Radiaciones ionizantes: usos racionales, efectos y accidentes (página 3)

(1) Dosis efectiva: suma de las dosis equivalentes ponderadas en todos los tejidos y órganos del cuerpo procedentes de irradiaciones internas y externas. (2) 10 mSv = 1 rem (3) Sólo en caso de aprendices y estudiantes que por sus estudios estén obligados a utilizar fuentes radiactivas. En ningún caso se podrán asignar tareas a los menores de 18 años, que pudieran convertirlos en trabajadores expuestos (4) Excepcionalmente se podrá superar este valor, siempre que el promedio durante 5 años consecutivos no sobrepase 1 mSv por año. (5) Calculando el promedio en cualquier superficie cutánea de 1 cm2, independientemente de la superficie expuesta.

6.2 Información y formación

El titular o, en su caso, la empresa externa debe informar, antes de iniciar su actividad, a sus trabajadores expuestos, personas en formación y estudiantes sobre:

• Los riesgos radiológicos asociados.
• La importancia del cumplimiento de los requisitos técnicos, médicos y administrativos.
• Las normas y procedimientos de protección radiológica, tanto en lo que se refiere a la práctica en general como al destino o puesto de trabajo que se les pueda asignar.
• Necesidad de efectuar rápidamente la declaración de embarazo y notificación de lactancia.

Asimismo, también se debe proporcionar, antes de iniciar su actividad y de manera periódica, formación en materia de protección radiológica a un nivel adecuado a su responsabilidad y al riesgo de exposición a las radiaciones ionizantes en su puesto de trabajo.

6.3 Clasificación y delimitación de zonas

El titular de la actividad debe clasificar los lugares de trabajo, considerando el riesgo de exposición y la probabilidad y magnitud de las exposiciones potenciales, en las siguientes zonas ():

• Zona controlada. Zona en la que exista la posibilidad de recibir dosis efectivas superiores a 6 mSv/año oficial o una dosis equivalente superior a 3/10 de los límites de dosis equivalentes para cristalino, piel y extremidades. También tienen esta consideración las zonas en las que sea necesario seguir procedimientos de trabajo, ya sea para restringir la exposición, evitar la dispersión de contaminación radiactiva o prevenir o limitar la probabilidad y magnitud de accidentes radiológicos o sus consecuencias. Se señaliza con un trébol verde sobre fondo blanco.

Las zonas controladas se pueden subdividir en:

• Zona de permanencia limitada. Zona en la que existe el riesgo de recibir una dosis superior a los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol amarillo sobre fondo blanco.
• Zona de permanencia reglamentada. Zona en la que existe el riesgo de recibir en cortos periodos de tiempo una dosis superior a los límites de dosis. Se señaliza con un trébol naranja sobre fondo blanco.
• Zona de acceso prohibido. Zona en la que hay riesgo de recibir, en una exposición única, dosis superiores a los límites anuales de dosis. Se señaliza con un trébol rojo sobre fondo blanco.

• Zona vigilada. Zona en la que, no siendo zona controlada, exista la posibilidad de recibir dosis efectivas superiores a 1 mSv/año oficial o una dosis equivalente superior a 1/10 de los límites de dosis equivalente para cristalino, piel y extremidades. Se señaliza con un trébol gris/azulado sobre fondo blanco.

Figura 4.

En caso de que el riesgo fuera solamente de irradiación externa, el trébol va bordeado de puntas radiales y si fuera de contaminación radiactiva el trébol está bordeado por un campo punteado. Sí se presentan los dos riesgos conjuntamente el trébol está bordeado con puntas radiales sobre campo punteado.

6.4 Clasificación de los trabajadores expuestos

Los trabajadores se consideraran expuestos cuando puedan recibir dosis superiores a 1 mSv por año oficial y se clasificaran en dos categorías:

• Categoría A: personas que, por las condiciones en que se realiza su trabajo, pueden recibir una dosis superior a 6 mSv por año oficial o una dosis equivalente superior a 3/10 de los límites de dosis equivalente para el cristalino, la piel y las extremidades.
• Categoría B: personas que, por las condiciones en que se realiza su trabajo, es muy improbable que reciban dosis superiores a 6 mSv por año oficial o 3/10 de los límites de dosis equivalente para el cristalino, la piel y las extremidades.

6.5 Vigilancia del ambiente de trabajo

Teniendo en cuenta la naturaleza y la importancia de los riesgos radiológicos, en las zonas vigiladas y controladas se debe realizar una vigilancia del ambiente de trabajo que comprende:

• La medición de las tasas de dosis externas, indicando la naturaleza y calidad de la radiación.
• La medición de las concentraciones de actividad en el aire y la contaminación superficial, especificando la naturaleza de las sustancias radiactivas contaminantes, así como su estado físico y químico.

Estas medidas pueden ser utilizadas para estimar las dosis individuales en aquellos casos en los que no sea posible o resulten inadecuadas las mediciones individuales.

6.6 Vigilancia individual

Está en función de la categoría del trabajador y de la zona.

• Trabajadores expuestos de categoría A y en las zonas controladas. Es obligatorio el uso de dosímetros individuales que midan la dosis externa, representativa de la dosis para la totalidad del organismo durante toda la jornada laboral. En caso de riesgo de exposición parcial o no homogénea deben utilizarse dosímetros adecuados en las partes potencialmente más afectadas. Sí el riesgo es de contaminación interna, es obligatoria la realización de medidas o análisis pertinentes para evaluar las dosis correspondientes. Las dosis recibidas por los trabajadores expuestos deben determinarse cuando las condiciones de trabajo sean normales, con una periodicidad no superior a un mes para la dosimetría externa, y con la periodicidad que, en cada caso, se establezca para la dosimetría interna, para aquellos trabajadores expuestos al riesgo de incorporación de radionucleidos.
• Trabajadores expuestos de categoría B. Las dosis recibidas se pueden estimar a partir de los resultados de la vigilancia del ambiente de trabajo.

