El billar de la naturaleza
Investigadores cubanos determinan el fondo radiactivo proveniente de fuentes ambientales
Por: Dania Ramos Martín
Ilustración: Teodoro Mancera
2 Septiembre, 2011
Campean silenciosas por el Globo desde que el mundo estrenó su estructura. Peor que vecinos curiosos, husmean nuestras entrañas y, como ciertos recuerdos, están inevitablemente presentes. Son tan naturales como la vida misma, y nos rondarán hasta el fin de nuestros días.
Las radiaciones ambientales han convivido con el ser humano desde siempre, varios miles de años antes de aquel 1896, cuando Henri Becquerel, investigando la fosforescencia, descubrió que de las sales de uranio emanaban partículas capaces de atravesar papeles negros y otras sustancias opacas a la luz ordinaria.
Desde entonces, se conoce que algunos elementos tienen la propiedad de modificar su estructura, emitiendo parte de la energía contenida en el núcleo en forma de radiación electromagnética (fotones) o partículas cargadas (átomos de helio y electrones).
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El radón-222, gas formado en la cadena de desintegración del uranio natural, emana desde el suelo y desde las estructuras de concreto. Constituye mundialmente una fuente importante de irradiación. (Fuente: www.xornal.com) |
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Es entonces que comienzan los procesos de interacción en el entorno cercano, lo que da lugar a disímiles cambios en las propiedades estructurales y químicas de los materiales que componen el medio. Algo así como la bola blanca del juego de billar, que con fuerza variable golpea las otras, reordenando su posición sobre el paño. A este fenómeno se le llama radiación ionizante.
Como tantos otros procesos naturales, la radiación ocurre de modo constante sin que podamos percibirla. El suelo que pisamos, los alimentos que ingerimos, el aire que circula en nuestras habitaciones, el sol mañanero, el agua para los quehaceres hogareños, contienen elementos radiactivos que desandan el medio que nos rodea, incluyendo nuestro cuerpo.
Por fortuna, la mayor parte de la radiación ambiental convive con nosotros sin provocar daños considerables. Cuando los materiales radiactivos ingresan al cuerpo humano, una parte de ellos es excretada, y otra pervive en células y tejidos por períodos de tiempo variables. Solo a niveles altos de radiación, inexistentes en el medio natural, pueden ocurrir perjuicios a la salud.
Los rayos cósmicos provenientes del exterior figuran como una de las principales fuentes de radiación natural. Ellos son considerablemente atenuados por la atmósfera terrestre, por lo cual son mucho más intensos a grandes alturas que al nivel del mar.
Abundantes radionucleidos pueblan la corteza que cubre el planeta. Algunos de ellos, conocidos como primordiales, entre los que se encuentran el potasio-40, el uranio-238 y el torio-232, se desintegran en otros elementos que también emiten radiaciones.
Estas sustancias radiactivas, y otras formadas por la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera terrestre, están contenidas también en los alimentos y el agua que bebemos, puertas por donde penetran a nuestros órganos y torrente sanguíneo.
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Un total de 502 pruebas con armas nucleares tuvieron lugar entre 1945 y 1980, con un pico importante en la década del 60. Los ensayos alcanzaron una potencia equivalente a 434 megatones de TNT. El valor más elevado (0,11 mSv de dosis efectiva per capita), debido a las precipitaciones radiactivas,
se alcanzó en 1963. (Fuente: www.fullsoftgamer.org) |
La exposición externa a fuentes naturales de radiación puede variar de una localidad a otra, y la “cuota básica” aportada por el universo puede verse alterada también por la intervención humana, con actividades como la explotación minera, la fabricación de fertilizantes fosfatados y la utilización de combustibles o materiales que contengan radionucleidos.
Otro factor que puede incrementar la exposición a la radiación es la cantidad de material radiactivo contenido en los materiales de construcción. El radón-222, gas formado en la cadena de desintegración del uranio natural, emana desde el suelo y desde las estructuras de concreto.
A pesar de que su concentración varía en dependencia de la formación geológica de una zona considerada, el tipo de material utilizado en las edificaciones, el clima y los modos de vida de los individuos, este gas es causante de la mitad de la dosis a la que estamos expuestos, según estimaciones de organismos internacionales.
Por otra parte, las pruebas con armas nucleares en las décadas del 50 y 60 del pasado siglo, y el desastre en Chernobil, depositaron cantidades considerables de radionucleidos en las altas capas de la atmósfera que todavía llegan a la superficie terrestre en forma de precipitaciones radiactivas, aunque los niveles han disminuido mucho con el tiempo.
Cuba, ¿cuán radiactiva?
Momentos de las investigaciones |
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Pretratamiento de muestras |
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Contador de cuerpo entero |
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Mediciones gamma en el terreno
Fotos: Cortesía del Dr. Juan Tomás Zerquera |
Por más de un decenio, especialistas del Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones de Cuba estudiaron el fondo radiactivo de la Isla, como parte de las investigaciones para el desarrollo del programa nuclear cubano.
