Los seres humanos, como el resto de los organismos de la tierra, nos beneficiamos directamente de la radiación sin darnos cuenta de ello. Es fácil olvidar cuando tomamos el sol, que todo comienza con reacciones nucleares que ocurren en el interior de éste.
En efecto, la luz solar se origina a partir de reacciones nucleares. También podemos encontrar radioactividad en las montañas y en el mar, y durante los periodos de actividad volcánica se libera a la atmosfera gran cantidad de radiactividad. Sin embargo, nunca se han observado consecuencias serias de esta radiactividad en los humanos.
El calor interno de la Tierra tiene su origen en la radiación emitida por elementos radiactivos. Pero esta contribución es, a nivel del suelo, de tan solo 0,05 W/m2, valor que es sólo una pequeña fracción del promedio del flujo de luz solar de 240 W/m2 que alcanza la superficie terrestre. Sin embargo, este calor interno mantiene parte del núcleo terrestre en estado liquido, permitiendo el movimiento de los continentes (placas tectónicas), lo cual tiene una importante influencia en la evolución de la vida.
Sin reacciones nucleares no existiríamos.
Cuando la Tierra se formó, hace aproximadamente 4,5 mil millones de años, el nivel de radiación era aproximadamente tres veces mayor que el actual. Esto demuestra que la radiación no es incompatible con la vida. Esta interpretación se ve reforzada por el hecho de que el nivel de radiación en todo el mundo varía considerablemente, alrededor de un factor 10, aunque algunas zonas presentan un valor hasta 100 veces superior que la media. ¿Son las personas que viven en estas regiones de radiación natural elevada menos sanas que el resto de nosotros, más susceptibles a las infecciones, o tienen una esperanza de vida más corta? La respuesta es no. Así que el nivel de radiación natural puede variar hasta en un orden de magnitud sin consecuencias aparentes para los seres humanos.
¿Nos dice algo el hecho de que seamos insensibles a estas grandes variaciones de la radiación natural de fondo? Pensemos un poco.
¿Tardas mucho en reaccionar cuando un coche se dirige hacia ti? Por supuesto que no, porque si tu reacción
no fuese rápida tu vida estaría en peligro. Tu vista y la transmisión rápida de las señales correspondientes
a su cerebro son de suma importancia para su supervivencia. Lo mismo puede decirse de nuestros sentidos del
oído, el olfato o el gusto (de lo contrario podríamos, por ejemplo, comer alimentos en mal estado y
enfermar).
Cuando se dan cambios en la temperatura de tan sólo un 20% a partir de 300 K (la llamada "temperatura
ambiente") hace demasiado frío o demasiado calor, lo cual pone nuestra vida en peligro, y por lo tanto
debemos ser capaces de sentir dichas variaciones de temperatura. Por eso la evolución ha equipado a
la humanidad con la capacidad de detectar cambios muy pequeños de temperatura, del orden de alrededor de 2
grados, es decir, menos de 1% de la temperatura ambiente.
El nivel de radiación natural no puede sólo variar en un 20%, sino en hasta 1000% y no influir en nuestra
vida. ¿Por qué no estamos equipados con un sentido sensible a la radiación nuclear? El hecho de que no
sintamos esta radiación podría ser la mejor indicación de que, en condiciones normales, la radiación nuclear
como tal no es perjudicial. Por otro lado, ¿por qué debería la radiación nuclear, que es simplemente una
fuente de energía más, ser peligrosa para el proceso de la evolución, cuando todas las otras fuentes de
energía son de utilidad en el desarrollo de los organismos?
Pero, ¿podría ser que que la radiación natural y la radiación artificial tengan un impacto diferente sobre nosotros? ¿Podría ser que la radiación a partir de un cierto nivel (umbral) comience a producir un tipo de daño que no pueda ser tolerado por nuestros organismo? La respuesta a la primera pregunta es sencilla: la radiación siempre actúa del mismo modo y el resultado no depende del origen de la radiación sino del tipo de radiación, la dosis absorbida y el tiempo de exposición. Los efectos también dependen de la edad, sexo, estado general de salud, etc. La segunda pregunta es mucho más difícil de responder.
