PALESTRA PORTAL DE ASUNTOS PÚBLICOS DE LA PUCP http://palestra.pucp.edu.pe 1 Ciencias nucleares para el desarrollo Modesto Montoya Presidente del Instituto Peruano de Energía Nuclear Setiembre, 2005 Sumilla: No podemos negar que la energía nuclear se encuentra estigmatizada. Su uso como arma atómica es ingratamente recordado, en desmedro de los beneficios que ésta ha traído a la humanidad. Su aplicación en diversos campos como la medicina, la minería y la arqueología es un ejemplo de su importancia actual. Ahora bien, alcanzar el máximo potencial de la tecnología nuclear puede traer consigo muchos riesgos. En este sentido, resultará fundamental no sólo la permanente capacitación de los profesionales encargados de manejarla y aplicarla, sino también el establecimiento de estándares adecuados para controlar los riesgos y garantizar la seguridad de las personas. Las primeras y únicas bombas atómicas con uso militar no experimental -construidas en Estados Unidos por científicos europeos convencidos del riesgo que representaba que los nazis lo hicieran primero- fueron lanzadas en 1945 sobre Hiroshima y Nagasaki (Japón) ocasionando la muerte de más de 150 mil personas en unos segundos. Sus secuelas indescriptibles en los sobrevivientes ofrecieron al mundo un espantoso espectáculo que causó terror. Desde entonces la energía nuclear ha sido relacionada con armas atómicas, grandes plantas industriales y otros instrumentos de destrucción; una estigmatización difícil de borrar a pesar de los enormes beneficios que ha brindado a la humanidad. Precisamente, en el presente artículo realizaremos un análisis de la aplicación de la energía nuclear en nuestro país en campos tan distintos como la minería, la medicina y la arqueología. Aspectos generales Con el objetivo de desarrollar ciencia y tecnología en los campos de la producción y la investigación aplicada, el Perú ha invertido unos 150 millones de ¿soles? en la formación de científicos e ingenieros especializados en la utilización y aplicación de la energía nuclear y en la construcción de un centro nuclear que posee el reactor de investigación de mayor potencia de América Latina. Precisamente, en la actualidad, dicho reactor es utilizado principalmente para producir radioisótopos, los que a su vez pueden ser empleados en la medicina y el análisis químico de sustancias provenientes de la minería, la industria y la arqueología. Ahora bien, dada la variedad de fuentes energéticas con la que cuenta el Perú, la nucleoelectricidad –luz eléctrica generada por energía nuclear- no forma parte de los planes inmediatos; sin embargo, las proyecciones sobre los precios de los combustibles fósiles, como el petróleo, hacen oportuno estudiar la factibilidad de instalar una central nuclear (instalación industrial donde se produce energía eléctrica a partir de energía nuclear). En Latinoamérica los países que cuentan con centrales nucleares son Brasil (1900 Mw), México (1300 Mw) y Argentina (935 Mw); Chile tiene planeado construir una en Atacama. Las técnicas nucleares en la minería PALESTRA PORTAL DE ASUNTOS PÚBLICOS DE LA PUCP http://palestra.pucp.edu.pe 2 Las técnicas nucleares de análisis químicos son mucho más precisas que otras técnicas para el análisis de algunos elementos relacionados con la minería, la agricultura, la arqueología, el medio ambiente, y otras actividades. En el caso específico de la minería, por ejemplo, su uso adecuado hace posible encontrar salidas a problemas que parecen a veces no tenerlo. Como es sabido, uno de los puntos que mayor conflicto genera la actividad minera se relaciona con los riesgos de contaminación a las que están expuestas las comunidades que habitan cerca de las zonas donde se encuentran los yacimientos mineros. En la búsqueda de métodos que permitan manejar tales conflictos, se puede hacer uso de las técnicas nucleares para detectar los puntos de origen de contaminación y su trayectoria en los centros mineros (por ejemplo, gracias a esta tecnología se pudo determinar con precisión el origen de la contaminación por arsénico y metales pesados en la cuenca alta del río Rímac). En conclusión, la correcta aplicación de la tecnología nuclear podría contribuir de manera importante en la resolución de