencias para la salud de la exposición a las radiaciones ionizantes

Los efectos de la radiactividad sobre la salud son complejos. Dependen de la dosis absorbida por el organismo. Como no todas las radiaciones tienen la misma nocividad, se multiplica cada radiación absorbida por un coeficiente de ponderación, para tener en cuenta las diferencias. Esto se llama dosis equivalente, que se mide en sieverts, ya que el becquerel mide mal la peligrosidad de un elemento puesto que considera como idénticas los tres tipos de radiaciones (alfa, beta y gamma). Una radiación alfa o beta es relativamente poco peligrosa fuera del cuerpo. En cambio, es extremadamente peligrosa cuando se inhala. Por otro lado, las radiaciones gamma son siempre dañinas puesto que se les neutraliza con dificultad.

Véase también: Radiación ionizante

Riesgos para la salud

El riesgo para la salud no sólo depende de la intensidad de la radiación y la duración de la exposición, sino también del tipo de tejido afectado y de su capacidad de absorción, por ejemplo, los órganos reproductores son 20 veces más sensibles que la piel.

Véase también: Contaminación radiactiva

Dosis aceptable de irradiación

Hasta cierto punto, las radiaciones naturales (emitidas por el medio ambiente) son inofensivas. El promedio de tasa de dosis equivalente medida a nivel del mar es de 0,00012 mSv/h (0,012 mrem/h).

La dosis efectiva (suma de las dosis recibida desde el exterior del cuerpo y desde su interior) que se considera que empieza a producir efectos en el organismo de forma detectable es de 100 mSv (10 rem) en un periodo de 1 año.[1]

Los métodos de reducción de la dosis son: 1) Reducción del tiempo de exposición, 2) aumento del blindaje y 3) aumento de la distancia a la fuente radiante.

A modo de ejemplo, se muestran las tasas de dosis en la actualidad utilizadas en una central nuclear para establecer los límites de permanencia en cada zona, el personal que puede acceder a ellas y su señalización:

Dosis efectiva permitida

La dosis efectiva es la suma ponderada de dosis equivalentes en los tejidos y órganos del cuerpo procedentes de irradiaciones internas y externas. En la Unión Europea, la Directiva 96/29/EURATOM limita la dosis efectiva para trabajadores expuestos a 100 mSv durante un período de cinco años consecutivos, con una dosis efectiva máxima de 50 mSv en cualquier año, existiendo otros límites concretos de dosis equivalentes en determinadas zonas del cuerpo, como el cristalino, la piel o las extremidades, además de límites concretos para mujeres embarazadas o lactantes. Para miembros del público, el límite de dosis efectiva es de 1 mSv por año, aunque en circunstancias especiales puede permitirse un valor de dosis efectiva más elevado en un único año, siempre que no se sobrepasen 5 mSv en cinco años consecutivos.[2]

En el caso de intervenciones (emergencias radiológicas), sin embargo, estos límites no son aplicables. En su lugar se recomienda que, cuando pueden planificarse las acciones, se utilicen unos niveles de referencia. En estos casos las actuaciones comienzan cuando la dosis al público puede superar los 10 mSv en dos días (permanencia en edificios). En cuanto a los trabajadores se intentará que la dosis que reciban sea siempre inferior al límite anual, salvo en medidas urgentes (rescate de personas, situaciones que evitarían una dosis elevada a un gran número de personas, impedir situaciones catastróficas). En estos casos se intentará que no se supere el doble del límite de dosis en un solo año (100 mSv), excepto cuando se trate de salvar vidas, donde se pondrá empeño en mantener las dosis por debajo de 10 veces ese límite (500 mSv). Los trabajadores que participen en acciones que puedan alcanzar este nivel de 500 mSv deberán ser oportunamente informados y ser voluntarios.[3]

La dosis efectiva es una dosis acumulada. La exposición continua a las radiaciones ionizantes se considera a lo largo de un año, y tiene en cuenta factores de ponderación que dependen del órgano irradiado y del tipo de radiación de la que se trate.

La dosis efectiva permitida para un trabajador que trabaje con radiaciones ionizantes (por ejemplo en una central nuclear o en un centro médico) es de 100 mSv en un periodo de 5 años, no pudiendo superar en ningún caso los 50 mSv en un único año. Para las personas que no trabajan con radiaciones ionizantes este límite se fija en 1 mSv al año. Estos valores se establecen por encima del fondo natural (que en promedio es de 2,4 mSv al año en el mundo).

Las diferencias en los límites establecidos entre trabajadores y otras personas se deben a que los trabajadores reciben un beneficio directo por la existencia de la industria en la que trabajan, y por tanto, asumen un mayor riesgo que las personas que no reciben un beneficio directo.

Por ese motivo, se fijan para los estudiantes, unos límites algo superiores a los de las personas que no trabajan con radiaciones ionizantes pero algo inferior a las personas que trabajan con radiaciones ionizantes. Para ellos se fija un límite de 6 mSv en un año.

Además, esos límites se establecen en función de ciertas hipótesis, como es la del comportamiento lineal sin umbral de los efectos a la salud de las radiaciones ionizantes (el modelo LNT). A partir de este modelo, basado en medidas experimentales (de grandes grupos de personas expuestas a las radiaciones, como los supervivientes de Hiroshima y Nagasaki) de aparición de cánceres, se establecen límites de riesgo considerado aceptable consensuados con los organismos internacionales como el OIT, y a partir de esos límites se calcula la dosis efectiva resultante.

Véase también: Modelo lineal sin umbral

Ejemplos de isótopos radiactivos naturales

• Uranio 235U y 238U

• Torio 234Th y 232Th

• Radio 226Ra y 228Ra

• Carbono 14C

• Tritio 3H

• Radón 222Rn

• Potasio 40K

• Polonio 210Po

Ejemplos de isótopos radiactivos artificiales

• Plutonio 239Pu y 241Pu

• Curio 242Cm y 244Cm

• Americio 241Am

• Cesio 134Cs, 135Cs y 137Cs

• Yodo 129I, 131I y 133I

• Antimonio 125Sb

• Rutenio 106Ru

• Estroncio 90Sr

• Criptón 85Kr y 89Kr

• Selenio 75Se

• Cobalto 60Co

• Cloro 36Cl

La radiactividad también ayuda al hombreSi bien una dosis excesiva de radiación puede resultar peligrosa, se ha descubierto que, suministrándola en dosis adecuadas, la radiactividad puede curar enfermedades tan graves como algunos tipos de cáncer y detectar otros tipos de enfermedad, que antiguamente eran difíciles de diagnosticar.Por eso en los modernos hospitales emplean con mucha frecuencia isótopos radiactivos.La radiactividad puede tener muchos usos. Los isótopos radiactivos se utilizan muy a menudo en la industria, para inspeccionar soldaduras, o piezas de fundición, para detectar fugas de tuberías enterradas y muchas otras aplicaciones.Las aplicaciones médicas de los isótopos también prestan grandes servicios al hombre. Sirven normalmente para diagnósticar y localizar tumores. La principal aplicación-médica es el tratamiento del cáncer. Las radiaciones se utilizan para destruir las células malignas.Desde hace algunos años la radiactividad se viene utilizando para otros trabajos, además de los médicos. Así en la actualidad se emplea para modificar ciertas especies vegetales y conseguir de esta forma mejores cosechas. Se utiliza también en la conservación de alimentos, pues cuando se les irradia se destruyen los gérmenes que producen descomposición.También los isótopos radiactivos se emplean frecuentemente en trabajos de investigación en diferentes ramas de la ciencia, como la historia, la arqueología, etc.

