Aplicaciones nucleares

Aplicaciones
nucleares
Radiaciones
ionizantes
Desde hace más de cuatro décadas, la CNEA presta servicios de radiaciones
ionizantes a diversas ramas de la industria y aplica nuevas técnicas valiéndose de un conjunto de conocimientos y equipos únicos en el hemisferio. En
los últimos años se dió un fuerte impulso a sus actividades.
L
En los últimos años
se ampliaron las áreas
de atención al cliente
y la zona controlada
de la PISI. Modernizar
el sistema de irradiación,
reforzar el plantel
de operación
e implementar
un sistema de gestión
integrado que permite
brindar los servicios
con mayor eficiencia.
a Planta de Irradiación Semiindustrial (PISI) de la CNEA,
ubicada en el Centro Atómico
Ezeiza, es una instalación multipropósito que brinda, desde
1970, servicios de procesamiento con radiaciones ionizantes de
productos y materias primas en
escala industrial y pre-industrial.
Sus principales aplicaciones son el
tratamiento de productos de uso
médico (apósitos, guantes, drenajes, equipos, protectores, envases),
prótesis, productos odontológicos,
material de laboratorio, insumos
para bioterios (alimento, viruta),
material apícola (cera estampada,
colmenas), productos alimenticios
(especias, ajos, cebollas, aditivos),
alimentos para mascotas, productos farmacéuticos, cosméticos y
envases, entre otros.
Esto se logra exponiendo dichos
productos a la radiación durante
un tiempo predeterminado y en
las condiciones más convenientes para cada caso, atendiendo a
sus características particulares.
Esta tecnología utiliza radiación
ionizante, es decir, radiación de
energía suficiente para ionizar
los átomos del medio con el que
interactúa, siendo las principales
fuentes la radiación gamma del
cobalto 60, los haces de electrones; y rayos X de altas energías
producidas por aceleradores lineales de uso industrial.
IRRADIACIÓN
DE ALIMENTOS
La irradiación de alimentos es un
método físico de conservación,
comparable a otros que utilizan
el calor o el frío. Consiste en exponer el producto a la acción de
las radiaciones ionizantes du-
rante un cierto tiempo, durante
el cual ese producto absorbe la
energía emitida por la fuente de
radiación.
El Sector Irradiación de Alimentos de la CNEA está participando
actualmente, junto con otros 13
países, en un programa coordinado de investigación del Organismo Internacional de Energía
Atómica que busca aplicar radiaciones ionizantes a alimentos
destinados a personas inmuno
comprometidas y otros grupos
de riesgo, para minimizar la posibilidad de que contraigan enfermedades microbianas debido
a su ingestión, y también para
ampliar la variedad de su dieta,
usualmente muy restringida.
Además el área de Irradiación de
Alimentos trabaja en convenio
con las universidades nacionales
de Entre Ríos, de Mar del Plata y
de La Plata, y con otros organismos como el Instituto Nacional
de Tecnología Industrial (INTI).
Personal de este sector integra,
además, el Subcomité Irradiación
de Alimentos del Instituto Argentino de Normalización, IRAM.
Así es que durante los últimos
cuatro años se trabajó en un
proyecto de norma internacional, la ISO 14.470: “Irradiación
de alimentos- Requisitos para el
desarrollo, validación y control
de rutina del proceso de irradiación ionizante empleado para el
tratamiento de alimentos”.
Durante el año 2010 se llegó a elaborar el borrador final de esa Norma tras una reunión internacional
de expertos, realizada en IRAM,
Buenos Aires. Actualmente está
67 • CNEA
en fase de ser votada internacionalmente su versión final, lo que
constituye un logro importante
dado el alto grado de comercialización de los alimentos irradiados en el mundo entero.
La CNEA
está participando junto con
otros 13 países,
en un programa que
busca aplicar radiaciones
ionizantes a alimentos
destinados a personas
inmuno comprometidas.
DOSIMETRÍA
DE RADIACIONES IONIZANTES
El uso de radiaciones ionizantes
requiere que se cumplan dos aspectos fundamentales: seguridad
y calidad.
La seguridad, requiere trabajar
bajo normas estrictas que garanticen la reducción de los niveles
de riesgo, presentes en toda actividad; disminuyendo las dosis.
Cuando hablamos de calidad el
parámetro más significativo es
la dosis entregada a un medio
expuesto a la radiación ionizante.