A partir del estudio de reacciones nucleares que ocurren de forma natural, los científicos han sido capaces de desarrollar la tecnología necesaria para sacar provecho de estos procesos.
Los Rayos-X son sin duda alguna la radiación ionizante más utilizada para el diagnóstico. Muy poco tiempo después de que Konrad Roentgen los descubriese casualmente en 1896, ya se utilizaban con fines médicos. Se emplean como técnica de exploración pero también en terapia. La imagen por Rayos-X permite a los médicos saber que pasa en el interior del cuerpo humano sin necesidad de abrirlo. Pero los Rayos-X encierran algunos riesgos. No se puede abusar de esta técnica diagnóstica ni utilizarla por ejemplo en mujeres embarazadas.
Su uso en terapia, por ejemplo en el tratamiento del cáncer, necesita altas dosis de radiación nuclear. En todo el mundo, más de 5 millones de tratamientos se programan anualmente y alrededor de 300 millones de diagnósticos utilizan cada año sustancias radiactivas. Si a esto le sumamos los aproximadamente 2 billones de exámenes por Rayos-X nos damos cuenta de que el empleo de radiaciones ionizantes es verdaderamente impresionante.
¿Sabías que todas las operaciones de cirugía que necesitan condiciones asépticas emplean la irradiación como método de esterilización del instrumental?. Jeringuillas, agujas, bisturíes… todo tipo de material quirúrgico necesita estar esterilizado para no exponer a los pacientes a los gérmenes.
¿Y qué pasa con los productos que utilizamos cada día?, ¿Utilizas cremas de belleza?. Seguro que no quieres ninguna sustancia peligrosa en tu piel. El proceso de higienización de estos productos cosméticos consiste en su irradiación antes de su envasado.¿Quieres alimentos que se mantengan frescos por más tiempo y semillas que den grandes cosechas? De nuevo la irradiación puede ayudar. En lugar de utilizar métodos químicos, la irradiación elimina microbios (salmonela por ejemplo).
La irradiación también puede ayudar en la lucha contra determinados insectos peligrosos al hacerlos estériles. Estos insectos se mezclan con otros no irradiados pero evitan la reproducción, lo que hace que las colonias mantengan niveles de población aceptables.A lo mejor también sabes que los envases plásticos utilizados para la leche se irradian con rayos gamma, (la leche también se trata pero de otra manera).
Las centrales nucleares son otra aplicación muy importante de las reacciones nucleares. Las centrales eléctricas tradicionales - quema de carbon o crudo - producen gran cantidad de humos muy perjudiciales para el medio ambiente. Utilizan combustibles fósiles que se van agotando y cuya extracción de la corteza terrestre perjudica al medioambiente. El empleo de la energía nuclear podría reducir considerablemente la emisión a la atmósfera de gases con efecto invernadero. Igualmente, el proceso de generación de electricidad es más eficiente ya que con menos cantidad de combustible se es capaz de generar mayor potencia.
Los arqueólogos emplean la tecnología nuclear para datación de objetos (por ejemplo utilizando el 14C). También se emplea la radiación para discernir la veracidad de algunas obras de arte. La radiación es capaz de darnos la composición química de un objeto al excitar sus átomos, los cuales, cuando se desexcitan, emiten radiación electromagnética. Esta radiación nos permite saber exactamente los átomos que forman parte del objeto.
Éstas son solo algunas de las aplicaciones de las reacciones nucleares, y eso sin mencionar su importancia en investigación. Sin duda, podemos afirmar que la humanidad se beneficia de la radiación nuclear.