Aplicaciones de los isótopos radiactivos en la producción y conservación de alimentos

Discurso pronunciado por la Académica Correspondiente

Ilma. Dra. Dª. M. Magdalena Gálvez Morros

8 de Marzo de 2000

Introducción.

El  fenómeno de la radiactividad  es tan antiguo como el Universo. La radiactividad forma parte de la naturaleza y de la vida del hombre y ha precedido a este en su aparición sobre la tierra. Todo en nuestro mundo  contiene pequeñas cantidades de isótopos radiactivos que originan la radiactividad natural.

Nuestra dieta diaria contiene entre 150-200 Becquerelios de radiactividad; incluso nuestro  organismo contiene elementos radiactivos: los músculos contienen potasio – 40  y  carbono – 14, los huesos radio –226 y potasio –214 y los pulmones radón –222, entre otros.

El hombre ha convivido con la radiactividad desde su aparición sobre la tierra y resulta paradójico que sea precisamente en el siglo XX, cuando por fin  ha conseguido usarla para su beneficio, cuando se ha desarrollado  un sentimiento colectivo de rechazo hacia la radiactividad y sus aplicaciones.

Hoy por hoy, radiactividad para el hombre de la calle es sinónimo de malformaciones, cáncer y peligros desconocidos. Las radiaciones ionizantes evidentemente conllevan un riesgo, pero es controlable y puesto que, sin que podamos evitarlo, forman parte de nuestro mundo, es importante conocerlas; sin embargo, no sólo para el hombre de la calle, sino incluso para gentes de cultura media,  la  radiactividad sigue siendo una parcela de la ciencia desconocida y misteriosa.

Voy a intentar en esta charla simultanear dos objetivos:

1º-       Exponer los conceptos generales de la Radiactividad de forma simplificada.

2º-       Ofrecer una visión generalizada de las ventajas que la humanidad ha obtenido con la utilización de los isótopos radiactivos en los campos agrícola, ganadero y alimentario

Aunando objetivos, me gustaría "desdramatizar"  la palabra radiactividad  y contribuir  a que se pierda ese miedo atávico  basado en la incomprensión y se sustituya por la utilización inteligente y responsable basada en el conocimiento

Origen y formación de los isótopos radiactivos naturales.

Hace 5.000 millones de años tuvo lugar con el  "Big- Bang"  el origen de nuestro mundo. Se formaron entonces los elementos químicos y sus isótopos, unos con configuración  estable  y otros inestable.

"La estabilidad de los átomos depende de la relación neutrones / protones de su núcleo".

Para átomos pequeños, de bajo número atómico, como el carbono  por ejemplo, esta relación debe ser es igual a  la unidad. Para los elementos  más pesados, con mayor número atómico esta relación deberá ser mayor que la unidad, ya que será  necesario un mayor número de neutrones para neutralizar las mayores fuerzas de repulsión entre los protones de la misma carga. Cuanto más se aleje, por exceso ó por defecto el número de neutrones del núcleo, de esta relación ideal, tanto más intensa será la tensión interna y mayor la velocidad con la que el núcleo liberará el exceso de energía emitiendo algún tipo de radiación.

"Los átomos inestables tenderán a evolucionar hacia formas más estables liberando su exceso de energía en forma de radiaciones a, b y ?"

Con estas emisiones los elementos radiactivos van perdiendo masa y  trasformándose sucesivamente en átomos más pequeños (Radionucleidos hijos) hasta que consiguen una configuración estable.

A estas  emisiones se les conoce como  Radiactividad y a los átomos inestables que las emiten Isótopos radiactivos o Radionucleidos.

"La radiactividad emitida por una muestra radiactiva desaparecerá cuando todos sus átomos, por emisión de estas radiaciones, se hayan trasformado en otros estables".

El tiempo que un átomo radiactivo tarda en llegar a ser estable es diferente en cada uno, en unos como el uranio se necesitan miles de millones de años, mientras que otros tienen una vida media de unas horas. Llamamos Vida media o Periodo de semidesintegración al tiempo necesario para que la radiactividad del radionucleido disminuya a la mitad. Todos los isótopos radiactivos que se formaron en el Big-Bang han ido decayendo en su radiactividad a lo largo del tiempo, los de vida corta han llegado con forma estable a nuestros días, pero aquellos con una vida media superior a la edad de la tierra ( 5.000 millones de años)  se mantienen aún radiactivos y son la causa principal de la radiactividad natural.

U -238 = 4.47 x 109 años.

U-235= 7.1 x 108 años.

Th-232 = 232 x 108 años.

Estos radionucleidos primordiales son los cabezas de las series radiactivas y hasta 1934 todos los isótopos que se utilizaban eran miembros de estas series.

A la serie del U-238, pertenece el Ra-226 , el primer isótopo natural aislado por Madame Curie, que recibió por ello el premio  Nobel en 1903,  con  éste  se inició el tratamiento de tumores cancerosos (Radioterapia).

Todos los isótopos hijos del uranio son sólidos y cuando se forman en los depósitos uraníferos, el mismo terreno actúa de blindaje natural, excepto con el Radón, único isótopo gaseoso de la serie, que precisamente por su naturaleza gaseosa, se escapa al medio ambiente y es por esto el principal causante de la radiactividad ambiental.

Unidades de medida

La radiactividad puede medirse:

en función de la actividad emitida por el foco radiactivo emisor, o en función de  la dosis absorbida por el foco receptor.

La actividad de una sustancia radiactiva indica cuantos núcleos inestables se trasforman por segundo y emiten radiaciones y va  disminuyendo a medida que los núcleos inestables van haciéndose  estables.

La primera unidad de emisión de radiactividad que se adoptó fue  el Curio, que se definió como la radiactividad emitida por un gramo de Radio en un segundo.

Con la implantación del sistema internacional se adoptó como unidad el Becquerelio  que corresponde a la radiactividad emitida por un átomo que produzca una desintegración por segundo. El Becquerelio (llamado así en honor a Henry Becquerel el primer científico que descubrió la radiactividad)  es una unidad muy pequeña por lo que se utilizan sus múltiplos.