controversias con las comunidades circundantes y en la evaluación de los eventuales impactos ambientales. De otro lado, estas técnicas también serán de gran utilidad en el proceso de producción industrial. Los radioisótopos como trazadores por ejemplo permiten monitorear los procesos en las plantas industriales, mineras y metalúrgicas e identificar y resolver a tiempo problemas de producción, como por ejemplo, fugas de líquidos, bloqueos de transporte. Ahora bien, alcanzar el máximo potencial de las técnicas nucleares puede traer consigo ciertos riesgos, los que tienen que ser debidamente controlados. Los estudios que sobre los efectos de las radiaciones ionizantes se han efectuado desde hace más de 80 años han destacado la necesidad de lograr estándares adecuados de protección de personas sin limitar indebidamente los beneficios de su utilización. Cuando las fuentes de radiación se usan sin cuidado y sin seguir medidas de seguridad, y no son debidamente reguladas y fiscalizadas, pueden originar efectos graves en los trabajadores o incluso en miembros del público, por ejemplo situaciones accidentales o de exposiciones crónicas indebidas. De otra parte, a bajos niveles de dosis cabe esperar que se produzcan ciertos efectos que deben ser reducidos al mínimo razonable. Para controlar la exposición a las radiaciones de los trabajadores y público en general, en el Perú se ha puesto en vigencia las leyes 27757 -que regula la importación de estos materiales- y 28028 -que regula el uso de los mismos así como sus correspondientes reglamentos, los cuales están apoyados en medidas administrativas y fiscalizadoras a través de inspecciones. La regulación y la fiscalización abarcan también a las fuentes radiactivas en desuso que se convierten en residuos radiactivos, los que conforme al reglamento de la Ley 28028 deben ser re-exportados al fabricante o gestionarse en forma segura en la Planta de Residuos del IPEN. La medicina nuclear y los radioisótopos En medicina, las técnicas médicas nucleares -como las imágenes generadas por radiofármacos ingeridos por los pacientes- permiten mejores diagnósticos de algunas enfermedades, entre ellas, el cáncer, el que, por cierto, es tratado con radiactividad. PALESTRA PORTAL DE ASUNTOS PÚBLICOS DE LA PUCP http://palestra.pucp.edu.pe 3 Una de las primeras y más extendidas técnicas nucleares en el campo de la salud es el empleo de los radioisótopos y las radiaciones que éstos emiten. Pero ¿qué son los isótopos? Para empezar, hay que recordar que el cuerpo humano procesa una serie de elementos químicos para su normal funcionamiento. Por ejemplo, uno de ellos es el carbono, que tiene seis protones. Los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones -lo que lo caracteriza como un elemento dado, con sus propiedades químicas definidas- y diferentes números de neutrones -lo que les otorga diferentes propiedades físicas, entre las que está la radiactividad, que es la emisión de radiación o partículas del núcleo del átomo-. De esta manera, dos isótopos corresponden al mismo elemento químico, pero tienen un peso atómico distinto. Un ejemplo de isótopo del carbono es el carbono 12 que se encuentra abundantemente en la naturaleza. Éste cuenta son seis neutrones y no es radiactivo. Sin embargo, existen isótopos de carbono más pesados, como el carbono 14, con ocho neutrones, pero que sí es radiactivo. En este caso estaríamos frente a un radioisótopo del carbono. El hecho de que el carbono 14 sea radiactivo permite detectarlo en su procesamiento por los órganos del cuerpo. Gracias a esto se puede deducir el estado de salud de un paciente. Por otro lado, la radiactividad daña células. Ello hace posible que, aplicada convenientemente, sirva para destruir tumores cancerígenos. Los radioisótopos, al emitir radiación, pueden ser utilizados como trazadores en el organismo humano. Los trazadores son sustancias normalmente procesadas por los órganos humanos pero que al ser marcadas con radioisótopos pueden ser detectadas desde el exterior del cuerpo con detectores especiales; el objetivo de esta técnica es observar si los órganos hacen bien su trabajo. En algunos casos, los trazadores son afines con los tumores, por lo que sirven para detectarlos y