El equipo, integrado por especialistas de todo el país, fue distinguido con el Premio de la Academia de Ciencias el pasado año, y la información científica aportada fue incluida en el Informe del año 2008 del Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR), publicación de referencia mundial para las estimaciones de dosis y efectos biológicos en el ser humano.
“Estos estudios -comenta el Dr. Juan Tomas Zerquera, uno de los autores principales- son realizados sobre todo en países desarrollados, porque permiten conocer los valores promedio de los niveles de radiación ambiental, y a partir de ahí, tomar decisiones sobre el impacto de instalaciones nucleares o, poder actuar en situaciones de emergencia radiológica.
“En nuestro caso, cuando cesaron los proyectos para la construcción de una central nuclear, teníamos ya una capacidad creada y continuamos caracterizando el fondo radiactivo para conocer el impacto potencial que podría tener sobre la salud. Los valores aportados servirían de referencia para el establecimiento de criterios reguladores en las prácticas con fines de protección y serían vitales para la vigilancia radiológica ambiental”.
Fue importante evaluar las dosis recibidas por los individuos, tanto por exposición externa a la radiación cósmica y terrestre, como por irradiación interna de elementos contenidos en las estructuras corporales, entre los que se encuentra el potasio-40. De igual modo, debieron determinarse las tasas de incorporación de los radionucleidos presentes en el medio ambiente.
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Componentes de las dosis totales anuales que recibe un adulto en Cuba. Como “resto” se presenta el aporte de la componente neutrónica de la radiación cósmica, los radionucleidos cosmogénicos, los radionucleidos de las series del U-238 y el Th-232 (exceptuando al radón y sus hijos), así como de los radionucleidos globales. (Fuente: Resumen del expediente para el Premio Academia de Ciencias, 2010. Cortesía del Dr. Juan Tomás Zerquera)
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Cerca de 200 personas fueron estudiadas para medir la incidencia del potasio estructural, teniendo en cuenta el sexo, la edad, el peso y la talla. Detectores pasivos en casas, de diferentes tipologías constructivas monitorearon el comportamiento del radón; y la influencia de la radiación terrestre se midió en diferentes terrenos. Fueron analizadas muestras de suelos y agua, y se observaron durante varios años los alimentos servidos en comedores obreros en diversos puntos del territorio
nacional.
“Lo primero fue determinar el contenido de material radiactivo en los distintos objetos del medio ambiente. Con esa información de partida, hubo que seleccionar los modelos que se iban a usar para evaluar las dosis, o cantidad de energía por unidad de masa que recibe una persona, y asociarla con los parámetros que expresan probabilidad de daño sobre la salud”.
Desde el núcleo del átomo |
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Toda la materia está compuesta por átomos. Algunos son estables; otros, inestables. La radiactividad es un fenómeno natural que ocurre cuando un átomo con un núcleo inestable se desintegra espontáneamente,
liberando partículas alfa, radiación beta, o gamma. La radiación natural procede de las materias existentes en todo el universo. Provienen del espacio exterior (sol y estrellas); o de los elementos radiactivos (uranio, torio, radio, entre otros) que existen naturalmente en el aire, agua, alimentos, o el propio cuerpo humano (potasio, carbono-14). |
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La media ponderada, una representación del valor de la dosis que puede recibir un cubano adulto promedio, alcanzó el valor de 1,1 milisievert por año (mSv/a). Este índice se encuentra dentro del rango de normalidad reportado por el UNSCEAR, estimado entre 1 y 10 mSv/a, y cuya media representativa de la población mundial es de 2,4.
“Más que el número, acota Juan Tomás, lo que interesaba era saber cómo estaba compuesto y cuál era la importancia relativa de las fuentes que aportaban a esa cifra aportaban a esa cifra.
“En el valor determinado por las Naciones Unidas, un porciento importante lo ocupa la incidencia del radón, dado que los estudios principales han sido hechos en países fríos, con habitaciones cerradas al exterior, y formas geológicas con contenidos más altos de radionucleidos primordiales.
“El cubano promedio, en cambio, recibe dosis muy por debajo de los estimados internacionales, fundamentalmente por la escasez de materiales radiactivos en los objetos ambientales y la configuración plana de la orografía del país, unida a la ubicación en zonas bajas de los principales grupos poblacionales y las altas tasas de ventilación de las viviendas”.
Estos resultados, sopesa el investigador, confirman la hipótesis que el fondo radiactivo ambiental en Cuba es muy bajo. En consonancia con el resto del mundo que está expuesto únicamente al fondo natural, no se espera la ocurrencia de daños sobre la salud estadísticamente diferenciables. Por lo tanto, al nivel de dosis en que vivimos, la aparición de efectos sobre la salud es probabilística.