            1Curio = 37 x 109 Becquerelios

pero los efectos de la radiación dependen no sólo de la cantidad de energía radiante que llega al objeto irradiado sino también de la cantidad de energía  que este objeto es capaz de absorber, que dependerá también de otros factores como: el tiempo de exposición, la  distancia que lo separa de la fuente radiactiva y la densidad de éste.

A la energía absorbida por unidad de masa se le llama dosis de radiación y se medirá, por tanto, en unidades de energía. Desde 1988, fecha en que se adopta el Sistema Internacional (SI), la unidad de dosis es el Gray (Gy). Se dice que un cuerpo ha recibido una dosis de 1 Gray, cuando ha absorbido un julio de energía radiante por kilo. Anteriormente se usaba el RAD (Radiation Absorbed Dose) que corresponde a 100 ergios absorbidos por gramo, luego

            1 Gray = 100 RAD

Si la radiación afecta al hombre, la dosis de radiación absorbida se mide en Sieverts, en esta unidad se tiene en cuenta no sólo la energía recibida sino también si la radiación es de tipo a o ÃY y el tipo de células a las que afecta.

1 Gray = 1 Sievert . Q ;           Q= 1, si la radiación es de tipo ?

Q= 20, si la radiación es de tipo a.

Producción de isótopos radiactivos artificiales.

En el siglo  XX, el hombre no sólo ha aprovechado los isótopos  que la naturaleza le ofrece,  sino  ha creado otros nuevos que emplea en multitud de aplicaciones en beneficio de la humanidad.

Cabe a Enrico Fermi la gloria de producir en 1935 los primeros  Isótopos Radiactivos bombardeando átomos estables con neutrones y tranformándolos así en radiactivos, trabajo que le valió el premio Nobel en 1938.

Actualmente los isótopos radiactivos se producen comercialmente por grandes compañías. Uno de los más utilizados es el Co-60,  más del 80% del Co-60 que se utiliza en el mundo lo produce la compañía NORDION  INTERNATIONAL en Ontario (Canadá), a partir del cobalto-59 natural extraído de sus minas. Para producirlo hay que introducir un neutrón en el núcleo, esta operación necesita de una gran energía que es suministrada por el reactor nuclear  Candu.

El Co-60 producido, siempre manejado por control remoto, se encapsula en agujas concéntricas, que se colocan en una gradilla cilíndrica, que se introduce para su transporte en los contenedores sellados Nordion f.168, diseñados para que  no se escape radiactividad y sujetos a rigurosos controles internacionales que aseguran su hermeticidad. Los contenedores de Co-60  tienen una garantía de 15 años y hay que ir reponiendo las agujas cuando va decayendo su radiactividad. La vida media de este isótopo es de 5,27 años.

Cuando el isótopo que va a utilizarse tiene una vida media corta (días u horas), se sintetiza en laboratorios de investigación próximos al centro de utilización como es el caso del F-18, (vida media 110 minutos), que se sintetiza en el centro PET de la UCM .

Aplicaciones de la radiactividad en la producción de alimentos.

A lo largo de los siglos, la humanidad ha ensayado todas las formas posibles de aumentar la cantidad y la calidad de su producción agrícola y pecuaria, imprescindible para su subsistencia.

En el siglo XX la explosión demográfica hace también que una de las mayores prioridades de nuestro mundo actual sea la producción de alimentos sanos para toda la población. Se realizan grandes esfuerzos para mejorar la producción agropecuaria, pero esto no es suficiente, la conservación y protección de los alimentos contra las pérdidas resultantes por la contaminación de insectos o microorganismos es uno de los retos actuales de la humanidad.

Entre los últimos recursos que el hombre ha puesto al servicio de este objetivo está el empleo de las radiaciones de los isótopos radiactivos. Resulta difícil resumir todas sus aplicaciones en las investigaciones agrícolas que han dado como resultado:

Mejora en el rendimiento de las cosechas.

Optimización  de la eficacia de los fertilizantes.

Aprovechamiento mas eficiente del agua en los sistemas de regadío.

Mayor protección de las cosechas contra el ataque de los insectos.

Los isótopos radiactivos pueden aplicarse: como trazadores o como fuente de radiaciones

Aplicaciones como trazadores.

En las aplicaciones como trazadores los isótopos radiactivos se añaden a sus isótopos estables naturales y al tener las mismas propiedades químicas (no olvidemos que son el mismo elemento) se mezclan íntimamente y ya no se pueden separar, con lo que el elemento natural se convierte también en isótopo radiactivo y puede seguirse su paso por la estela radiactiva que emite.

Imaginemos que queremos estudiar cómo el nitrógeno se absorbe por las plantas, desde los fertilizantes. Añadiremos nitrógeno radiactivo al abono y por la forma como se distribuye la radiactividad en la planta deduciremos el metabolismo de fijación de este nutriente. A esta técnica se le llama marcado radiactivo.

Gracias a  moléculas marcadas con isótopos, como por ejemplo 14-CO2 marcado con  C-14 ó el Fosfato marcado con P-32,  se ha conseguido  seguir las rutas de la fotosíntesis  y, con isótopos radiactivos de nitrógeno y potasio, seguir el mecanismo de asimilación de nutrientes. lo que ha permitido una utilización más eficaz de los fertilizantes.

Aplicaciones como fuente de radiaciones.

En estas aplicaciones, el isótopo radiactivo pierde completamente su carácter de trazador porque se confina en una cápsula metálica, que suele estar colimada para que la radiación salga solo en una determinada dirección, es decir el isótopo se utiliza solo como foco emisor de radiaciones.

Las radiaciones de los isótopos radiactivos son ionizantes y aplicadas a las células vivas no alteran los principios inmediatos, pero al ionizar el ADN inhiben o modifican su capacidad de duplicación, en esta propiedad se basan las siguientes aplicaciones:

Mejora de las variedades de cultivos agrícolas por selección de  mutantes

La mejora en el rendimiento de las cosechas se ha conseguido; por ejemplo, introduciendo nuevas variedades de cultivos agrícolas conseguidas por mutaciones inducidas por las radiaciones. La irradiación de semillas produce mutaciones en sus genes, la mayoría no aportan nada positivo, pero una pequeña fracción de ellas da lugar a variantes genéticas de interés, creándose así variedades de cultivos de alto rendimiento, bien adaptadas al medio y con mayor resistencia en las enfermedades.

Se han producido ya mil quinientas variedades mejoradas, de las cuales el 90% se  han conseguido gracias a la radiación. Entre los éxitos que han reportado mayores beneficios económicos, citaremos: un mutante de algodón que se consigue en 1983 y se aplica en Pakistán que duplica la producción de las cosechas; un mutante de arroz que se consigue en China en 1985  que madura en sólo veinticinco días y tiene mayor cantidad de proteína que las variedades tradicionales, una nueva variedad del sorgo, planta que ha mejorado mucho con esta técnica, etc.