A pesar de lo beneficiosas que puedan ser las radiaciones nucleares, en general nos asustan. Existen razones para ello. Todos conocemos la horrible experiencia de Hiroshima y Nagasaki- las dos ciudades japonesas atacadas con bombas atómicas. En muy muy poco tiempo una gran parte de estas ciudades fue totalmente devastada y más de 200 000 personas perdieron la vida. Algunos de los superviventes desarrollaron cánceres a causa de la radiación emitida por la explosión de estas bombas. Sólo en Hiroshima, y en el periodo entre 1950 y 2000, el 46% de las muertes por leucemia y el 11% de muertes por otros cánceres pueden atribuirse a los efectos de la radiación causada por las bombas.
En esta ocasión, la tecnología nuclear se empleó de forma deliberada como arma. En otras ocasiones, pueden ocurrir accidentes trabajando en condiciones supuestamente "seguras". El accidente de Chernobyl en abril de 1986 y la catástrofe de Fukushima Daiichi en marzo de 2011 son ejemplos de ello.
Los peligros de la tecnología nuclear son a menudo portada de los medios de comunicación. En ocasiones leemos, oímos, o vemos noticias aterradoras sobre la radiación nuclear. A muchos nos enseñaron en el colegio que la radiación nuclear debe evitarse a toda costa. Además el miedo a la radiación es aún mayor porque no tenemos forma de verla, sentirla, olerla o escucharla. ¿Son fundados estos temores? ¿Hay razones para estar asustados o es el resultado de una fobia irracional? La realidad es que nos beneficiamos de la energía nuclear de muchas maneras, las restricciones de seguridad de las instalaciones y centrales nucleares son muy restrictivas y su mantenimiento muy estricto. Consecuentemente, los accidentes son muy poco probables.
Si vamos a considerar el riesgo relacionado con la radiación ionizante es sensato pensar primero en los riesgos que son más familiares para nosotros. Casi todas las actividades conllevan algo de riesgo, a veces incluso mortal.
Los riesgos que asumimos también dependen de los lugares en los que trabajamos. Un año de trabajo como comercial equivale a 10 microrriesgos; en una fábrica, hasta 100; en la industria del transporte, 400; en una mina de carbón, 800; y en una plataforma petrolera en mar abierto, 1 800.
Como hemos visto, el riesgo es una parte inevitable de nuestra actividad cotidiana. Sin embargo, estamos tan acostumbrados a la mayoría de los factores de riesgo que normalmente no nos acordamos de ellos o simplemente los aceptamos. A veces, muchas personas hacen cosas que saben que son peligrosas, pero optan por no considerar este hecho. Por ejemplo, los límites de velocidad existen para nuestra seguridad y, sin embargo, a veces se opta por acelerar a pesar de saber que es peligroso.
Puede ser por tanto razonable considerar también lo que podríamos llamar un riesgo aceptable. Esto es, por definición, un concepto muy subjetivo ya que diferentes personas perciben de manera diferente lo que es aceptable, dependiendo además de su situación particular. A veces las personas que viven lejos de una planta de energía nuclear aceptarán el riesgo relacionado con tener tal planta, mientras que los que viven cerca del lugar, no. Por otro lado, las personas que trabajan en la planta tendrán una visión completamente diferente ya que cuanto más cerca esté ésta, más fácil será para ellos ir a trabajar.
Por último también debemos ser conscientes de que, para la mayoría de la sociedad, los cálculos de riesgo basados en factores estadísticos no son nunca totalmente convincentes. La gente está menos interesada en los valores de la media mundial que en los de su seguridad a nivel local. Además en el caso de las instalaciones nucleares y de un posible ataque terrorista, ningún cálculo puede ser realmente útil. Todo lo que podemos decir es que, en circunstancias normales, las normas de seguridad asociadas a la tecnología nuclear convierten el riesgo nuclear en mucho menor que el asociado a cualquier otra tecnología.