Por ello los instrumentos usados
para medir o determinar la dosis
de radiación, llamados dosímetros, deben estar calibrados según patrones nacionales, y deben
68 • CNEA
ser trazables al Sistema Internacional de unidades.
En Argentina la CNEA es poseedora y custodia de los patrones
nacionales para dosimetría de
radiaciones ionizantes y de metrología de radioisótopos, delegado así por el Instituto Nacional
de Tecnología Industrial (INTI)
mediante el Convenio INTI-CNEA
sellado en Febrero de 2004.
Esta designación se mantiene a través de los grupos de Dosimetría de
Radiaciones Ionizantes y Metrología
de Radioisótopos. Ambos, además
de estar avalados por el Organismo
Argentino de Acreditación, forman
parte del Comité Técnico para Radiaciones Ionizantes del Sistema Interamericano de Metrología.
Desde el año 2009, la CNEA es
miembro observador del Comité
Consultor para Radiaciones Ionizantes del Bureau Internacional de Pesas y Medidas; cuenta
con patrones secundarios para
dosimetría y pertenece a la Red
Internacional de Laboratorios
Secundarios de Calibración Dosimétrica del OIEA y la OMS, habiendo sido el primer laboratorio
de estas características creado
en el mundo en el año 1969.
Las acreditación ante el Organismo Argentino de Acreditación se
obtuvieron en el año 2004, siendo
re-acreditado en 2008; y durante el 2011 se logró extenderla al
servicio de calibración de cámaras de ionización, en haces de
cobalto 60, en términos de carga
absoluta, gracias a la instalación
de un sistema automático de adquisición de datos LabView. También durante 2011 se certificó la
calibración de dosímetros nivel
radioprotección.
TÉCNICAS
ANALÍTICAS NUCLEARES
CNEA aplica la técnica nuclear “de
Análisis por Activación Neutrónica
que permite brindar información
sobre los elementos químicos presentes en una muestra, basados
en las transformaciones nucleares
que ocurren en la materia por interacción con neutrones.
Como consecuencia de estas reacciones nucleares, pueden producirse radionucleidos con tiempos
de vida y radiaciones de energía
característica.
Identificando al radionucleido por
estas dos propiedades y considerando el tipo de reacción nuclear,
puede conocerse el elemento químico presente en la muestra que
le dio origen.
Uno de los métodos para calcular
la concentración de los elementos
químicos presentes en la muestra
consiste en irradiarla con patrones
de concentración conocida de los
elementos de interés. estos estudios se utilizan en diferentes áreas
relacionadas con el ambiente; medicina, biología y nutrición; geología y geoquímica; arqueología y
arte; productos industriales; y aplicaciones forenses entre otras. •
La irradiación
de alimentos es un método
físico de conservación
mediante la exposición
del producto a la acción de
las radiaciones ionizantes.
69 • CNEA
Energía nuclear
para cultivar ciencia
Con el desarrollo de herramientas y grupos multidisciplinarios, desde
el Centro Atómico Ezeiza, la CNEA realiza importantes investigaciones
y aplicaciones en el amplio espectro de la agronomía.
P
arte de las tareas realizadas
por el Grupo Agronómico de
la CNEA tienen por objetivo aportar conocimientos y herramientas
para desarrollar sistemas productivos sustentables y sostenibles
para pequeños productores agropecuarios. Esto significa producir
haciendo un uso eficiente y responsable de los recursos, a través
de técnicas ideadas para la conservación del suelo, y por medio
de reducción de la contaminación
ambiental.
Estas técnicas permitirán a la industria agropecuaria contar con labranzas conservacionistas y fechas
de siembra adecuadas. Además
con esta tecnología es posible contar con herramientas para reducir
el uso de fertilizantes químicos y
productos fitosanitarios.
También se persigue aumentar la
eficiencia en el uso del agua, pro-
70 • CNEA
mover la rotación de los cultivos y
la utilización de fertilizantes alternativos como abonos orgánicos,
bacterias fijadoras de nitrógeno,
solubilizadoras de fósforo, o promotores del crecimiento vegetal.
Las técnicas se agrupan para desarrollar un sistema de manejo
agronómico. De esta manera es
posible evaluar el efecto de los sistemas de labranza en las propiedades químicas y físicas del suelo.
También es posible determinar qué
tipos de dosis y de fertilizantes utilizar y establecer la fijación biológica del nitrógeno.