Control de las plagas de insectos por la técnica TIE

La técnica de insectos estériles consiste en criar insectos de la especie que se quiere eliminar, en grandes plantas de cría, luego se esterilizan sexualmente con radiaciones, y una vez estériles se sueltan desde avionetas entre la población natural. Cuando los insectos estériles se acoplan con los silvestres no se producen crías y de esta manera se consigue eliminar plagas de forma mucho más limpia, desde el punto de vista medioambiental, que con los plaguicidas.

La "mosca del gusano barrenador del nuevo mundo", una plaga devastadora de los animales domésticos, fue el primer insecto así erradicado. La primera campaña se hizo en 1954 en la Isla de Curacao, luego se han hecho campañas en Méjico y en el Sur de Estados Unidos, solamente los rancheros de Texas reportan un ahorro anual de cien millones de dólares por haber erradicado este insecto.

Otro insecto, que también se ha podido erradicar en muchas zonas de África gracias a esta técnica, es la "mosca Tse-Tse", productora de la enfermedad del sueño en el hombre y de la tripanosimiasis bovina en los animales. Este insecto produce en el África Subsahariana unas pérdidas evaluadas en un billón de dólares al año.

En Ungaja, la isla principal de Zanzíbar, seriamente infestada por la "mosca Tse-Tse", se comienza la campaña de erradicación  en 1994. En los comienzos se soltaban unos 25.000 insectos estériles por semana, que se  marcaban con un tinte para reconocerlos, incrementándose la suelta hasta unos 70.000 insectos por semana en 1996. A lo largo de la isla se instalaron trampas metálicas para seguir el proceso y resultados de la técnica. La última mosca salvaje fue capturada en la semana 34 de1996, a pesar de ello se continúa la suelta de machos estériles hasta finales de1997, interrumpiéndose a partir de entonces porque en esta isla la "mosca Tse-Tse" ha pasado a ser un recuerdo del pasado y es poco probable que se produzca la reinfestación ya que el continente se encuentra a 36 km de distancia.

Mejora de la producción pecuaria

No solamente los isótopos han contribuido a mejorar los cultivos sino también han mejorado la producción pecuaria. Gracias a los isótopos, utilizándolos como trazadores en trabajos de investigación de las rutas metabólicas, se ha conseguido mejorar el rendimiento de la carne animal en muchos países, y no solamente la carne sino también la leche, la lana, etc,.

Uno de los éxitos más llamativos de esta aplicación ha ocurrido en Indonesia con el tratamiento de los búfalos. Se necesitaba mejorar los métodos de alimentación de los búfalos, animal fundamental en la economía de este país,  en el que se emplea no sólo como fuente de alimento, sino también para arar la tierra. Después de estudiar el metabolismo digestivo de estos animales con isótopos radiactivos, los científicos desarrollaron un bloque multinutritivo que permitió un aumento de peso en los animales de 3 kilos por semana, y permitió también rebajar significativamente el número de kilos de pasto que estos animales necesitaban digerir  para aumentar 1 kilo de peso.

Aplicaciones de las radiaciones en la conservación y esterilización de alimentos.

No basta con producir más alimentos, tenemos que saber conservarlos, y en nuestro planeta se pierde casi la mitad de los alimentos producidos. Según la FAO, se pierde el 50% de los alimentos perecederos, como pueden  ser:  leche, carne, pescado, etc. y el 25% de los no perecederos, como harina, azúcar, etc. y, lo que es peor, según la Organización Mundial de la Salud se consume gran cantidad en mal estado, produciendo enfermedades de origen alimentario.

La mayoría de los gobiernos reconocen la necesidad de tomar medidas a este respecto y la Asamblea General de Naciones Unidas ha instado, con carácter prioritario, a utilizar todos los métodos seguros y eficaces para combatir las pérdidas de alimentos, especialmente en las regiones tropicales donde se encuentran la mayoría de los países en desarrollo, en los que por no existir sistemas modernos de transporte y almacenamiento, y porque la temperatura ambiental suele ser elevada, estas pérdidas son aún mayores.

De ahí la necesidad de una nueva tecnología y por ello, a pesar de toda la oposición inicial que ha tenido y sigue teniendo en muchos países en el mundo está abriéndose camino, cada vez con más penetración comercial, la tecnología nuclear aplicada a la protección de cosechas  agrícolas  y a la conservación de alimentos.

No existe ningún otro proceso tecnológico que haya sido más controvertido, ni se haya  sometido a estudios tan exhaustivos, ni se haya cuestionado tanto su seguridad. Sin embargo, tras la evidencia de los ensayos realizados, los más prestigiosos organismos de la Salud han ido autorizando su uso y reconociendo, cada vez más, esta tecnología como un método eficaz y seguro,  no sólo para conservar los alimentos,  sino también para evitar uno de los problemas que se han agudizado en nuestra sociedad de consumo las intoxicaciones alimentarias.

Historia de esta tecnología.

Resulta curioso observar la trayectoria histórica que esta tecnología ha ido sufriendo. En el mundo occidental, el primer uso comercial de la irradiación de alimentos  tuvo lugar en Stuttgart (Alemania) en 1957, donde un comerciante de especias comenzó a irradiar sus productos  a fin de asegurar su calidad higiénica. La instalación, no duró mucho, fue clausurada dos años más tarde al igual que otras plantas de irradiación con Co-60 que habían comenzado a proliferar por aquel entonces.

La razón de estas clausuras fue la alerta de la FDA (Food and Drug Administration) de  Estados Unidos contra  la irradiación de alimentos, que se publicó en 1958, basándose en unos estudios, que no han podido ser refrendados, y que pretendían demostrar que esta tecnología producía en los alimentos productos radiolíticos cancerígenos.

La alerta de la FDA supuso para esta tecnología un frenazo de más de 20 años, y una alarma que, no por infundada, dejó menos huella.  Muchos países, entre los que se encuentra España, que habían autorizado esta técnica y comenzado experiencias a nivel de investigación, dieron carpetazo a este proyecto.

Pero no todos los científicos estaban de acuerdo con la FDA y primeramente de forma aislada y posteriormente en reuniones internacionales se fue llegando a la conclusión de que esta tecnología ofrecía unas enormes ventajas y que no podía ser desechada por unos experimentos, que por otra parte carecían de rigor científico.

La primera reunión internacional para estudiar de nuevo  este tema tuvo lugar en 1961 en la ciudad de Bruselas, convocada por la FAO, conjuntamente con la World Health Organization (WHO) y la International Atomic Energy Assotiation (IAEA). En esta reunión, a la que asistieron representantes de 28 países, se decidió formar un Comité de trabajo con los más prestigiosos expertos en el tema, para estudiar a fondo  la inocuidad de la irradiación de los alimentos, nació así el Joint Experts Committee on Food Irradiation  (JECFI).