Paracelso, un médico y filósofo alemán que vivió en el siglo XVI, durante su estudio de los efectos de diferentes sustancias químicas sobre la salud, señaló que es la dosis lo que hace el veneno.
En otras palabras, lo que es un veneno a una dosis alta no es necesariamente tóxico a dosis bajas. Las dosis bajas pueden incluso no tener ningún efecto en absoluto, e incluso pueden ser beneficiosas. Las vacunas son un perfecto ejemplo de ello. Estas pueden prevenirnos de contraer una enfermedad grave, pero podrían llegar a ser peligrosas si se administrasen en grandes cantidades. Los efectos beneficiosos de materias potencialmente dañinas son conocidos bajo el nombre de hormesis. Algunas personas se han preguntado si también podrían producirse los llamados efectos de hormesis en el caso de la radiación nuclear.
En procedimientos médicos en los que se utiliza la radiación con fines de diagnóstico (como las imágenes de Rayos X), la dosis se limita a un nivel seguro que aún así permite una buena imagen de nuestros órganos. Sin embargo, en la radioterapia, el único objetivo del médico es luchar contra el cáncer y la dosis utilizada puede ser muy alta, aunque dirigida al tumor, por lo que no representa en principio un grave peligro para las partes sanas de nuestro organismo. Las complicaciones que aparecen después de dicho tratamiento no son raras, pero son en su mayoría curables.
Aquí hay una tabla que muestra los microrriesgos asociados con algunos procedimientos de diagnóstico médico:| Procedimiento médico |
Dosis efectiva típica [mSv] |
Riesgo [microrriesgo] |
| Examen de rayos X de una extremidad | 0,01 | <0,5 |
| Examen de rayos X dental | 0,01 | <0,05 |
| Examen de rayos X de pulmón | 0,02/película | 1 |
| Examen de rayos X de cráneo | 0,07 | 3,5 |
| Tomografía de cráneo | 2 | 100 |
| Tomografía de pecho | 8 | 400 |
| Gammagrafía ósea utilizando Tc-99m | 4 | 200 |
| Estudio dinámico del corazón utilizando Tc-99m | 6 | 330 |
Como se puede ver, el riesgo relativamente alto de una tomografía de tórax no es mayor que el riesgo de trabajar un año en la industria del transporte. Por tanto la utilidad de todos estos procedimientos es, en la mayoría de los casos, claramente ventajosa comparada con cualquier posible efecto negativo. Además, los médicos en general sólo los utilizan como último recurso.
| Cantidad | Unidad | Definición | Notas |
| Dosis absorbida (D) | gray (Gy) |
Energía absorbida por el medio por unidad de masa | 1 Gy = 1 J/kg |
| Dosis equivalente (H) | Sievert (Sv) | H = Q × D, donde D es la dosis absorbida y Q está relacionado con el Efecto Biológico Relativo, RBE. | La dosis equivalente no puede medirse directamente. RBE es 1 para radiación gamma, 5-10 para neutrones, y 20 para radiación alfa. |
| Dosis efectiva (E) | Sievert (Sv) | Suma promediada por el tipo de tejido de las dosis equivalentes en todos los tejidos y órganos del cuerpo. | Tiene en cuenta la sensibilidad de varios tejidos frente a la radiación. 1 Sv = 1 J/kg |
| Actividad | Becquerelio (Bq) | Número de desintegraciones por segundo | Esta unidad es independiente del tipo de radiación, o de la energía asociada. 1 Bq = 1 s-1 |
Los estudios realizados en supervivientes de Hiroshima y Nagasaki han permitido establecer que el riesgo de desarrollar un cáncer aumenta en 5% por Sv. Tenemos que considerar que aproximadamente el 20% de la mortalidad actual se debe a cánceres no relacionados con exposición a radiación. El riesgo de desarrollar un cáncer mortal es pues de 200 000 microrriesgos. Si tenemos una muestra de población formada por 10 000 personas expuestas a una dosis de 1 Sv, además de los 2 000 casos de cáncer por causas ajenas la exposición a radiación, se desarrollarán 500 casos más debido a este efecto.