La vigilancia individual, tanto externa como interna, debe ser efectuada por Servicios de Dosimetría Personal expresamente autorizados por el Consejo de Seguridad Nuclear. El titular de la práctica o, en su caso, la empresa externa debe trasmitir los resultados de los controles dosimétricos al Servicio de Prevención que desarrolle la función de vigilancia y control de salud de los trabajadores.

En caso de exposiciones accidentales y de emergencia se evalúan las dosis asociadas y su distribución en el cuerpo y se realiza una vigilancia individual o evaluaciones de las dosis individuales en función de las circunstancias. Cuando a consecuencia de una de estas exposiciones o de una exposición especialmente autorizada hayan podido superarse los límites de dosis, debe realizarse un estudio para evaluar, lo más rápidamente posible, las dosis recibidas en la totalidad del organismo o en las regiones u órganos afectados.

6.7 Evaluación y aplicación de las medidas de protección radiológica

El titular de la práctica es responsable de que el examen y control de los dispositivos y técnicas de protección, así como de los instrumentos de medición, se efectúen de acuerdo con los procedimientos establecidos. En concreto debe comprender:

• El examen crítico previo de los proyectos de la instalación desde el punto de vista de la protección radiológica.
• La autorización de puesta en servicio de fuentes nuevas o modificadas desde el punto de vista de la protección radiológica.
• La comprobación periódica de la eficacia de los dispositivos y técnicas de protección.
• La calibración, verificación y comprobación periódica del buen estado y funcionamiento de los instrumentos de medición.

Todo ello se realiza con la supervisión del Servicio de Protección Radiológica o la Unidad Técnica de Protección Radiológica, o en su caso, del Supervisor o persona que tenga encomendadas las funciones de protección radiológica. La obligatoriedad de disponer de una u otra figura lo decide, en cada caso, el Consejo de Seguridad Nuclear en función del riesgo radiológico existente y deben estar autorizados por el mismo.

6.8 Vigilancia sanitaria

La vigilancia sanitaria de los trabajadores expuestos se basa en los principios generales de la Medicina del Trabajo y en la Ley 31/1995, de 8 de noviembre, sobre la Prevención de Riesgos Laborales, y Reglamentos que la desarrollan.

Toda persona que vaya a incorporarse a un trabajo que implique exposición a radiaciones ionizantes que suponga su clasificación como trabajador expuesto de categoría A debe someterse a un examen médico de salud previo, que permita conocer su estado de salud, su historial laboral y, en su caso, el historial dosimétrico que debe ser aportado por el trabajador y, en consecuencia, decidir su aptitud para el trabajo. A su vez, los trabajadores expuestos de categoría A están obligados a efectuar exámenes de salud periódicos que permitan comprobar que siguen siendo aptos para sus funciones. Estos exámenes se deben realizar cada doce meses y más frecuentemente, si lo hiciera necesario, a criterio médico, el estado de salud del trabajador, sus condiciones de trabajo o los incidentes que puedan ocurrir.

6.9 Registro y notificación de los resultados

El historial dosimétrico de los trabajadores expuestos, los documentos correspondientes a la evaluación de dosis y a las medidas de los equipos de vigilancia, así como los informes referentes a las circunstancias y medidas adoptadas en los casos de exposición accidental o de emergencia, deben ser archivados por el titular, hasta que el trabajador haya o hubiera alcanzado la edad 75 años, y nunca por un período inferior a 30 años, contados a partir de la fecha de cese del trabajador. El titular debe facilitar esta documentación al Consejo de Seguridad Nuclear y, en función de sus propias competencias, a las Administraciones Públicas, en los supuestos previstos en las Leyes, y a los Juzgados y Tribunales que lo soliciten. En el caso de cese del trabajador el titular debe facilitarle una copia certificada de su historial dosimétrico. A los trabajadores expuestos de categoría A se les abrirá un historial médico, que debe mantenerse actualizado durante todo el tiempo que el trabajador pertenezca a dicha categoría y que debe archivarse hasta que el trabajador alcance los 75 años y, nunca por un período inferior a 30 años desde el cese de la actividad, en los Servicios de Prevención que desarrollen las funciones de vigilancia y control de la salud de los trabajadores.

Figura 5. Protección radiológica de los trabajadores expuestos (RD 783/2001)

6.10 Medidas básicas de protección radiológica

Aparte de los aspectos comentados, en función del tipo de riesgo de exposición, ya sea de irradiación externa o de contaminación radiactiva, deben observarse las denominadas medidas básicas de protección radiológica.

Irradiación externa

En este caso, en el que no hay un contacto directo con la fuente, las medidas de protección consisten en:

• Limitar el tiempo de exposición.
• Aumentar la distancia a la fuente, ya que la dosis disminuye de manera inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
• Apantallamiento de los equipos y la instalación.

Contaminación radiactiva

En este caso hay o puede haber contacto directo con la fuente, por lo que las medidas preventivas se orientan a evitarlo. Como norma general, el personal que trabaja con fuentes radiactivas no encapsuladas debe conocer de antemano el plan de trabajo, los procedimientos y las personas que van ha efectuar las distintas operaciones. El plan de trabajo debe contener información sobre:

• Medidas preventivas que deben tomarse.
• Procedimientos de descontaminación.
• Gestión de residuos radiactivos.
• Actuación en caso de accidente o incidente.
• El plan de emergencia.

Las medidas específicas de protección contra la contaminación radiactiva dependen de la radiotoxicidad y actividad de los radionucleidos y se establecen actuando, tanto sobre las estructuras, instalaciones y zonas de trabajo, como sobre el personal, mediante la adopción de métodos de trabajo seguros y, si es necesario, el empleo de equipos de protección individual adecuados.