En 1970 esta organización, en colaboración con la OCDE, planea un proyecto de evaluación de alimentos irradiados, con estudios que se prolongaron a lo largo de 10 años, al final de los cuales se pudo demostrar que en ningún alimento irradiado de los estudiados se habían encontrado residuos tóxicos o carcinogenéticos. Como colofón a estos estudios, el JECFI se reúne otra vez en Ginebra, en Octubre de 1980, donde, basándose en la evaluación de los estudios científicos citados concluye que: "La irradiación de cualquier alimento con una dosis inferior a 10 kGy no presenta ningún peligro toxicológico y los estudios realizados son tan evidentes que no son necesarias más pruebas".

En 1986, después de decenas de pruebas y estudios, la FDA  se desdice, por fin, de sus observaciones anteriores y legaliza en U.S.A. la irradiación de alimentos, principalmente frutas, vegetales, carne de cerdo para controlar la triquina y pollos y huevos para controlar la salmonelosis.

La CEE todavía busca  nuevas pruebas con un Comité internacional de expertos que estudia las conclusiones de la JECFI, antes de dar luz verde a la irradiación de alimentos, pero tras tres años de estudios, no sólo da el consenso a la irradiación de alimentos, sino que aconseja, en una directiva del 30 de Noviembre de 1988, a las legislaciones nacionales de los estados miembros que "…autoricen y no obstruyan la libre circulación de alimentos legalmente irradiados y correctamente etiquetados …".  En dicha normativa se propone el logotipo que deberán llevar los alimentos irradiados y se regula la concesión de plantas de irradiación, tipos  de alimentos y dosis.

El 22 de febrero de 1999 el "Diario Oficial de las Comunidades Europeas publica la Directiva 1999/ 2/ CE relativa a la aproximación de las legislaciones de los estados miembros sobre alimentos e ingredientes alimentarios tratados con radiaciones ionizantes y en su artículo 15 dice textualente:

"Los estados miembros pondrán en vigor las disposiciones legales, reglamentarias y administrativas para dar cumplimiento a lo establecido en la presente Directiva de modo que: a más tardar el 20 de Septiembre del 2000 se autorice la comercialización y el empleo de los productos alimenticios irradiados".

En la Directiva 1999/3/ CE se establece una lista comunitaria de alimentos cuya irradiación debe ser autorizada por todos los países de la CE, colocando en primer lugar las especias, condimentos vegetales y hierbas aromáticas, sin perjuicio de que cada país añada los que considere conveniente.

En 39 países, las autoridades de salud y seguridad han aprobado colectivamente la irradiación de más de 40 alimentos diferentes, tanto de origen animal como vegetal.  Veintiséis de estos países, entre los que se encuentran Francia, Holanda, Bélgica, Dinamarca, Estados Unidos, Rusia, Japón, Argentina, Brasil, Méjico, Sudáfrica, etc. están aplicando actualmente el proceso a escala industrial y otros ocho están en vías de ponerlo también en explotación. En todos estos países se considera que la comercialización de productos irradiados tiene importantes implicaciones en el mundo. Los alimentos irradiados se venden lo mismo en países desarrollados como en desarrollo y los economistas consideran esta tecnología como un método óptimo para:

Incrementar el suplemento mundial de los alimentos por reducción de las  pérdidas

Posibilitar la expansión e intercambio entre países de muchos productos agropecuarios.

En la CE se irradia y vende algún tipo de alimentos así tratados en todos los países miembros, excepto España y Austria. Alemania y Suecia no irradian tampoco alimentos pero aprobaron ya en 1998 la importación y venta de especias irradiadas.

En España no se irradia ningún tipo de alimentos pero existen dos plantas de irradiación capacitadas para hacerlo. La primera en operación desde 1970 en Barcelona perteneciente a la Sociedad ARAGOGAMMA posee un irradiador de Co-60 y trata fundamentalmente material quirúrgico.  La segunda se ha montado en1998 en Tarancón y pertenece a la Sociedad  ION-MED ESTERILIZACIÓN.  Esta última posee un moderno acelerador de electrones (rodotrón) y esteriliza por tanto con radiación ÃY. Está irradiando ya material quirúrgico y validando el proceso para tratar corchos, cables para instalaciones sanitarias, especias, etc. La planta está perfectamente capacitada para tratar  alimentos cuando se consigan los oportunos permisos.

Aplicaciones prácticas.

La conservación de alimentos por irradiación  tiene la ventaja, sobre otras técnicas, que al ser un método en frío, se le llamado "esterilización en frío", cambia poco el aspecto del alimento. Otra ventaja es la profundidad de penetración de la radiación que permite que el alimento pueda tratarse empaquetado, con lo que se evita el riesgo de una contaminación posterior.

Como ya dijimos la radiación afecta preferentemente al ADN de las células vivas que existen en el alimento, afectando a su capacidad de reproducción. Lo que queda vivo en un alimento son las enzimas que aceleran la maduración y germinación y los microorganismos vivos que puedan estar contaminándolo.

La dosis letal necesaria para la destrucción de microorganismos, está en función inversa de  su radiosensibilidad y complejidad biológica, cuanto más complejo y evolucionado es un ser viviente, menor es la dosis necesaria para producir efectos letales. Para eliminar insectos bastan dosis menores de 1 kGy, los mohos necesitan alrededor de 1-2 kGy, los parásitos entre 2-5 kGy, las bacterias entre 3-9 kGy y los virus necesitarían dosis superiores a 10 kGy..

En dosis  altas de 10- 50 kGy la radiación podría destruir virus y toxinas muy peligrosas como el Clostridium botulinun, pero a estas dosis podrían cambiar mucho los sabores y olores de los alimentos, por tanto se utilizan estas dosis sólo para esterilizar envases y descontaminar aditivos, la Comisión FAO / OMS no ha respaldado aún la aplicación directa de estas dosis a los alimentos.

La tabla anterior, recoge las aplicaciones fundamentales de esta técnica, los tipos de alimentos a los que se aplica y las dosis permitidas.

1.- Irradiación en dosis reducidas

a) Inhibición de brotes: Este tratamiento impide que aparezcan brotes en  patatas, cebollas,  ajos, etc. Las patatas pueden conservarse perfectamente en periodos superiores a 6 meses, las cebollas (2-3 meses) y los ajos (3-4 meses) sin que aparezcan  raíces . Tiene también gran importancia económica en el control de la germinación de cebada para la preparación de la malta para las industrias cerveceras.

b) Desinsectación:  En dosis relativamente bajas elimina completamente los insectos de cereales y harinas, pescados secos etc., incluso los huevos que puedan estar depositados dentro del grano de cereales.