El estudio sobre poblaciones que viven en regiones con niveles de radiación elevados es de gran importancia para determinar los efectos de pequeñas dosis. Una de las hipótesis con las que se trabaja es que incluso para dosis muy pequeñas los efectos de la radiación en la salud dependen linealmente de la dosis, lo que se conoce como "Hipótesis de ausencia de umbral" (en inglés Linear No-threshold LNT). La gran ventaja que presenta es la simplicidad asociada al cálculo de los efectos esperados. Pero las estimaciones del LNT asociado al número de cánceres adicionales que se iban a desarrollan en en EEUU tras el accidente de Chernobyl puso de manifiesto lo incorrecto de ésta hipótesis. No se registró ningún cáncer adicional que pudiera asociarse a este hecho. Por lo tanto, o bien el factor de riesgo del incremento del 5% por cada Sv de exposición está sobreestimado o la hipótesis LNT es incorrecta.La ingesta simultánea de 100 pastillas de paracetamol nos llevaría probablemente a la muerte. Según la hipótesis LNT, el factor de riesgo asociado a cada pastilla sería de 0.01, lo que significaría que 1 de cada 100 personas moriría tras tomar una dosis normal de paracetamol. Este ejemplo ilustra claramente un caso donde la correlación lineal no es aplicable.
Algo parecido ocurre con la relación dosis- efecto, que sería no-lineal.Los efectos de la radiación pueden dividirse en estocásticos y deterministas. Aunque posiblemente sería mejor distinguir entre efectos tempranos y tardíos, esta terminología no se utiliza.
Los efectos deterministas son fáciles de evaluar: si la dosis excede un valor umbral aparecen los efectos adversos (quemaduras en la piel o necrosis), pero esto sólo ocurre para dosis elevadas, las cuales son muy poco frecuentes. La aparición de efectos estocásticos es una consecuencia directa del carácter estadístico de la interacción de la radiación ionizante (alfa, beta o gamma) con la materia y, en este caso, con las células. En este proceso se crean iones, los radicales libres, que atacan el ADN y pueden llevar a la multiplicación o división incontrolada de la célula. La célula puede mutar y convertirse en una célula cancerígena. A partir de este razonamiento, incluso para el caso de radiaciones ínfimas hay una probabilidad de que el efecto producido sea desastroso. Los efectos estadísticos, como los deterministas, pueden aumentar con la dosis.
| Modelos para procesos deterministas y estocásticos | |
| En los modelos deterministas | los resultados dependen directamente del valor que se asigna a los parámetros y condiciones iniciales. |
| Los modelos estocásticos | incluyen de forma inherente cierta arbitrariedad. Un mismo conjunto de parámetros y condiciones iniciales puede dar resultados distintos. |
Alrededor de 15 000 partículas atraviesan nuestro cuerpo cada segundo. En una radiografía médica (Rayos X), recibimos una exposición de 1011 rayos gamma. Si aplicamos la hipótesis LNT, la posibilidad de que ocurra una mutación maligna es muy baja, de aproximadamente 1 partícula entre 30 000 000 000 000 000 (30 mil billones). Si consideramos el caso de una persona de 70 años, esto se traduce en un riesgo de padecer cáncer de tan sólo 1 en 900.