Radiación natural

En el Titulo VII "Fuentes naturales de radiación" del Reglamento, se hace referencia a la exposición de trabajadores y miembros del público a fuentes de radiación natural. En los casos que se relacionan se indica la necesidad de llevar a cabo estudios de evaluación para determinar si existe exposición. En función del resultado de dichos estudios el Consejo de Seguridad Nuclear identificará aquellas actividades laborales que deban ser objeto de especial atención y estar sujetas a control y si es necesario establecerá la aplicación de medidas correctoras y de protección radiológica, exigiendo su aplicación por los titulares.

Fuentes de radiación natural a considerar

Son las siguientes:

• Los procesos industriales de materiales que contengan radionucleidos naturales.
• Aquellas en las que los trabajadores o los miembros del público, estén expuestos a la inhalación de los descendientes de torón o de radón o a la radiación gamma o cualquier otra exposición en lugares de trabajo como establecimientos termales, cuevas, minas, lugares de trabajo subterráneos o no subterráneos en áreas identificadas.
• Las actividades donde se manipulen o almacenen materiales radiactivos o que generen residuos radiactivos que contengan radionucleidos naturales que provoquen un incremento de la exposición de los trabajadores o de los miembros del público.
• También las actividades laborales que impliquen exposición a la radiación cósmica durante las operaciones con aeronaves.

6.11 Industrias a identificar, estudiar y clasificar

Las industrias que, en principio habría que identificar, estudiar y clasificar serían las siguientes:

• Procesamiento de fosfatos (ácido fosfórico y fertilizantes).
• Industrias de minería y procesamiento de minerales metálicos: estaño, niobio, aluminio, cobre, zinc, plomo y titanio.
• Industrias cerámicas y de materiales refractarios que utilizan arenas de circonio.
• Industrias de procesamiento de tierras raras.
• Centrales térmicas de carbón.
• Industrias de materiales de construcción, canteras y cementeras.
• Manufactura y utilización de compuestos de torio.
• Industrias de pigmentos de dióxido de titanio.
• Industrias de extracción de gas y petróleo.

Lugares de trabajo

Los lugares de trabajo que habría que estudiar respecto a la exposición a radón, torón y radiación Y serían los siguientes:

• Minas subterráneas y cuevas turísticas.
• Balnearios y piscinas cubiertas de aguas subterráneas.
• Túneles y galerías de diferentes tipos.
• Instalaciones donde se almacenen y traten aguas de origen subterráneo.
• Redes de metro de diferentes ciudades.
• Cualquier lugar subterráneo de trabajo localizado en las distintas ciudades.
• Lugares de trabajo no subterráneos localizados en zonas con elevados niveles de radón en viviendas.

Tripulaciones expuestas a radiación cósmica

Las compañías aéreas deben considerar un programa de protección radiológica cuando la exposición a la radiación cósmica del personal de tripulación de aviones pueda tener una dosis anual superior a 1 rnSv por año oficial. Este programa debe contemplar:

• Evaluación de la exposición del personal implicado
• Organización de planes de trabajo para reducir la exposición del personal más expuesto.
• Información a los trabajadores sobre los riesgos radiológicos asociados a su trabajo.
• Aplicación de las medidas de protección especial durante el embarazo y la lactancia al personal femenino de tripulación aérea.

Exposición a radón en el interior de viviendas

En el Reglamento se excluye la exposición a radón en el interior de las viviendas, aunque en muchos países ya se valora el problema de manera global. A nivel de la U E, existe una Recomendación (90/143/EURATOM) en la que se dan indicaciones para la protección de los miembros del público contra la exposición a radón en interiores, que, aunque no tienen carácter obligatorio para los estados miembros, constituyen dentro de la UE el marco de referencia para la iniciación de planes de actuación en el ámbito del país.

7. USOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES: MEDICINA E INDUSTRIA

7.1 Las radiaciones ionizantes en medicina

 Introducción

La aplicación de las radiaciones ionizantes en medicina ha dado lugar a especialidades médicas basadas en la tecnología. Desde su descubrimiento, el crecimiento y desarrollo de las radiaciones ionizantes ha sido paralelo al avance de la medicina. Su extensión ha permitido un mejor conocimiento tanto de la anatomía normal y patológica, como en muchos casos de la fisiología normal y anormal de los seres vivos. La investigación en radiaciones ionizantes no sólo contempla mejorar la tarea cotidiana de interpretar imágenes, diagnosticar y tratar enfermedades, sino también busca nuevos conocimientos en medicina para su propia causa, del mismo modo que también lo hacen otras técnicas no radiológicas.

El uso de las radiaciones ionizantes da lugar a unos efectos biológicos sobre la materia viva. En realidad, de todos los agentes físicos y químicos presentes en nuestro entorno, los efectos de las radiaciones ionizantes son ciertamente los mejor conocidos y los datos sobre los que se basa la evaluación de los mismos se remontan prácticamente a la época de su descubrimiento.

No obstante, se considera que su aplicación en medicina es beneficiosa, aunque si no se opera debidamente, las dosis recibidas son a menudo innecesariamente elevadas, cuando de hecho, pueden reducirse considerablemente sin pérdida alguna de eficacia.

Después de las fuentes de radiación natural, la exposición médica es, la mayor fuente de exposición creada por el hombre.

Para poder valorar posteriormente el impacto que las fuentes de radiaciones ionizantes aplicadas en medicina producen sobre los seres vivos, tanto a nivel individual como colectivo, parece oportuno repasar, aunque sea muy someramente, qué tipo de fuentes se emplean, así como la gama de energías y dosis que se manejan.

La medicina designa la exposición de los individuos sometidos a examen o a tratamientos médicos con ayuda de radiaciones.

• Exámenes o tratamientos (diagnóstico y terapia) directamente relacionados con las enfermedades.
• Investigación médica.
• Exámenes realizados con fines médicos legales o a efectos de seguros.