La desinsectación por irradiación puede contribuir significativamente a mejorar el comercio internacional en el caso de ciertas frutas tropicales y subtropicales: mangos, papayas, piñas, coco, cítricos, etc., a los que los acuerdos de importación a países desarrollados exigen un control cuarentenario previo a la autorización de venta.

Durante la cuarentena las frutas y verduras se fumigan con sustancias químicas para eliminar los insectos provenientes del país de origen y retrasar la putrefacción. Se ha usado el óxido de etileno, pero se ha prohibido desde el año 1991 por sospecha de propiedades cancerígenas, reemplazándose por el bromuro de metilo, pero este compuesto, como los fluorocarburos pertenece al grupo de los que atacan la capa de ozono, cuyo uso está restringido desde el Protocolo de Montreal.

En una comunicación presentada por K.W Forsythe, del Servicio de Investigación Económica de Washington, se dice, hablando del mercado de la uva, fruta que constituye el 70% del mercado americano de frutas de importación, que: "como resultado de la prohibición de la fumigación  con bromuro de metilo se espera en Estados Unidos unas pérdidas por las uvas importadas de Chile, a través del puerto de Filadelfia, de unos 200.000 millones de dólares/año (27 billones de pesetas)". El coste de la irradiación que evitaría estas pérdidas, durante el periodo cuarentenario, ascendería solamente a unas 4 pts. /kg, al cambio actual.

Todos los países implicados en este comercio (España entra con sus naranjas y mandarinas) tienen que encontrar, en los próximos años, una alternativa al uso del bromuro de metilo o cesará la exportación de millones de toneladas de esos productos. Entre las alternativas posibles está la irradiación que además de eliminar los insectos aumenta el periodo de conservación.

La FAO ha hecho a los gobiernos un llamamiento "para que consideren la irradiación como la alternativa óptima para evitar las pérdidas de los alimentos durante el almacenamiento cuarentenario".

c) Retrasar los procesos de maduración: La exposición a una dosis baja de radiación retrasa la maduración de algunas frutas y hortalizas aumentando así el tiempo de conservación. La magnitud de estas alteraciones depende de la dosis y del estado en que se encuentre el alimento cuando se irradia.

2.- Irradiación en dosis medias 1-10 kGy.

a) Eliminación de microorganismos alterativos: Se puede también aumentar el periodo de perfecta conservación de los alimentos por la destrucción de microorganismos alterativos que deterioran el producto cambiando sabores y olores, como los mohos por ejemplo que tantas veces vemos en fresas, pan de molde, etc. El tiempo de conservación de muchas frutas y verduras, por destrucción de estos mohos, puede prolongarse por lo menos el doble de tiempo que las no irradiadas.

b) Eliminación  de microorganismos patógenos: Los microorganismos patógenos causantes de las enfermedades de transmisión alimentaria, constituyen un problema de gravedad creciente, no solo en los países en desarrollo sino  también en los más desarrollados.

Algunos países desarrollados consideran que la calidad microbiológica de muchos productos alimenticios es actualmente poco satisfactoria y que sería pertinente introducir una tercera línea de defensa a las dos ya existentes (la veterinaria del matadero y la culinaria del consumidor), para alcanzar un mayor grado de esterilización práctica; en la construcción de esta tercera barrera podría jugar un papel fundamental la irradiación.

En el Congreso de 1993 en Aix-En-Provence (Francia), se presentaron estadísticas impresionantes. Podría pensarse que las intoxicaciones alimentarias son típicas de países con poca higiene, por ello he elegido citar las estadísticas de un país modélico en este aspecto como los Estados Unidos de América. T. Roberts del Departmento de Agricultura Americano presentó estadísticas de casos hospitalizados  por intoxicaciones alimentarias en el año 1991 en Estados Unidos:

Se hospitalizaron aproximadamente 6 millones de casos, 7.041 produjeron la muerte del paciente y, sin estimar  los daños afectivos, produjeron pérdidas por valor de 5.765 millones de dólares, contabilizando el coste de los días de hospital, medicinas, pérdida de horas de trabajo, seguridad social, etc. Sólo por Salmonella se reportan 1.920.000 casos hospitalizados que producen 1.920 muertes y un costo de 1.613 millones de dólares.

El centro para control de enfermedades y la FDA estiman, como  reporta E. C.D. Tood, que estos datos pueden ascender hasta 33 millones de casos y 13.500 millones de pesetas si se tiene en cuenta todos los que no pueden controlarse por haber requerido sólo atención domiciliaria.

Un examen de la relación coste-beneficio que produciría la irradiación de alimentos, realizado por el Ministerio de Agricultura de E.E.U.U., llevó a la conclusión que sólo desde el punto de vista estatal los beneficios excederían los costos en una relación de 2,2 – 2,8 a 1. Sólo la irradiación de un 10% de la producción de pollos  con una dosis de 3 kGy, (el pollo es uno de los alimentos catalogados como más directamente responsables de contener la Sallmonella),  sería suficiente para reducir la salmonellosis en un porcentaje que produciría un ahorro superior  a  6.750 millones de pesetas.  En opinión de estos científicos, el problema de la salmonellosis sólo puede ser definitivamente solucionado con el uso de la irradiación.

 Parecidos datos se presentaron de otros países como Canadá, Escocia, México y Japón. Los datos pertenecientes a estos dos últimos son mayores debido fundamentalmente a una mayor incidencia de las infecciones por diferentes especies del género Vibrio; Vibrio parahaemolyticus, V. hollysae, V. mimicus, V. cholerae serovariedad O del grupo 1 y no O 1, y Vibrio vulnificus) debido a la ingestión de mariscos y pescados crudos. El Vibrio parahaemolyticus, un bacilo gram negativo, es la principal causa de intoxicaciones por ingestión de alimentos de origen marino, fundamentalmente ostras y camarones. Sólo en Japón se detectaron por estas bacterias 9.128 casos en 1990.

 Los Vibrios son probablemente las bacterias patógenas de mayor incidencia en los países de la costa del sudeste de Asia, pero salvo en Japón no se han recogido estadísticas. El V. cholerae O 1 es el agente causal de las pandemias del cólera asiático, una enfermedad extraordinariamente grave, que suele transmitirse por el agua pero de la que en la actualidad se han detectado muchos brotes por contaminación de ostras, sobre todo en aguas cálidos como las del Golfo de Mexico.

La listeriosis es otra enfermedad cuya incidencia ha aumentado en los últimos años. Se atribuye su procedencia a leche y productos lácteos, hamburguesas, pollo y setas. Presenta grave riesgo para la salud, sobre todo en mujeres embarazadas por los daños que produce en el feto y en enfermos de SIDA. Los programas sanitarios actuales reducen, pero no eliminan completamente, el riesgo de listeriosis, mientras que la irradiación de alimentos con dosis de 3 kGy es muy efectiva.

Erradicación de bacterias en especias y tisanas.