Nuestro sistema inmunológico nos protege eficientemente frente a numerosas enfermedades, entre ellas, las mutaciones antes mencionadas. Normalmente, las dosis recibidas en terapia contra el cáncer son pequeñas. De hecho, cuando los tratamientos requieren grandes dosis, se ha observado que éstas se toleran mucho mejor cuando se suministran previamente pequeñas dosis (protectoras). Un símil para este fenómeno se encuentra en el funcionamiento de ciertos medicamentos (por ejemplo las vacunas) que, tras su administración, sólo se activa para luchar contra los agentes patógenos cuando éstos aparece en nuestro cuerpo. Los estudios realizados con ratones irradiados con dosis relativamente bajas de hasta 200 mSv, muestran un aumento apreciable del nivel de anticuerpos que sólo se reduce cuando se les suministran grandes dosis. Otros estudios muestran, que ratones irradiados con dosis de entre 0.5-1 Sv, muestran un ligero descenso en el número de casos de cánceres desarrollados en comparación con una población de ratones nunca irradiada.
¡Cada una de nuestras células experimenta alrededor del millón de mutaciones al día!. Una de cada diez, puede provocar daños en la doble espiral de ADN. Para garantizar la supervivencia, nuestro cuerpo posee un sistema reparador. Pero si estos daños ocurren muy a menudo o durante un período prolongado, es posible que este sistema no sea capaz de reparar el daño con la rapidez necesaria o no lo haga completamente. Por eso, los efectos de la radiación ionizante dependen no sólo de la dosis, sino también de su frecuencia, lo que indica que se trata de una respuesta no-lineal.
Pese a llevar muchos años estudiado los efectos de la radiación todavía no tenemos un modelo fiable para evaluar sus riesgos. En la actualidad, muchos de los modelos de evaluación del riesgo utilizan una serie de parámetros que proceden de los estudios experimentales, pero su valor estadístico no es muy grande. Por lo tanto debemos también aplicar el sentido común, que se basa en la observación y no en mera especulación.
Y ésta es la respuesta del colectivo que debía estar mejor informado, poseer espíritu crítico y ser conocedor de la base científica adecuada. Es fácil imaginar que esta misma encuesta extensiva al público en general, influidos por los medios de comunicación, exageraría todavía más esta percepción del riesgo. Sin embargo, es común que los mismos que se posicionan en contra de las centrales nuclear argumentando criterios de seguridad, consideren al mismo tiempo que el riesgo de someterse a una radiografía por Rayos-X es muy inferior al que en realidad es.
Esto significa que, en una población de un millón de personas irradiadas con una dosis de 1 Sv uno espera 50 000 muertes en exceso. Si la dosis se reduce a 1 mSv, el número de muertes se reduce a 50, equivalente a 50 microrriesgos. Hay que destacar que la consistencia de nuestro razonamiento requiere recibir de forma instantánea esa dosis, ya que la base de LNT son los efectos de las explosiones atómicas en Japón, que se produjeron en 10-8 segundos.
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Sin embargo, al mismo tiempo, el exceso anual de dosis de 1 mSv origina un coste económico real. Para los contribuyentes de los EE.UU. el coste estimado es de unos ¡2.500 millones de dólares por año! Esto podría reducirse drásticamente si se aumentara el límite de dosis de radiación un factor 10, consistente con los niveles típicos de radiación natural en el mundo.
Estamos expuestos a radiación nuclear natural en todo momento, mientras que la humanidad produce radiación artificialmente con enormes beneficios, pero también conllevando riesgos. Los beneficios incluyen la energía nuclear, usos en esterilización y en procedimientos médicos que ayudan a salvar a millones de personas.
Hay que esperar que la opinión del público y de los gobiernos sobre la tecnología nuclear evolucione, ya que las alternativas energéticas son un asunto apremiante y se puede decir que la energía nuclear es la forma más segura, limpia y eficiente de producir grandes cantidades de electricidad. Si se tomaran las decisiones basándolas puramente en bases científicas, sin la influencia de factores económicos ni políticos, hay una posibilidad de que en el futuro la radiación nuclear sea tomada con igualdad de condiciones que otros riesgos. A mayores riesgos más nos asustamos. Pero cuanto más nos asustamos, más esfuerzos hay que emplear para entender de qué tenemos miedo y si nuestros miedos tienen fundamento.
