Prácticamente desde el descubrimiento de la radiactividad hace ya más de un siglo, utilizamos la energía liberada en las desintegraciones nucleares para cientos de aplicaciones. La más conocida es la producción de electricidad en las centrales nucleares, pero el uso de los radioisótopos en muchos otros ámbitos también ha contribuido en gran medida a mejorar nuestra calidad de vida y hoy en día millones de personas de todo el mundo se benefician de la tecnología nuclear.
Una de las aplicaciones más extendidas de la radiactividad es el uso de los isótopos radiactivos como trazadores, es decir, como “espías” que se introducen en los sistemas y nos dan información acerca de su evolución en el espacio y en el tiempo gracias a la radiación que emiten al desintegrarse. Los isótopos naturales de periodos de semidesintegración muy largos, de millones de años, nos sirven para conocer la edad de rocas, minerales y compuestos orgánicos (datación radiométrica). Además, dada la gran capacidad de penetración de los rayos gamma, se utilizan para radiografiar distintos materiales y obtener información de su interior. Y también resultan muy eficaces para acabar con microorganismos perjudiciales para la salud o para luchar contra el cáncer. Según la IAEA, en el año 2010 los beneficios sólo en la industria y en la alimentación dieron lugar a más de 50 billones de dólares de beneficio.

Como ya tenemos una docena de nociones básicas de la radiactividad, ahora os dejo una docena de campos en los que la energía liberada por los isótopos radiactivos juega un importante papel:

1. Industria

La utilización de isótopos radiactivos en la industria es de vital importancia para la mejora y la automatización de los procesos y el control de calidad. Se usan como trazadores para detectar filtraciones o fugas y permiten medir con gran precisión el nivel de contenido de las latas de refresco, botellas y bombonas de gas o el espesor del papel, cartón o plásticos. Así mismo sirven para radiografiar componentes de aviones o coches, tuberías de gas o combustibles, para averiguar si existe algún defecto. Y a mayores dosis sirven para esterilizar instrumentos y envases con el objetivo de preservarlos y desinfectarlos.

2. Agricultura

Los isótopos radiactivos tienen muchas y muy variadas aplicaciones en la agricultura. Se utilizan para comprobar la eficacia de los fertilizantes, para asegurar la eficiencia del riego y del abastecimiento del agua y para luchar contra las plagas mediante la esterilización de ciertas especies de insectos.

3. Alimentación

En la industria alimentaria muchos alimentos son irradiados con isótopos radiactivos, como el Cobalto 60 o el Cesio 137. El objetivo es destruir bacterias, parásitos, insectos y otros patógenos, como la Salmonella o la E. Coli. De esta manera se consigue aumentar la vida de los alimentos y permite disminuir la utilización de compuestos químicos. Gracias a estos tratamientos, aumenta la seguridad alimentaria y permite que muchos productos lleguen y se conserven en regiones poco favorecidas.

4. Diagnóstico médico

La energía nuclear también se utiliza para el diagnóstico de enfermedades. En los servicios de Medicina Nuclear se introduce en los pacientes, en general por vía intravenosa, un radiofármaco emisor de fotones gamma que tiende a fijarse en el órgano que se desea estudiar. La radiación que emite es detectada por un equipo denominado gammacámara, que procesa la información para proporcionarnos una representación espacial del órgano. El isótopo más utilizado el Tecnecio 99, pero hoy en día se comercializan más de cincuenta radiofármacos distintos.
En algunos centros se dispone de un equipo PET (“Positron emission tomography”, tomografía por emisión de positrones), que nos proporciona imágenes anatómicas y funcionales de los órganos objeto de estudio de gran calidad diagnóstica.

5. Radioterapia

La radioterapia, junto con la cirugía y la quimioterapia, es una de las técnicas más eficaces para el tratamiento contra el cáncer. En concreto, la braquiterapia (complementaria a la radioterapia externa que se imparte con los aceleradores lineales) se basa en depositar en el tumor dosis altas de radiación para destruir las células malignas. Para ello se utilizan distintos isótopos radiactivos, en función del tipo de tumor y localización. Las fuentes de Iridio 192 y el Yodo 125, por ejemplo, resultan de gran eficacia para combatir los tumores ginecológicos y de próstata, entre otros.