Las especias que se utilizan en la cocina de todos los países, para añadir sabores, aromas o colores a los alimentos, pueden tener una gran carga microbiana y no pueden esterilizarse por el calor o la ebullición porque perderían sus sabores y aromas característicos.

 La práctica culinaria de añadirlas al aceite caliente ha funcionado como un seguro inconsciente de salubridad, pero la adición de especias a los alimentos ya cocinados puede resultar peligrosa.

Antes se  esterilizaban con  óxido de etileno y ahora con bromuro de metilo que también está cuestionado por su capacidad deplectora de ozono. La  esterilización con vapor caliente en contracorriente, que también se emplea, tiene el inconveniente, de que si bien es efectiva momentáneamente, al quedar las especies humedecidas, las colonias residuales proliferan en un, relativamente, corto espacio de tiempo. No queda pues otra alternativa para asegurar una buena calidad higiénica de las especias, que la irradiación, que tiene además la ventaja de que, por ser un tratamiento frío y seco, no hace perder aromas o sabores.

La pimienta negra, el pimentón, cúrcuma y mejorana son las especias más altamente contaminadas, el recuento en placa de aerobios en estas especias  puede alcanzar niveles de 80 a 100 millones de bacterias por gramo.  Para conseguir una absoluta esterilidad comercial se pueden necesitar dosis de radiación de 20 kGy; sin embargo, dosis de 10 kGy pueden reducir el número de bacterias a un nivel aceptable, menos de 103 por gramo. El azafrán, pimentón y otras especias españolas que tienen un gran mercado de exportación, están siendo tratadas por irradiación en las plantas europeas para alcanzar las cualidades higiénicas requeridas para el mercado de exportación.

Parecido tratamiento se hace con los tisanas: manzanilla, poleo, etc. que pueden también presentar un alto grado de contaminación. En un estudio de Katusin-Razen se encontró que el 80% de las muestras recogidas contenían entre 108 – 106 bacterias por gramo.   La práctica de recogerlas directamente en el monte y consumirlas en casa sin tratar, presenta un alto grado de riesgo.

Enfermedades de origen parasitario.

            En el mundo entero las enfermedades producidas por parásitos de origen alimentario son cada vez más frecuentes y causan enormes pérdidas económicas.

T. Roberts,  en un extenso trabajo presentado para la IAEA, evalúa el costo de enfermedades de origen parasitario. La toxoplasmosis congénita es la que causa las mayores pérdidas unos 5.000 millones de dólares anuales (670.000 millones de pesetas) fundamentalmente debidas a la educación especial de los niños que, por haber contraído esta enfermedad, presentan secuelas de retraso mental ceguera o sordera.

No todos los casos de toxoplasmosis tienen origen alimentario, pero al menos un 50% se atribuyen al consumo de carne de cerdo, con lo que la irradiación de este tipo de alimento, ahorraría 2.500 millones de dólares por año. Tanto el protozoo Toxoplasma gondii que causa la toxoplasmosis como la Triquinella spirallis, causante de la triquina y otros parásitos como las tenias de buey y cerdos quedan inactivadas por pequeñas radiaciones del orden de 0,1 a 2 kGy.

Control bacteriano de comidas preparadas.

Por razones sanitarias en Estados Unidos se han irradiado las comidas preparadas para los astronautas y para el personal militar en misiones especiales.  Igualmente, se está utilizando la irradiación en países como Bélgica, Holanda, Reino Unido para esterilización de la comida en pacientes especializados, donde cualquier infección alimentaria puede tener  resultados más graves, y está especialmente recomendada para pacientes de alto riesgo.

Seguridad y salubridad de los alimentos irradiados.

Vamos a contestar aquí de forma breve, por las limitaciones de espacio, a algunas de las preguntas que los consumidores se hacen respecto a este tema

¿Son radiactivos los alimentos irradiados ? A pesar de estar internacionalmente reconocidas las ventajas de la técnica de irradiación de alimentos, muchos países, entre los que se encuentra España, no se atreven a introducirla tal vez por el temor de la falta de confianza del consumidor para admitir este procedimiento y por la confusión general que existe entre los términos irradiado y radiactivo.

Alimentos irradiados son los que simplemente han recibido una radiación ionizante, y  una radiación ionizante es energía sólo capaz de desprender  electrones de la capa más externa de los átomos y convertirlos en iones, por eso a esta técnica se la denomina también "ionización" y a los alimentos así tratados "Alimentos ionizados" o "Alimentos tratados con radiación  ionizante". Por contra,"Alimentos radiactivos" serían los que emitieran a su vez radiactividad en dosis importantes, y digo en dosis importantes por que  no hay que olvidar que todo en nuestro ambiente emite  radiactividad.

La cuestión es, por tanto, ¿Puede  aumentarse la radioactividad natural  de los alimentos con la irradiación legal? A esto, si podemos contestar que no. Para inducir radiactividad se necesita una dosis de  energía mucho más que los 10 kGy autorizados que fuera capaz no sólo de arrancar electrones corticales, sino también de penetrar en lo mas profundo de los átomos y arrancar o introducir partículas en los núcleos.

¿Son nocivos los cambios químicos que se producen en los alimentos irradiados? Los cambios químicos producidos en los alimentos son fundamentalmente la producción de iones y ruptura de las moléculas de agua y de algunos compuestos, pero según conclusiones del JECFI: "En ningún alimento, legalmente irradiado, se ha podido probar la presencia de elementos cancerígenos o toxicológicos por cualquier otra causa".

Y, por último, otra duda generalizada es: ¿Cómo afecta la irradiación a las cualidades nutritivas de los alimentos? A bajas dosis la pérdida de nutrientes es insignificante, a altas dosis pueden perderse algunas vitaminas como la A, B1, E y K, pero hay otras como la C, riboflavina y niacina que se conservan mucho mejor con la irradiación que con la conservación con otras tecnologías. "Las pérdidas vitamínicas pueden reducirse al mínimo irradiando los alimentos envasados al vacío o congelados".

Fuentes de   irradiación

Las fuentes de radiaciones ionizantes autorizadas para tratar alimentos son:

Rayos gama procedentes de radionucleidos Co-60 ó Cs-137.

Rayos X con energía no superior a 5 Mev.

Electrones acelerados con energía no superior a 10 Mev.

De acuerdo con el tipo de radiación utilizado se están empleando fundamentalmente dos tipos de plantas, que sólo citamos sin hacer su descripción con objeto de no alargar más esta conferencia.:

Plantas de isótopos radiactivos o plantas de radiación  gamma.

Plantas de aceleradores de electrones o plantas de radiación beta.

Aceptabilidad de esta tecnología.