 Se desprende pues, que la mayor aplicación de las radiaciones ionizantes en medicina se encuentra en el campo del diagnóstico. Para ello se emplean fundamentalmente rayos X de baja energía y, en aquellos órganos o estructuras del cuerpo humano donde la imagen obtenida mediante ellos no ha aportado suficiente información se ha recurrido al uso, y cada vez con mayor éxito, de otras fuentes de radiación, como son los radionucleidos.

7.1.1 Diagnóstico

Radiodiagnóstico

Desde el descubrimiento por Wilhelm Roëntgen, en el año 1895, de los rayos-X hasta nuestros días, la medicina ha llegado a perfeccionar el método de aplicación de estas radiaciones mediante el desarrollo de equipos capaces de obtener imágenes de gran precisión, a la vez que someten al paciente a las dosis mínimas posibles.

Los métodos de grafía y escopia se aplican prácticamente a todas las partes del cuerpo humano. Con ellos son posibles reconocimientos médicos a nivel de esqueleto, tórax, abdomen, sistema nervioso, tubo digestivo, vías biliares, aparato urinario, vasos, corazón, exámenes especiales, etc.

Sin duda, los equipos más extendidos son las unidades básicas de grafía y las exploraciones más realizadas hasta los últimos años han sido las de tórax. Sin embargo, esta práctica está descendiendo notablemente debido, entre otros factores, al descenso de la tuberculosis en nuestra sociedad y a la existencia de mejores métodos para la detección prematura del cáncer de pulmón. Además, aplicando el criterio de que las exposiciones a radiaciones ionizantes deben limitarse a motivos sintomáticos, cada vez menos países incluyen en las exploraciones médicas anuales, este tipo de chequeo.

Merece mención especial la mamografía, técnica que comenzó a utilizarse a partir de los años 50. En la actualidad, gracias a los equipos existentes al efecto (mamógrafos) y los métodos empleados, se considera que dicha exploración es el método más sensible para la detección precoz del cáncer de mama.

También dentro de las técnicas de grafía hay que citar los equipos específicos que se aplican en el campo de la estomatología y de la odontología. Se trata de pequeños generadores de rayos X que operan, según los siguientes procedimientos:

• Radiografía con película intraoral.
• Radiografía panorámica con tubo de rayos X intraoral.
• Pantomografía.

De momento, el mayor hito en la revolución de la tecnología radiológica, se dio en la década de los años 70 con la aparición de la Tomografía Computerizada (CT). La CT obtiene imágenes de secciones de un órgano representando claramente el aspecto del mismo incluidos tejidos blandos. Por tanto, proporciona un rango dinámico más amplio que la radiografía convencional, con una superior discriminación de tejidos. Esta práctica ha sustituido en muchos casos a la cirugía exploratoria. Además, permite estancias más reducidas de los pacientes en lo que respeta a la fase preoperatoria. En diversas localizaciones tumorales se ha convertido en una herramienta indispensable y cada vez es mayor su necesidad en la planificación de tratamientos con radioterapia. 

Aplicaciones diagnósticas con radionucleidos

Los radionucleidos son empleados para el estudio de diversas patologías, tumores, metástasis, estudios médicos, etc.

Hoy su aplicación ha dado lugar a una especialidad diferenciada llamada medicina nuclear, que en el campo del diagnóstico, permite:

• El examen funcional preciso de diferentes órganos.
• La visualización rápida y no traumática mediante gammagrafías.
• El estudio dinámico de los fenómenos rápidos (ej. circulación cardíaca, cerebral, etc.)

Pueden utilizarse radionucleidos puros o bien sustancias portadoras muy diversas, –dependiendo del órgano a explorar–, marcadas con radionucleidos. El "marcaje" amplía la gama de posibilidades diagnósticas puesto que la sustancia portadora puede ser de índole muy diversa (proteínas, hormonas, compuestos orgánicos), con lo que se permite estudiar una gran variedad de funciones biológicas.

Actualmente se utilizan emisores gamma de baja energía y de periodos de semidesintegración cortos, lo cual facilita su rápida eliminación. El radionucleido más utilizado es el 99mTc aunque también se utiliza 67Ga, 201Tl, 131I, 125I, 123I 111In, etc. Estas sustancias se administran vía parenteral o endovenosa.

Para su detección, se emplea un cristal de centelleo, que se acopla a una serie de tubos fotomultiplicadores con el fin de transformar la señal luminosa en eléctrica.

En cuanto a exploraciones "in vitro", los radionucleidos poseen un amplio campo de aplicaciones clínicas y de investigación. El radioinmunoensayo o radioinmunoanálisis (RIA, como se le tiende a llamar), es un conjunto de técnicas de gran interés en la clínica humana. Permite análisis tanto cualitativos como cuantitativos, así como la detección en sangre de hormonas peptídicas, esteroideas, drogas, antígenos tumorales, etc. Se manejan emisores beta y gamma de baja y media energía, fundamentalmente 125I, 3H, 14C, 32P, 57Co, etc. y cuando se trata de trabajos de investigación, la diversidad de isótopos es mucho mayor.

A diferencia de los usados en las técnicas de diagnóstico "in vitro", su periodo de semidesintegración es más largo (días e incluso años). Pero, en cualquiera de los casos, las fuentes se presentan abiertas, es decir, en forma no encapsulada, de manera que todo aquello con lo que entra en contacto, es impregnado de partículas radiactivas. El uso de material radiactivo trae consigo la producción inevitable de residuos radiactivos. La tabla 1 muestra los isótopos más empleados en medicina nuclear.

Principales radionucleidos utilizados en medicina nuclear

(1) Como radionucleido: gammagrafía tiroidea, estudios cerebrales, … . Como radiofármaco: estudios de hígado y bazo. Detección de hemorragias digestivas,. Estudios óseos, cardíacos, pulmonares, renales, de vasos linfáticos, …

7.1.2 Radioterapia

Introducción

Si bien radioterapia significa, etimológicamente, tratamiento con radiaciones en su sentido más amplio, en la realidad se aplica este nombre a una especialidad médica, que se ocupa del tratamiento de determinadas enfermedades, fundamentalmente oncológicas, por medio de radiaciones ionizantes.