Además, gracias a los estudios
realizados, se ha podido avanzar
en el uso de bacterias promotoras
del crecimiento vegetal y establecer patrones de las emisiones de
gases de efecto invernadero. Por
otra parte, se pueden desarrollar
mapas de la distribución de raíces
en el suelo y estudiar la humedad
de los mismos.
Para estas tareas el Grupo Agronómico de la CNEA cuenta con las
herramientas que proporcionan la
sonda de neutrones y los fertilizantes marcados con isótopos estables (15 N), y radiactivos (32 P).
La CNEA participa en un proyecto
regional para “Mejorar la fertilidad del suelo y manejo de cultivos para la seguridad alimentaria
sostenible, aumentando los ingresos de los agricultores pobres”
(Improving Soil Fertility and Crop
Management for Sustainable Food
Security and Enhanced Income of
Resource-Poor Farmers - ARCAL
CI RLA/5/052).
En tal sentido se está trabajando
en ensayos relacionados al uso de
técnicas isotópicas para estudiar la
dinámica del agua del suelo y fertilidad. También en el marco del Proyecto se avanzó en la aplicación de
la dinámica de la materia orgánica
del suelo bajo diferentes prácticas
de manejo agronómico, y en el uso
de prácticas agrícolas alternativas
y sistemas de fertilización (fertilización química y biológica) en el
cultivo de maíz dulce.
Otro de los temas de investigación
desarrollado por el Grupo Agronómico es el control de plagas de importancia económica, que afectan
la producción frutihortícola, en el
marco del proyecto de desarrollo
de “Técnicas nucleares en el control integrado de plagas”.
En ese marco se llevan adelante
estudios sobre los efectos de las
radiaciones ionizantes provenientes de rayos X y Gamma sobre la
calidad y esterilidad de la mosca
sudamericana de los frutos, para
la futura implementación de la Técnica del Insecto Estéril. También se
está contribuyendo al desarrollo
de esta técnica para el control de
la polilla del tomate (Tuta absoluta), optimizando las dosis de radiación Gamma que logre la mayor
esterilidad sin afectar el desenvolvimiento general del insecto.
Otra de las áreas de incumbencia del Grupo Agronómico son los
temas ambientales. Con el fin de
generar la información y los conocimientos necesarios para afrontar
problemas provenientes de la minería se están desarrollando estudios orientados para aplicar la
fitorremediación.
Esta técnica permite el uso de
plantas para extraer contaminantes del ambiente, por medio de la
adsorción (inmovilización), absorción y degradación de poluentes
dependiendo de su naturaleza.
En estos años se continuaron los
ensayos de campo dentro del Centro Atómico Ezeiza relacionados
con el Proyecto “Aportes de la Tecnología nuclear al Desarrollo de
Prácticas de Manejo de Bajo Impacto Ambiental en la producción
agrícola sustentable de la República Argentina”, con la colaboración
del Programa “Recursos Naturales: Sustentabilidad del Sistema
Agua-Suelo-Planta-Atmósfera” de
la Facultad de Ciencias Agrarias de
la Universidad Nacional de Lomas
de Zamora.
A través de técnicas
ideadas por la CNEA
para la conservación
del suelo
es posible contar
con herramientas
para reducir
el uso de fertilizantes
químicos y productos
fitosanitarios.
Aplicaciones
en Apicultura
La aplicación de técnicas nucleares en apicultura revela beneficios en varias temáticas. En
relación a la sanidad de colmenas, incorpora a la irradiación de
materiales apícolas como método de profilaxis para el control
de enfermedades; con respecto
a la calidad de los productos apícolas, se logra la determinación
de metales pesados por análisis
por activación neutrónica; en el cuidado del ambiente, a través
del biomonitoreo se utiliza a la
abeja melífera como indicador
de contaminación radiactiva e industrial.
En cuanto a la Biorremediación de
Efluentes de la Industria Nuclear,
el Grupo Agronómico de la CNEA
lleva adelante el Proyecto, en el se
generaron avances técnicos, desarrollos de nuevas metodologías y el
diseño de biorreactores. •
71 • CNEA
Irradiando
moscas
La CNEA, junto al Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, puso a disposición de la provincia de Mendoza una solución de tecnología nuclear para
el control de la plaga de Mosca del Mediterráneo, que había causado un daño
importante al sector frutícola de esa provincia.
E
n 1986, tras haber conformado
el Comité de Lucha Contra la
Mosca del Mediterráneo, la CNEA
envió por primera vez un Irradiador Móvil para su aplicación en el
Insectario Provincial como primera
fase en la implementación del Manejo Integrado de Plagas mediante
la Técnica del Insecto Estéril (TIE).