La Organización Mundial de la Salud está preocupada, sin embargo, por el rechazo a este proceso en muchos países. El Grupo Consultivo Internacional opina que se requiere una campaña de difusión de información para que los alimentos irradiados puedan ser aceptados. En países donde esta campaña se ha hecho, el 60-70% de los consumidores parece aceptar esta técnica, e incluso prefieren los alimentos irradiados por su mejor aspecto y garantía de salubridad.

Nuestro interés por este tema nos ha hecho hacer un estudio de la aceptabilidad de los alimentos irradiados por los consumidores españoles con alumnos de la Universidad Complutense. Este trabajo, firmado por M. Gálvez et al.,  se ha presentado en el  "Segundo Congreso Internacional De Alimentos de la ANQUE" Burgos 1992.

En este trabajo  se hizo una encuesta a cuatrocientos consumidores de la provincia de Madrid  en la que se les preguntaba entre otras cosas:

¿Consumiría usted alimentos legalmente irradiados? Se evaluaba así mismo: posición social, edad, sexo, etc., para hacer una comparación de los resultados.

Los resultados fueron los siguientes: del total de los entrevistados sólo el 28% contestó que sí consumirían alimentos legalmente irradiados. A todas estas personas se les reunía después se les repartía información, se les daba una conferencia explicando esta  técnica, se hacía con ellos un coloquio, y después se volvía a repetir la encuesta para evaluar el impacto de la información en la actitud hacia el consumo de alimentos irradiados.

Después de las conferencias informativas, el porcentaje de los consumidores, que antes de la información decía que sí consumiría alimentos irradiados, se ampliaba del 28 al 60%, el porcentaje de los que dudaban se rebajaba al 10 % y  sólo un 30 % seguía contestando negativamente.

Los resultados demostraron  que los consumidores españoles, a pesar de su primera actitud de rechazo a los alimentos irradiados, fundamentalmente por desinformación del tema, muestran, después de haber sido adecuadamente informados, una actitud positiva respecto al consumo de los mismos, que podría llegar a cotas de aceptación similares a las registradas en otros países.

Una vez más se demuestra que los españoles no somos diferentes, con un buen programa informativo, ayuda gubernamental y de los medios de difusión, apoyados por especialistas del tema, creemos que también en España prosperaría este tratamiento.

 Después de todo, si reflexionamos un poco, nos damos cuenta de que casi todas las innovaciones de la ciencia y de la técnica han tenido que luchar contra la oposición inicial para ser aceptadas, y es lógico, hasta cierto punto resistirse a la innovación. Corresponde a los científicos especialistas comunicar y difundir la verdad del conocimiento científico y hacerlo, como decía Jovellanos, "persuadiéndola, haciéndola amable; despojándola del oscuro científico aparato, simplificándola y acomodándola a la compresión general". Sólo así contribuiremos al progreso.

Tienen aplicaciones médicas las radiaciones ionizantes?

Las radiaciones ionizantes tienen múltiples aplicaciones en el campo de la medicina. La especialidad denominada radiología utiliza los rayos X procedentes de un tubo de rayos catódicos para la realización de múltiples tipos de exploraciones radiológicas diagnósticos. En la especialidad de medicina nuclear se manejan diferentes tipos de isótopos no encapsulados (en forma líquida o gaseosa) que son administrados al paciente o utilizados en laboratorio en pruebas analíticas con fines eminentemente diagnósticos. En el campo de la terapia las radiaciones ionizantes se emplean para el tratamiento de tumores malignos, dando lugar a la especialidad denominada radioterapia.

Además de en estas tres especialidades las radiaciones ionizantes procedentes de isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en el campo de la investigación médica, habiéndose realizado gran número de estudios cinéticos y metabólicos en fisiología humana y animal por medio de radiotrazadores.

El gran desarrollo de estas especialidades se debe por una parte a un mejor conocimiento de la física y aplicaciones de las radiaciones y por otra a los continuos avances en los equipos de producción, detección y utilización de las mismas. Los equipos más sofisticados tienen un elevado costo y exigen para su manejo personal multidisciplinario altamente especializado, que incluye no sólo médicos sino también físicos, radiofarmacéuticos y químicos que trabajan en estrecha colaboración. Esto hace que en ocasiones sólo se disponga de estos servicios en grandes centros médicos que sirven a grandes núcleos de población. En la actualidad en España se cuenta, tanto a nivel de sanidad pública como privada, de múltiples centros que disponen de equipos de última generación y personal bien cualificado.

54. ¿Qué es la medicina nuclear?

La medicina nuclear es una especialidad médica, de historia relativamente corta, unos 25 años, que utiliza las radiaciones ionizantes procedentes de los radisótopos o radionucleidos para la realización de estudios morfológicos y funcionales de numerosos órganos, así como para las determinaciones radioanalíticas de numerosas sustancias contenidas en el organismo. Para la realización de los estudios sobre los pacientes es necesaria la introducción en el organismo de una pequeña cantidad de sustancia radiactiva denominada radiofármaco, por diferentes vías, generalmente la intravenosa o bien la digestiva, inhalación, etc. Estas sustancias, por su especial afinidad, se fijan en el órgano que se desea estudiar, emitiendo radiación gamma que es detectada por un equipo denominado gammacámara cuyo detector se sitúa sobre el órgano a explorar, recibiendo los fotones procedentes del radiofármaco.

Estas señales son transformadas en impulsos eléctricos que son modulados, amplificados y procesados por medio de un ordenador adjunto al equipo, lo que permite la representación espacial del órgano, denominada gammagrafía, sobre una pantalla o placa de rayos X o la visualización de imágenes sucesivas del mismo para el estudio de una determinada función. Recientemente se cuenta con cámaras que permiten la obtención de cortes del órgano según las tres direcciones del espacio, lo que mejora la calidad de los estudios.

En algunos centros se dispone de equipos denominados de PET (tomografía de emisión de positrones) que emplean radionucleidos que emiten positrones en vez de fotones como en los métodos clásicos de medicina nuclear. La calidad de las imágenes obtenidas con estos equipos es superior a la de los convencionales, pero en la actualidad debido a su alto coste y complicada tecnología, ya que es preciso disponer de un ciclotrón al pie del equipo para producir isótopos de vida media ultracorta del orden de minutos, sólo existen unos pocos equipos comercializados en el mundo, ninguno de ellos en España hasta la actualidad.

Las ventajas fundamentales de los métodos exploratorios de medicina nuclear son el no ser peligrosos ni molestos para el paciente y el tener efectos secundarios mínimos, ya que la radiación que se recibe es igual o menor a la de estudios radiológicos de rutina.

Las técnicas analíticas denominadas radínmunoanálisis permiten la detección y cuantificación de numerosas sustancias que están en cantidades muy pequeñas en sangre u orina y que son muy difíciles de detectar por medios analíticos convencionales. Se realizan gracias a un ingenioso sistema que combina una reacción de unión antígeno-anticuerpo con el marcado con un isótopo, generalmente el yodo-125, de uno de estos dos componentes.