Desde las simples aplicaciones de una fuente de radio en la piel, de principios del siglo XX, hasta los sofisticados tratamientos que se realizan ahora, han mediado incesantes e intensas investigaciones médicas, biológicas, físicas y técnicas que permiten conocer con mucha precisión los medios de que se dispone y los resultados que se espera obtener de ellos.

La radioterapia es un procedimiento que compite en igualdad de condiciones con la quimioterapia, la cirugía y la inmunología en el tratamiento de tumores malignos.

Los tumores malignos tienen las características siguientes:

• Son agrupaciones de células, que crecen de forma incontrolada, infiltrando y destruyendo los tejidos sanos donde se insertan.
• Pueden formar metástasis a distancia, es decir, tumores semejantes al primario en zonas alejadas de él, por desplazamiento de células tumorales a través de vía hemática y/o linfática.
• Pueden recidivar después de un tratamiento y la probabilidad de que esto ocurra depende del número de células viables o capaces de proliferar que quedan sin destruir durante el tratamiento.

Las radiaciones ionizantes destruyen las células tumorales pero también pueden destruir las células sanas donde aquéllas se asientan o las circundan. La meta de la radioterapia es llevar la máxima dosis de radiación posible a las células tumorales, con un mínimo de dosis a los tejidos circundantes. Ello requiere un conocimiento amplio de los procesos de interacción de las radiaciones con la materia viva y la respuesta de ésta a las radiaciones ionizantes, y a la vez la posibilidad de barajar distintas técnicas de irradiación, que permitan administrar la dosis con un reparto adecuado en el espacio y en el tiempo.

Clasificación de la radioterapia

Las distintas formas de hacer radioterapia se pueden agrupar de acuerdo a distintos parámetros.

• Por la fuente de radiación empleada.
• Equipos de radiación: terapia de contacto RX, terapia convencional, aceleradores de electrones circulares y lineales, aceleradores de otras partículas y ciclotrones.
• Fuentes radiactivas: terapia superficial ( 90Sr), curiterapia ( 226Ra, 192Ir, 137Cs), telegammaterapia ( 137Cs, 60Co).
• Por la energía de las radiaciones utilizadas: a) baja energía ( RX de menos de 100 kV,  radioterapia superficial o de contacto), b) energía media (desde 100 kV hasta 400 kV, siendo la radioterapia convencional) y c) alta energía ( telegammaterapia de 60Co y 137Cs, terapia con fotones y electrones procedentes de aceleradores, terapia con haces de partículas de alta transferencia lineal de energía).
• Por la calidad y características de las radiaciones.

En este apartado se pueden separar dos clases fundamentales, la irradiación con partículas: electrones (e – ), protones (p), neutrones (n) y la irradiación con haces de radiación electromagnética: fotones, gamma o rayos X.

• Por la distancia entre la fuente y los tejidos irradiados,

se puede clasificar la radioterapia en tres grupos: a) terapia de contacto, donde la fuente está en contacto directo con los tejidos o incluso dentro de ellos, pudiendo ser la curiterapia intracavitaria, donde las fuentes radiactivas (60Co, 226Ra, 137Cs y 192Ir) se introducen en cavidades naturales como útero, vagina, recto, etc y se colocan en contacto con la mucosas que descubren estas cavidades y la curiterapia intersticial, donde las fuentes radiactivas en forma de agujas, horquillas, hilos, etc, se introducen en los mismos tejidos; b) terapia superficial, donde la fuente siempre externa, bien sea un equipo de rayos X o un isótopo radiactivo como el 90Sr, se pone en contacto con la piel en la zona lesionada, c) Plesioterapia o terapia de distancia corta. Es una radioterapia que se hace generalmente con equipos de rayos X y que la distancia entre la fuente y la piel está comprendida entre 10 cm y 50 cm y d) la teleterapia, que se puede llevar a cabo con haces de radiación electromagnética (gamma o con rayos X de frenado) o haces de partículas, e- ,n, p, … para distancia fuente-piel (DFO) mayor de 50 cm. La DFP más frecuente está comprendida entre 80 y 100 cm. aunque actualmente se realizan técnicas especiales de grandes campos, como la irradiación de medio cuerpo o cuerpo total, que precisan distancias mayores, tales como 2,3 ó 4 m. Actualmente se está empezando a utilizar en clínica una técnica especial, que podría incluirse en la plesio o teleterapia, la terapia intraoperatoria, que se hace generalmente con haces de e- de los aceleradores y consiste en la introducción del haz o del colimador en el mismo tumor, que se abre al exterior mediante un acto quirúrgico realizado en la misma sala de tratamiento de los aceleradores.

 Como se puede deducir de lo que precede, existe una gran variedad de técnicas radioterápicas, que exigen tratamiento completamente distinto, tanto en instalaciones como en dosimetría y utilización.

Técnicas de radioterapia

Siempre con el fin de buscar un resultado óptimo de la radioterapia, pasamos a describir las distintas técnicas y ver qué ofrece cada una de ellas.

De todas las clases de radioterapia enumeradas en el apartado anterior, se pueden extraer dos que dan lugar a procedimientos esencialmente distintos, que son la braquiterapia o curiterapia y la teleterapia.

Braquiterapia o curiterapia

Braquiterapia es la expresión sajona y su origen está en el griego braqui que significa próximo. Curiterapia es nombre de origen francés y es un homenaje a los esposos Curie. Mediante la curiterapia que consiste, como ya se ha dicho, en la inclusión de fuentes radiactivas en las cavidades, o la inserción en los tejidos, se consigue en buena medida la irradiación intensa de un volumen reducido consiguiendo minimizar la irradiación de los tejidos sanos próximos al tumor.