6. Paleontología

Analizando los isótopos radiactivos presentes en fósiles y restos orgánicos es posible determinar su edad absoluta. Los seres vivos, ya sean animales o vegetales, contienen carbono. Un porcentaje muy pequeño de ese carbono es radioactivo, el carbono 14. Tiene un periodo de semidesintegración de 5730 años, así que analizando su actividad en los restos de plantas, animales o humanos, puede conocerse su antigüedad. De hecho, podemos decir que una parte muy importante de la historia humana está escrita en los isótopos del carbono.

7. Arte

Gracias a los isótopos radiactivos, se obtiene información acerca autenticidad de las obras de arte y puede confirmarse así un fraude. También sirven para determinar la edad y la procedencia de objetos arqueológicos analizando la cantidad de carbono 14 presente en ellos. Además, irradiando las piezas contribuimos a sus conservación evitando que bacterias y otros microorganismos deterioren las obras de los museos, archivos  y bibliotecas.

8. Minería

Haciendo uso de sondas nucleares (dispositivos que miden la radiación ionizante emitida por los materiales radiactivos) es posible determinar composición química y las características físicas de los suelos, mediante el análisis de la proporción de radioisótopos que contienen. Esto nos permite conocer si un determinado estrato reúne las condiciones favorables para albergar ciertos minerales o combustibles. Las industrias del petróleo y del carbón son grandes beneficiarias de las técnicas nucleares.

9. Geología

Son muchos los isótopos que nos resultan útiles para datar y conocer la composición y características de minerales, rocas y otros compuestos de la corteza terrestre. Por ejemplo, el Berilio 10 y el Aluminio 26 sirven para el estudio de los sedimentos marinos y para estimar la edad del hielo de los polos.

10. Hidrología

La hidrología a base de isótopos ambientales, estables y radiactivos, constituye un campo de investigación relativamente nuevo. El movimiento de las corrientes de agua subterráneas se rastrea agregando un elemento radiactivo. Esto nos permite descubrir depósitos que pueden utilizarse en el riego, lo que resulta de gran ayuda en las zonas más desfavorecidas que tienen importantes carencias de agua.

11. Medio ambiente

La detección de diferentes radioisótopos permite cuantificar la presencia de sustancias tóxicas en el aire, la atmósfera y el agua. Por ejemplo, midiendo el carbono 14 del dióxido de carbono que captan las plantas que crecen en una zona industrial, es posible determinar la emisión de dióxido de carbono en los alrededores. También son útiles para múltiples estudios que se están llevando a cabo sobre el cambio climático.

12. Exploración espacial

Una aplicación muy importante de la tecnología nuclear es el de las baterías nucleares que se utilizan en la navegación espacial. El Plutonio 238, isótopo radiactivo de periodo de semidesintegración de 88 años, es la principal fuente de energía de los aparatos espaciales. Es precisamente el que alimenta a naves como el Curiosity, que recientemente ha sido colocado en la superficie de Marte, o el Voyager, que se envió hace casi cuarenta años y que se encuentra ya en los límites del sistema solar.

A pesar de sus claroscuros, porque nunca hay que olvidar los graves problemas que se derivan de los residuos radiactivos, el riesgo de accidentes en las central nucleares o el uso militar, el desarrollo de la tecnología nuclear es considerado uno de los mayores logros científicos del siglo XX. Y en el futuro se espera que tenga aún más relevancia, especialmente en los países en vías de desarrollo, gracias a las investigaciones que se están llevando a cabo, que aumentan sus posibilidades de aplicación y aseguran su uso.

Fotografía destacada de pdxjmorris, con licencia Creative Commons.


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Sobre Naia Pereda


Doctora en Ciencias Físicas por la UPV/EHU. Físico médico en el hospital de Basurto de Bilbao. Le gusta estar con sus cuatro niños, correr, nadar, escribir y muchas otras cosas.