La Técnica del Insecto
Estéril es un método
de erradicación de plagas
mediante la esterilización
de los machos.
La TIE es un método de supresión
o erradicación de plagas, biológica y amigable al medio ambiente,
adecuado al enfoque de control de
plagas preventivo y en áreas extensas. A diferencia de los insecticidas, la TIE es más eficiente y efectiva a densidades bajas de la plaga.
Consiste en aprovechar el comportamiento natural de apareo de los
insectos mediante la esterilización
de los machos e impedir su proliferación. De esta manera cuando el
macho estéril se aparea, los huevos
que produce no eclosionan debido al
tratamiento previamente aplicado
sobre sus células reproductivas. La
falta de descendencia resulta en una
disminución de la población. Para
72 • CNEA
esto, se crían grandes cantidades de
insectos en el laboratorio. En 1990,
el Insectario Provincial comenzó a
producir alrededor de 120 mil pupas
(mosca en estado previo a la adultez)
por semana, para que sean luego
expuestas a una fuente de Cobalto
60. Este proceso probado mundialmente sólo afecta a las células reproductivas de la mosca de la Fruta,
sin modificar su capacidad de desarrollo ni instinto de reproducción.
Los ejemplares adultos son colocados en bolsas y liberados en las
zonas donde hay establecimientos
frutihortícolas y vitivinícolas, donde
copularán a las hembras silvestres
sin dejar descendencia cortando así
el ciclo biológico natural.
Normalmente, la TIE no es una tecnología que se puede aplicar como
método único de control, sino que
es un componente complementario
de una estrategia del Manejo Integrado de Plagas sostenible y aplicada en áreas extensas. Métodos
de control compatibles como el uso
de feromonas, por ejemplo, pueden
potenciarse cuando se integran
con la TIE. Es por lo tanto apropiado
aprovechar las reducciones naturales de la población, o suprimir de
manera artificial las poblaciones,
antes de introducir la TIE. Gracias a
la aplicación sostenida en el tiempo
de esta tecnología, se firmó un convenio con el Servicio Agrícola Ganadero de Chile que permitió el libre
tránsito hacia puertos chilenos y
con destino a terceros países de
productos vegetales que provengan
de áreas bajo programas de erradicación de mosca de los frutos.
Entre 2002 y 2004, el Servicio Nacional de Sanidad Agroalimentaria
(SENASA) declaró a los cuatro oasis productivos mendocinos como
“Áreas de escasa prevalencia de la
Plaga Mosca del Mediterráneo”. •
Trabajando para
conservar el pasado
La conjunción de las experiencias y desarrollos en las técnicas de irradiación gamma originó en el Centro Atómico Ezeiza de la CNEA la conformación de un laboratorio para la conservación de papel, único en el
mundo.
A
sumiendo que el cuidado y la
preservación de documentos
históricos es un trabajo fundamental para la conservación del
patrimonio cultural y científico del
país, la CNEA encaró la factibilidad de la utilización de la radiación
gamma en el material documental
infectado por hongos que conforman archivos y bibliotecas.
El producto de estas investigaciones devino en la conformación del
Laboratorio de Conservación Preventiva y Restauración de Colecciones en Papel de CNEA (LCRP), en
el Centro Atómico Ezeiza (CAE).
Esta instalación, única en su tipo
a nivel mundial, es posible gracias a la conjunción de tres factores principales: la experiencia de
la CNEA en la esterilización por el
método de radiación, contar con la
Planta de Irradiación Semi Indus-
trial (PISI), una de las pocas del
continente; y el trabajo con los laboratorios de microbiología, donde
se realizan los análisis de las dosis.
Tras la puesta en funcionamiento
del laboratorio, luego de ganar el
premio Fundación Antorchas 2003,
se han logrado irradiar fondos documentales valiosos y únicos, que
de no ser por esta tecnología se
hubiesen perdido definitivamente.
La técnica de irradiación
de papel es un método
rápido, económico y eficaz.
No deja ningún tipo
de contaminación,
ni otros efectos secundarios
en los documentos.
Desde el 2008 se realizaron 3 simulacros de recuperación de material bibliográfico, en conjunto
con el SERPAJ, el Convento de San
Francisco y la Dirección de Cultura
de la CABA.
Además se están profundizando investigaciones junto al Laboratorio
de Celulosa y Papel de la Universidad de Misiones e interactuando con
especialistas de Brasil y Europa. •
73 • CNEA