La terapia superficial que consiste en colocar una fuente en contacto o muy próxima a la piel, se hace fundamentalmente con 90Sr en equilibrio radiactivo con 90Y. Se aprovecha para terapia la emisión beta de 0,546 MeV del 90Sr y de 2,25 MeV del 90Y. También existen equipos de rayos-X de terapia de contacto que funcionan con tensión inferior a 50 kV. Esta terapia se emplea para lesiones cutáneas de volumen reducido. Las lesiones cutáneas de volumen mayor se tratan con haces de electrones producidos en aceleradores.

La curiterapia endocavitaria utiliza el 137Cs, el 60Co y el 192Ir, como fuentes radiactivas, generalmente en forma de tubos. Entre ellos, el más frecuente es el 137Cs; sus características, de energía: 0,66 MeV, periodo de semi-desintegración: 30 años y su tasa de dosis equivalente (fotónica) por unidad de actividad  y a un metro de distancia, es aproximadamente de 10-4 (mSv/h)/MBq. El 226Ra, que fue el único elemento que se usó originalmente, actualmente se encuentra retirado del uso clínico, porque presenta problemas entre los que resalta la posibilidad de producir contaminación por 222Rn.

Esta clase de terapia se emplea, fundamentalmente en tumores ginecológicos. Se aplicaba sola o en combinación con teleterapia. También se usa para otras localizaciones como fosas nasales, cavidad oral, recto, pero su uso es mucho menos frecuente.

La curiterapia intersticial emplea el 192Ir como radionucleido más frecuente, en forma de hilos y horquillas. El 192Ir tiene una emisión gamma de 0,318 MeV, un periodo de semi-desintegración de 75 días y  su tasa de dosis equivalente (fotónica) por unidad de actividad y a un metro de distancia, es aproximadamente de 1,6·10-4 (mSv/h)/MBq. Su aplicación es relativamente sencilla y la maleabilidad de las fuentes permite acoplarse a la anatomía. Cualquier localización accesible puede ser tratada con radioterapia intersticial, pero las más frecuentes son lengua, regiones ganglionares cervicales, labio, mucosa de la cavidad bucal, mama, etc. Al igual que la curiterapia intracavitaria, se puede usar sola o en combinación con la teleterapia.

Merece mención también la curiterapia con implantes permanentes. Se hace generalmente con 125I y 198Au. Consiste en la colocación de semillas de la fuente radiactiva en la zona o tejido que se pretende irradiar y dejarlas allí de forma permanente. La dosimetría de estas aplicaciones no resulta fácil por la dificultad de reproducir la geometría de la aplicación y la posibilidad de que se muevan.

La dosimetría en todas las aplicaciones de la curiterapia, que consiste en conocer la distribución de la dosis de radiación depositada alrededor de las fuentes, requiere el conocimiento exacto de la situación de las fuentes radiactivas en el espacio, con referencia a puntos anatómicos concretos.

La curiterapia presenta un problema de protección fundamental, que es el riesgo que se deriva del manejo de fuentes radiactivas de varios centenas de MBq. Actualmente este riesgo se ha disminuido mucho con el empleo de técnicas diferidas de aplicación, que consiste en hacer los implantes en dos tiempos: en el primero, el que más tiempo lleva, se colocan los aplicadores no radiactivos, se hacen los controles necesarios con radiografías y, una vez comprobada la correcta colocación de los aplicadores, se colocan las fuentes en un segundo tiempo que es mucho más rápido. También existen sistemas automáticos de carga diferida que reducen el riesgo de exposición de los manipuladores casi a cero.

Plesioterapia

Es terapia con rayos-X en la que la DFP está comprendida entre 5 y 50 cm. Es una transición entre la curiterapia y la teleterapia y hoy casi no se emplea.

Teleterapia

Cuando los tumores que se quieren irradiar no están asequibles a las aplicaciones de curiterapia, porque se encuentren a varios centímetros de profundidad por debajo de la piel, hay que acudir a la teleterapia, que es, por otro lado, la técnica más generalizada. La teleterapia consiste en la irradiación de un volumen de tejidos situado a una determinada profundidad por debajo de la piel, mediante la incidencia de uno o varios haces de radiación.

Las características de la teleterapia en relación con la curiterapia son las siguientes:

• La distribución de dosis en el espacio no es tan concentrada, pero puede hacerse mucho más homogénea que en la curiterapia.
• La distribución de dosis en el tiempo también tiene un esquema completamente distinto que en curiterapia, mientras que en ésta se da una dosis deforma continua a lo largo de unas cuantas horas o días, a una tasa no demasiado alta -de unos 50 cGy/hora-, en teleterapia se proporciona una dosis a una tasa bastante más alta, de unos 100 ó 200 cGy/min., pero se distribuye a lo largo de un ritmo de una a tres sesiones de duración de uno a cinco minutos, durante varias semanas

Esta clase de fraccionamiento favorece la recuperación biológica de los tejidos, así como la oxigenación de células tumorales hipóxicas, proceso que tiene lugar en los periodos intersesiones.

Los volúmenes irradiados con teleterapia son, en general, mayores que los que se irradian con curiterapia. La irradiación con teleterapia cubre volúmenes que van desde unos cuantos cm3 hasta la irradiación del cuerpo completo.

La distribución de dosis dentro de los tejidos, para los tratamientos de teleterapia, es una función de la clase de radiación X, gamma o e- , n, p, etc.; de la energía de la radiación; de la distancia fuente-tejido; del tamaño de los campos empleados; de las características del equipo que produce la radiación, y de la técnica empleada, entre otros.

Los haces de radiación de teleterapia se atenúan cuando entran en los tejidos, dando el máximo en la piel, o a unos milímetros o centímetros por debajo de ella a medida que la energía de la radiación crece.

