Para estar radiante: aplicaciones de los procesos nucleares.

En esta ocasión volvemos a traer a debate el controvertido tema de “lo nuclear”, en este caso hablando sobre sus aplicaciones fuera del sector energético. Mucha gente se puede sorprender de que existan, y otras personas pueden pensar “¡Ah! Claro, en medicina”. Sin embargo, el uso de las radiaciones ionizantes se extiende más allá. En este artículo intentaremos dar una visión general de este tipo de aplicaciones.

Nociones básicas 

Empecemos hablando sobre las radiaciones ionizantes: son emisiones muy energéticas de tipo nuclear, formadas bien por partículas o bien por ondas electromagnéticas (fotones). Debido a su alta energía, al interactuar con el medio provocan ionizaciones en los átomos (efecto directo) y radicales libres (efecto indirecto), causando rupturas de enlaces interatómicos e intermoleculares. En otras palabras, al interactuar con la materia causan daño estructural. Hasta aquí todo fatal y terrible, ¿no? Paciencia, paciencia.

Esquema con distintos tipos de emisiones ionizantes. Fuente.

Dentro de las radiaciones ionizantes encontramos:

  • Partículas Alpha: núcleos de helio (He2+), o lo que es lo mismo, dos protones y dos neutrones. Al estar cargadas se frenan antes al interactuar con la materia (poco poder de penetración), pero al tener mucha masa (al menos mucha para este tipo de radiación) depositan una gran cantidad de energía en el medio.
  • Radiación Beta: consisten en flujos de electrones energéticos que pueden atravesar varios centímetros de material biológico, pero no son capaces de penetrar en metales como el aluminio.
  • Radiación Gamma y rayos X: ambos tipos consisten en radiación electromagnética, siendo la Gamma más energética que la X. Tienen bastante poder de penetración; para su frenado se precisa de plomo (de grosor dependiente del tipo de radiación).
  • Neutrones: los conocidos componentes de los núcleos atómicos. Al ser neutros, en su interacción con la materia no se ven frenados (como sí le ocurría a las partículas Alpha), de modo que tienen un gran poder de penetración.

Industria

Tras habernos presentado de forma breve, veamos las ventajas que traen consigo. En primer lugar, hablemos de las aplicaciones en la industria. Al irradiar ciertos materiales, estos pueden presentar cambios en sus cualidades, a causa de la acción en la estructura de la que hablábamos antes. De esta forma, la irradiación de polímeros produce radicales libres y en consecuencia se forma una malla tridimensional que les confiere mayor elasticidad y resistencia a temperaturas extremas. De este modo se pueden obtener cables resistentes al calor, caucho apto para neumáticos, fibras textiles más elásticas y numerosas piezas componentes de electrodomésticos, automóviles, etc. Por otra parte, el tratamiento de maderas con radiación les confiere mayor resistencia y cambia el color de ciertos cristales.


Nota: los objetos tratados mediante radiaciones ionizantes NO son radiactivos. Las dosis aplicadas se mantienen en ciertos límites para prevenir esto.


Esterilización 

Otra aplicación de estos fenómenos, ampliamente utilizada en todo el mundo, es la esterilización de productos, es decir, la eliminación de microorganismos nocivos. Numerosas plantas de rayos Gamma y radiación Beta reciben a diario grandes cantidades de material sanitario-quirúrgico antes de ser empleadas en hospitales, veterinarios o dentistas. Es un método de esterilización en frío en el que no hace falta desembalar el producto y, por tanto, más rápido que las formas de esterilización en caliente. Además, la eliminación de patógenos también se aplica en cosméticos, sustrato para plantas de invernadero y descontaminación de aguas. Realmente útil.

Ejemplos de materiales usualmente descontaminados por radiación. Fuente.

Pero os voy a hacer una pregunta: ¿qué pensaríais de aplicar este mismo principio con los alimentos? Ahí ya veo caras incómodas, ¿eh? Veamos.

Alimentos

En nuestra sociedad gran parte de los alimentos se echan a perder. Las frutas y verduras maduran y, en general, los microorganismos reducen la vida de consumición de los productos alimenticios. Debido a esto la tasa de producción se mantiene en un rango muy elevado. Y esto son solo problemas del primer mundo, donde las personas pueden abastecerse de comida o incluso tirarla. El número de enfermedades causadas por la ingesta de alimentos en mal estado es elevado, y cada vez más pronunciado. Frente a esto, las radiaciones ionizantes no solo eliminan bacterias, protozoos, virus e insectos: además, afectan a las enzimas de maduración y germinación de las plantas. Los resultados son productos de origen animal y vegetal más duraderos y salubres (carnes, leche, frutas, legumbres, hortalizas, etc). Estamos hablando de reducir drásticamente enfermedades causadas por patógenos como la Salmonella, parásitos como el causante de la toxoplasmosis o bacterias como la E. Coli (entre muchas otras). También se soluciona el problema de conservar especias, ya que no pueden ser tratadas mediante calor o la ebullición.