destruirlos. En otras palabras, la utilidad de los radioisótopos no se limita a la de convertirse en simples trazadores. La radiación que estos emiten tiene de por sí un efecto terapéutico importante. De esta manera, la utilización de radioisótopos en medicina incluye tanto el diagnóstico como la investigación de enfermedades. Esto último puede realizarse “in vivo” (en el ser viviente, utilizando tecnecio 99 y iodo 131) como “in vitro” (en un tubo de ensayo, utilizando iodo 125. Las aplicaciones nucleares “in vivo” con fines diagnósticos se realizan inyectando al paciente el radiofármaco y, mediante un equipo detector, se obtienen imágenes de casi todos los órganos y sistemas funcionales. Inicialmente fueron las detecciones de anomalías de funcionamiento de tiroides, tumores malignos o irregularidades anatómicas; posteriormente se hicieron estudios de hígado, cerebro, riñones, sistema sanguíneo, placenta, pulmones y huesos. Las aplicaciones nucleares “in vitro" también son numerosas. Una de las principales consiste en medir concentraciones ínfimas de sustancias biológicas complejas presentes en la sangre u otros fluidos. Entre ellas figuran hormonas, nutrientes, drogas, productos bacterianos o vivientes que pueden hallarse en concentraciones inferiores a la millonésima de gramo. PALESTRA PORTAL DE ASUNTOS PÚBLICOS DE LA PUCP http://palestra.pucp.edu.pe 4 También se utilizan radioisótopos para tratamientos terapéuticos, como dolor en afecciones óseas. En el caso del Perú, el Centro de Medicina Nuclear (CEMN) del IPEN promueve las aplicaciones médicas de la energía nuclear. Desde 1991 mantiene un convenio con el Instituto de Enfermedades Neoplásicas, para una estrecha colaboración en las labores del uso de la energía nuclear en medicina. Esta constante acción promotora ha permitido que en la actualidad se traten en el país más de 60,000 pacientes al año con procedimientos de medicina nuclear. Técnicas nucleares en arqueología ¿Cómo puede la técnica nuclear ayudar en el campo de la arqueología? Pues gracias a técnicas nucleares, como análisis por activación neutrónica, análisis por fluorescencia de rayos X, difracción de neutrones, análisis por radiación de gamma prontos y neutrografía, podemos caracterizar materiales arqueológicos y conocer la naturaleza de las piezas vistas desde su parte más elemental. Estas técnicas nucleares son muy sensibles y no destruyen ni dañan los objetos artísticos, arqueológicos e históricos. Brindan información novedosa y precisa sobre los materiales con los que fueron construidos hace cientos o miles de años, sobre las metodologías con la que fueron hechos y también respecto a la autenticidad y estado de deterioro. Así se facilita la selección de maneras de restauración y conservación. Las técnicas nucleares se combinan y complementan. Su uso simultáneo es apropiado para estudiar la composición elemental de un material que permita establecer teorías arqueológicas, por ejemplo, acerca de las rutas entre diferentes culturas y respecto a la identidad de determinadas piezas artísticas y restos humanos localizados en un determinado lugar en estudio. También es posible determinar la composición de aleaciones y las técnicas de orfebrería que utilizaron las culturas ancestrales de nuestro país; analizar obsidianas arqueológicas procedentes de las cuevas con pinturas rupestres para diferenciar fuentes volcánicas utilizando las composiciones de elementos mayores y algunas trazas. Teniendo en cuenta que el material arqueológico está expuesto a altos índices de contaminación, su estudio permitirá determinar los agentes de deterioro, evaluar el sitio y proponer los métodos de conservación y restauración más apropiados para cuidar el tesoro nacional que se encuentra bajo custodia de los museos tanto nacionales como privados de nuestro país. El Perú necesita elevar urgentemente su nivel de competitividad para responder al reto de la globalización, lo que se logrará sólo con nuevos o mejores productos y servicios, productos de la investigación aplicada. En ese marco, el IPEN contribuye con dicho objetivo con conocimiento e infraestructura y plantea alianzas con las universidades y empresas para optimizar esfuerzos por el bienestar de los peruanos.