Las ventajas de la radiación de alta energía frente a la de energía media son evidentes, pero también hay límites en la alta energía. Durante los años 60 se desarrollaron aceleradores de electrones circulares y lineales que producían haces de fotones de 40 MeV y de electrones de 30 MeV; hoy se ha demostrado que estas energías tan altas no proporcionan ventajas frente a los haces de 10 a 20 MeV de fotones y, a cambio, los equipos son más sofisticados y mucho más costosos; por tanto, en la actualidad, no se fabrican aceleradores de más de 20 ó 25 MeV de fotones. También han dejado de fabricarse los betatrones para usos médicos ya, que se ha demostrado que los aceleradores lineales son más versátiles.

7.1.3 Equipos de radiación

Unidades de telegammaterapia

La parte fundamental de estos equipos es la fuente radiactiva que, generalmente, es de 60Co, aunque también los hay con fuentes de 137Cs.

El 60Co emite dos fotones gamma de 1,17 MeV y 1,33 MeV; tiene un periodo de semi-desintegración de 5,3 años y produce una tasa de dosis equivalente (fotónica) por unidad de actividad y a un metro de distancia, de 3,7·10-4 (mSv/h)/MBq. La fuente de 60Co es un disco con diámetro variable de 0,75 a 2,5 cm y un espesor de 0,5 a 2 mm. Va encerrada en una cápsula de acero inoxidable que tiene una doble función: por un lado absorbe la radiación beta y, por otro, impide la formación de óxido de 60Co.

Las fuentes de 60 Co de teleterapia tienen una actividad muy alta, que puede llegar hasta 4·1014 Bq (400 TBq o aproximadamente 104 Ci).

Acelerador circular Betatrón

El Betatrón es un dispositivo circular en el que se aceleran electrones que proceden de un filamento incandescente. Esta estructura circular, en la que previamente se ha practicado el vacío, está situada entre los polos de un electroimán que crea campos magnéticos alternantes. Los electrones giran en órbitas fijas, en las que van siendo acelerados hasta altas energías; cuando se ha alcanzado la energía necesaria, los electrones son desviados de su órbita hacia una ventana de salida del haz, o bien se les hace chocar con un blanco de tungsteno y se produce un haz de rayos-X. Pueden conseguir haces de fotones de hasta 45 MeV. Estos equipos, que se difundieron durante los años sesenta, ahora han sido desplazados por los aceleradores lineales.

Aceleradores lineales

En estos equipos la aceleración de los electrones se hace en un recorrido rectilíneo a lo largo de un tubo de vacío que se llama "guía de onda", ya que en él se ha generado una onda electromagnética de muy alta frecuencia (unos 3.000 MHz), que es la encargada de "empujar" los electrones. Igual que en los betatrones, se pueden obtener haces de electrones o de rayos-X. Estos equipos pueden producir haces de distintas calidades, cuyos valores extremos son 4 MeV y 25 MeV para fotones y 4 MeV y 20 MeV para electrones.

Salas de tratamiento en teleterapia

Todos los equipos de teleterapia van instalados en recintos blindados (búnkers) cuyas paredes de hormigón pueden tener hasta 2 m de espesor, y las puertas de acceso a las salas son blindadas con plomo, como en el caso de las unidades de 60Co y aceleradores de hasta 6 MeV, o con plomo más parafina en aceleradores de más 6 MeV. El plomo tiene como misión proteger de la radiación fotónica. La parafina es para reducir la posible dosis de neutrones que se producen en los aceleradores de más de 10 MeV.

Las instalaciones de teleterapia constan de:

• Sala de tratamiento. Recinto donde va instalado el equipo y se colocan los enfermos para ser irradiados.
• Sala de control remoto. Recinto exterior a la sala de tratamiento desde donde se maneja el equipo de tratamiento.
• Sala de máquinas, en el caso de los aceleradores

7.2 Aplicaciones de los radisótopos en la industria

Dentro del campo de la industria, las aplicaciones de los radisótopos son variadas y numerosas y debido a las ventajas que presentan en todos los procesos industriales, se han convertido en una importante herramienta de trabajo.

Las aplicaciones de los radisótopos en la industria se basan en la interacción de la radiación con la materia y su comportamiento en ésta, pudiendo establecerse una clasificación de dichas aplicaciones, de acuerdo con la propiedad en la que se basan, en tres grupos.

a) Acción de la materia sobre la radiación: Al penetrar la radiación a través de la materia experimenta fenómenos de absorción y dispersión. La medida de la radiación, suministra una información muy valiosa sobre el material en el que se produce la interacción de las radiaciones.

b) Acción de la radiación sobre la materia: El poder ionizante de las radiaciones altera las propiedades tanto físicas como químicas de los materiales. En este grupo de aplicaciones, se aprovechan las modificaciones que las radiaciones provocan en los materiales, sin importar lo que suceda con ellas.

c) Trazadores: El empleo de los radisótopos como trazadores se basa en la incorporación o identificación de los mismos con determinado material, para seguir el curso o comportamiento de éste mediante la detección de las radiaciones emitidas.

Otra clasificación que se establece de los radisótopos industriales es atendiendo a la presentación, encontrándonos:

 a) Radisótopos no encapsulados: Los isótopos se pueden presentar en forma líquida, sólida, o gaseosa, contenidos en recipientes cerrados pero no sellados; ej. frascos para los sólidos o líquidos y ampollas de vidrio para los gases.

b) Fuentes radiactivas encapsuladas: Aquí los isótopos se encuentran encerrados en cápsulas selladas de materiales resistentes. Igualmente se consideran como fuentes radiactivas encapsuladas aquéllas en las que el material radiactivo se encuentra sólidamente incorporado en materiales sólidos inactivos, de forma que esté protegido contra toda fuga.

7.2.1 Aplicaciones basadas en la acción de la materia sobre la radiación

Para este grupo de aplicaciones se suelen utilizar fuentes radiactivas, casi siempre encapsuladas, de pequeña o mediana actividad. En este grupo se incluyen aplicaciones tales como:

Gammagrafía

La gammagrafía o radiografía industrial es una técnica que se basa en la absorción diferencial que se produce cuando la radiación gamma atraviesa objetos con defectos y como se impresiona ésta en una placa fotográfica. Es ampliamente utilizada en la inspección de soldaduras.