Fresas y patatas tratadas con radiación comparadas con muestras de prueba. Fuente.

Pero si al zumo se le van las vitaminas con mirarlo, ¿qué pasa si irradio mi comida? Para la sorpresa de muchos, estas técnicas se empezaron a estudiar en la década de 1950. Como era de esperar, saltaron las alertas de “¡Esto no puede ser bueno!” y en los años 60 se formó un comité de investigación en la OMS en cuanto a esta tecnología. Tras 20 años de estudios se elaboró un informe que concluía que los alimentos radiados no presentaban ningún tipo de actividad nociva y constaban de una calidad nutricional idónea. Si se irradiara un alimento con una dosis 1000 veces superior a la legalmente permitida, la radiactividad inducida sería 200.000 veces inferior a la encontrada de forma natural en los alimentos. A partir de ese punto, las organizaciones como la OMS acogieron estos tratamientos, y el mercado de Conformidad Europea (CE) estableció regulaciones que permitían la comercialización y el consumo de alimentos irradiados (año 2000).

Símbolo internacional que exhiben los alimentos irradiados: la radura. Fuente.

Dato curioso: los alimentos irradiados son especialmente útiles para enfermos de inmunodeficiencias o astronautas.


La irradiación de alimentos se realiza actualmente en más de 30 países, con unas 200 instalaciones comerciales (rayos Gamma y radiación Beta). ¿Cómo se han aplicado estas herramientas en España? La directiva de la CE impuso que se debía implementar la tecnología de irradiación de alimentos en sus países miembros, con fecha límite en el año 2000. Finalmente, en el 2001 se registró en el BOE su uso en España. Pero únicamente para especias y hierbas medicinales, situación que no ha cambiado. No es ningún secreto la aversión de este país hacia los temas en materia nuclear y el desconocimiento que eso provoca.

Agricultura 

Vamos con más aplicaciones, ahora en agricultura. En este sector se introdujo una novedad realmente ingeniosa contra las plagas que azotan los cultivos. Se trata de la Técnica de Insectos Estériles (TIE). Consiste en incubar huevos de la especie invasora o parásita de insectos. Cuando las larvas maduran, se trata a los machos con radiación, quedando estériles. Más tarde, esos machos son puestos en libertad, de forma que al copular no produzcan huevos fértiles, controlando así las poblaciones de insectos sin necesidad de pesticidas. En España se implementó esta técnica para paliar los daños causados por la Ceratitis Capitata, una mosca que ataca los cultivos de cítricos, en especial los de naranjas. Otra aplicación, en este caso más esperada pero igual de importante, es la de conseguir ciertas propiedades en los cultivos mediante mutaciones causadas, de forma dirigida, por las radiaciones ionizantes. De esta forma se han conseguido cereales con una mayor proporción de proteína y menor tiempo de maduración para la cosecha.

Ceratitis Capitata y sus efectos en las producciones de naranjas. Fuente.

Otros usos 

Podemos encontrar aplicaciones de las radiaciones incluso en seguridad: muchos detectores de humo emplean Americio 241, un emisor de partículas Alpha. La fuente radiactiva emite de forma continua, pero cuando se produce humo, el detector no recibe señal debido al poco poder de penetración de este tipo de radiación. También encontramos técnicas de radiación en la conservación y datación de obras de arte (termitas que acaban con la madera, bacterias que dañan la pintura, etc). Por supuesto, también se aplican en la investigación científica y desde luego contamos con las aplicaciones médicas, pero ese tema quedará en el tintero para un artículo próximo (da mucho de sí, qué le vamos a hacer).


Como hemos visto, las radiaciones ionizantes están presentes en nuestro día cotidiano, aportando numerosos avances en diversos ámbitos. Entonces ¿no es lógico ir cambiando la perspectiva con la que se las mira? Lo peor de los tabúes causados por el desconocimiento es que no se habla de ellos, y acaban siendo infravalorados. Nada es bueno o malo per se – todo depende del uso que se le dé a las cosas.


Enlaces de interés

Cuenta Twitter Operador Nuclear: https://twitter.com/OperadorNuclear

Consejo Seguridad Nuclear: https://www.csn.es/home

ENRESA: http://www.enresa.es/esp/

Foro Nuclear: https://www.foronuclear.org/es/

Sociedad Nuclear Española: https://www.sne.es/

Jóvenes Nucleares: http://www.jovenesnucleares.org/blog/

 

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