Medidas de espesores y densidades

La técnica de medida de espesores y densidades mediante la utilización de fuentes radiactivas se basa en que la intensidad o densidad del flujo de radiación que se transmite o refleja, cuando la radiación atraviesa un material, depende de la densidad del aire y espesor de dicho materia

Medidas de niveles La medida y control de nivel mediante el empleo de fuentes de radiación se basa también en la absorción o retrodispersión de las radiaciones en la materia. Los procedimientos utilizados son muy variados y vienen caracterizados por las posiciones en que se coloca la fuente radiactiva y el detector.

De todos los procedimientos, el más relevante quizás sea el basado en la retrodispersión de la radiación, para medidas de nivel en pozos o depósitos subterráneos.

Este método no sólo encuentra aplicación práctica para medidas de nivel en líquidos, también se hace uso de él en: llenado de botellas de gas, envasado de productos, determinación del nivel de carga en altos hornos, etc. En general, este método es especialmente útil en los casos de líquidos a elevadas temperaturas, líquidos corrosivos, tanques o recipientes a presión y en todos aquellos casos donde sea imposible o indeseable la utilización de dispositivos de contacto.

 Medidas de humedad

La determinación de la humedad mediante la utilización de fuentes radiactivas se basa en la moderación de neutrones rápidos al chocar con los átomos de hidrógeno del agua. Este método es de extendida aplicación en análisis de suelos y en construcción de carreteras. Las fuentes de neutrones más utilizadas son: 226Ra/Be y 241Am/Be.

7.2.2 Aplicaciones basadas en la acción de la radiación sobre la materia

Dentro de este campo de aplicaciones puede establecerse una subdivisión:

Aplicaciones basadas en la acción bactericida de la radiación. Utilizan elevadas actividades de emisores gamma. Como ejemplo de aplicación tenemos la esterilización de materiales y la conservación de alimentos. Como fuentes se utilizan  equipos de rayos X de tipo industrial o bien fuentes encapsuladas emisores gamma (60Co o 137Cs) con actividades entre 400 TBq (1 TBq = 1012 Bq) y 25 PBq (1 PBq = 1015 Bq).

Aplicaciones basadas en la acción ionizante de la radiación. Utilizan actividades muy bajas de emisores alfa y beta. Las aplicaciones son: eliminación de electricidad estática, producción de materiales luminiscentes, detectores de humo, etc. El caso específico de los sistemas para la eliminación de la electricidad estática se basa en los fenómenos de ionización que provocan las radiaciones en el medio por el que se propagan. Este método es de utilidad en aquellos casos en los que la acumulación de electricidad estática provoca grandes inconvenientes en los procesos industriales: industria textil, de materiales plásticos, de papel, vidrio, etc. Asimismo, es de utilidad en aquellas industrias en las que se utilizan grandes volúmenes de material inflamable y en aquellas en las que pueden provocarse explosiones por salto de chispa eléctrica. En este caso se utilizan emisores alfa y beta: 3H, 85Kr, 90Sr y 241Am

Isótopos más utilizados para la medición de espesores y densidades

Producción de materiales luminiscentes

Se basan en la propiedad de las partículas alfa y electrones de producir fenómenos de luminiscencia en algunos materiales. Los productos luminiscentes así obtenidos son de utilidad para señalización de aviones, barcos, ferrocarril, etc. Se utilizan emisores de partículas alfa o beta: 3H, 85Kr, 90Sr, etc.

Detectores de humo 

El método de detección consiste en colocar en el interior de una cámara de un detector de radiación, un emisor alfa o beta, que dé lugar a una corriente de ionización constante. La presencia de humo en la cámara provoca una disminución de la corriente de ionización, que se puede detectar con un aparato de medida adecuado. La fuente radiactiva más utilizada es 241Am.

7.2.3 Aplicaciones basadas en el empleo como trazadores

La técnica consiste en incorporar radisótopos -generalmente no encapsulados- a un material para seguir y estudiar el curso o comportamiento de éste, mediante la detección de las radiaciones. Para ello

se pueden seguir dos métodos generales:

• Método físico: 1) El material radiactivo se incorpora al sistema; 2) se convierte en radiactivo el propio sistema. En ambos casos no hay reacción química entre el radionucleido y el sistema que se investiga.
• Método químico: el material radiactivo se incorpora al sistema mediante reacción química con éste.

 Las posibilidades de aplicación son prácticamente ilimitadas:

• Transporte de fluidos: Ampliamente utilizado en la medida de caudales, tiempo de resistencia, modelos de circulación, control de transporte en oleoductos.
• Estudios de desgaste y fricción: Los estudios sobre desgaste de componentes y piezas metálicas de máquinas tales como: segmentos de pistones, álabes de turbogeneradores, palieres. También son utilizados para el estudio del comportamiento de lubricantes.
• Investigación de procesos químicos: Poderoso medio para el estudio de la cinética y de los mecanismos de las reacciones químicas.
• Contaminación ambiental: El marcado radiactivo es de gran utilidad a la hora de estudiar la dispersión de determinados contaminantes en la atmósfera y medio acuático.
• Detección y localización de fugas en tuberías y depósitos.
• Control de homogeneidad de mezclas, etc.

9. BIBLIOGRAFÍA

"Métodos de Ensayos no Destructivos". Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial. Madrid. 4º Edición. Año 1998.

"Radiografía Industrial". AGFA. Año 2000.

"Habilitación en permisos para Gammagrafía. Comisión Argentina de Ensayos no Destructivos. Año 2003.

Autoridad Regulatoria Nuclear. Boletín de información. Año 2005.

Comisión Nacional de Energía Atómica. Boletín de información. Año 2002.

"Curso de Medicina Laboral". La Plata. Año 2004/05.

Hernan Aguiar

Argentina. Noviembre 2005.

Partes: 1, 2, 3