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REVISTA DE SALUT AMBIENTAL REVISTA DE SAÚDE AMBIENTAL INGURUGIRO-OSASUNEKO ALDIZKARIA SUMARIO - PDF
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Diego Quintana Gómez
1 Volumen X R E V I S T A D E Números 1 y 2 Junio-diciembre 2010 Valencia S A L U D A M B I E N T A L REVISTA DE SALUT AMBIENTAL REVISTA DE SAÚDE AMBIENTAL INGURUGIRO-OSASUNEKO ALDIZKARIA SUMARIO EDITORIAL Radiaciones ionizantes y salud. María del Rosario Pérez... 1 PRESENTACIÓN 19ª JORNADA TÉCNICA SESA SOBRE RADIACIONES IONIZANTES Y SALUD Las radiaciones ionizantes: una realidad cotidiana. Eduardo Gallego Díaz... El sistema de vigilanca radiológica ambiental en España. Rosario Salas Collantes y Carmen Rey del Castillo... El gas radón como contaminante atmosférico. Luis Santiago Quindós Poncela, Carlos Sainz Fernández, Luis Quindós López, Ismael Fuente Merino y José Luis Arteche... Novedades de interés en la futura directiva europea de protección radiológica. David Cancio Pérez... Riesgos derivados de la exposición a dosis bajas de radiación ionizante. Almudena Real Gallego... Riesgos vinculados a la exposición al radón. Juan Miguel Barros Dios.. Utilización de la energía nuclear: la percepción del riesgo radiológico del público. Experiencia desde el sector sanitario. Leopoldo Arranz y Carrillo de Albornoz... Situación del sector nuclear en España. Antonio González Jiménez... ORIGINALES Metodología para caracterizar el riesgo en sitio contaminado. Caso Abra Pampa (Jujuy-Argentina). Jorge Ricardo Castro Mariscal, Olga Noemí Saavedra, Norma Rosario Wierna, Ana Josefa Martos Mula, Margarita Ana Rojas y María Graciela Bovi Mitre... Exposición a plaguicidas con toxicidad dérmica en agricultores de la Comunitat Valenciana. Caterina Brandon Garcia, María del Carmen Vicente Sender, Joan Gassó Pla y Máximo Pérez Gonzalvo... HISTORIAS HETERODOXAS El Instituto de Medicina del Trabajo. José Vicente Martí Boscà... NOTICIAS SESA Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-82 ISSN Rev. salud ambient. (Internet) 2010;10(1-2): 1-82 ISSN2 REVISTA DE SALUD AMBIENTAL Revista de la Sociedad Española de Sanidad Ambiental REVISTA DE SALUD AMBIENTAL, órgano de la Sociedad Española de Sanidad Ambiental, pretende actuar como publicación científica en el ámbito de las disciplinas destinadas a proteger la salud de la población frente a los riesgos ambientales y, a su vez, permitir el intercambio de experiencias, propuestas y actuaciones entre los profesionales de la Sanidad Ambiental y disciplinas relacionadas como son la Higiene Alimentaria, la Salud Laboral, los laboratorios de Salud Pública, la Epidemiología Ambiental o la Toxicología Ambiental. Periodicidad Dos números al año Correspondencia científica Revista de Salud Ambiental Apartado de correos 108, Godella, Valencia Comité de Redacción Direcció General d Investigació i Salut Pública Av. de Catalunya, Valencia Suscripciones Secretaría técnico-administrativa de la SESA: MasterCongresos, S. L. C/ Ramón y Cajal Alcobendas - MADRID Tel.: Fax: ; Precios suscripciones Para los miembros de la SESA la suscripción está incluida en la cuota de socio Suscripción anual: 25 Ejemplar suelto: 16 Ejemplar doble: 28 Para el extranjero los precios son los mismos más los gastos de envío D. L.: V ISSN: ISSN: Imprime: Rotodomenech, S. L. COPYRIGTH. Cuando el manuscrito es aceptado para su publicación, los autores ceden de forma automática el copyright a la Sociedad Española de Sanidad Ambiental. Ninguno de los trabajos publicados en REVISTA DE SALUD AMBIENTAL, podrá ser reproducido, total o parcialmente, sin la autorización escrita de la Sociedad Española de Sanidad Ambiental. Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-82 ISSN Rev. salud ambient. (Internet) 2010;10(1-2): 1-82 ISSN3 REVISTA DE SALUD AMBIENTAL REVISTA DE SALUT AMBIENTAL REVISTA DE SAÚDE AMBIENTAL INGURUGIRO-OSASUNEKO ALDIZKARIA Volumen X Números 1 y 2 Junio-diciembre 2010 Valencia SUMARIO CONTENTS EDITORIAL EDITORIAL Radiaciones ionizantes y salud. María del Rosario Pérez... 1 Ionizing radiation and health. María del Rosario Pérez... 1 PRESENTACIÓN PRESENTATION 19ª JORNADA TÉCNICA SESA SOBRE RADIACIONES IONIZANTES Y SALUD 19ª JORNADA TÉCNICA SESA SOBRE RADIACIONES IONIZANTES Y SALUD Las radiaciones ionizantes: una realidad cotidiana. Eduardo Gallego Díaz... 6 The ionising radiations: a daily reality. Eduardo Gallego Díaz... 6 El sistema de vigilanca radiológica ambiental en España. Rosario Salas Collantes y Carmen Rey del Castillo The environmental radiation monitoring system in Spain. Rosario Salas Collantes and Carmen Rey del Castillo El gas radón como contaminante atmosférico. Luis Santiago Quindós Poncela, Carlos Sainz Fernández, Luis Quindós López, Ismael Fuente Merino y José Luis Arteche The radon gas. An air pollutant. Luis Santiago Quindós Poncela, Carlos Sainz Fernández, Luis Quindós López, Ismael Fuente Merino and José Luis Arteche Novedades de interés en la futura directiva europea de protección radiológica. David Cancio Pérez News of interest in the future european directive for radiological protection. David Cancio Pérez Riesgos derivados de la exposición a dosis bajas de radiación ionizante. Almudena Real Gallego Risks of low dose ionising radiation exposures. Almudena Real Gallego Riesgos vinculados a la exposición al radón. Juan Miguel Barros Dios Risks relatd to exposure to radon. Juan Miguel Barros Dios Utilización de la energía nuclear: la percepción del riesgo radiológico del público. Experiencia desde el sector sanitario. Leopoldo Arranz y Carrillo de Albornoz... Situación del sector nuclear en España. Antonio González Jiménez Use of nuclear energy: the perception of public risk from radiation. Experience from health sector. Leopoldo Arranz y Carrillo de Albornoz... Status of the nuclear sector in Spain. Antonio González Jiménez Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-82 ISSN Rev. salud ambient. (Internet) 2010;10(1-2): 1-82 ISSN4 ORIGINALES ORIGINALS Metodología para caracterizar el riesgo en sitio contaminado. Caso Abra Pampa ( Jujuy-Argentina). Jorge Ricardo Castro Mariscal, Olga Noemí Saavedra, Norma Rosario Wierna, Ana Josefa Martos Mula, Margarita Ana Rojas y María Graciela Bovi Mitre Methodology for risk characterization in contamination site. Abra Pampa case ( Jujuy-Argentina). Jorge Ricardo Castro Mariscal, Olga Noemí Saavedra, Norma Rosario Wierna, Ana Josefa Martos Mula, Margarita Ana Rojas y María Graciela Bovi Mitre Exposición a plaguicidas con toxicidad dérmica en agricultores de la Comunitat Valenciana. Caterina Brandon Garcia, María del Carmen Vicente Sender, Joan Gassó Pla y Máximo Pérez Gonzalvo Exposure to pesticides with dermal toxicity in farmers of Community of Valencia. Caterina Brandon Garcia, María del Carmen Vicente Sender, Joan Gassó Pla y Máximo Pérez Gonzalvo HISTORIAS HETERODOXAS HETERODOX HISTORY El Instituto de Medicina del Trabajo. José Vicente Martí Boscà The Institute of Occupational Medicine. José Vicente Martí Boscà NOTICIAS SESA NEWS FROM SESA Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-82 ISSN Rev. salud ambient. (Internet) 2010;10(1-2): 1-82 ISSN5 REVISTA DE SALUD AMBIENTAL Sociedad Española de Sanidad Ambiental COMITÉ EDITORIAL Director José Vicente Martí Boscà Direcció General d Investigació i Salut Pública Directores adjuntos Emiliano Aránguez Ruiz Observatorio de Alimentación, Medio Ambiente y Salud Rosalía Fernández Patier Centro Nacional de Sanidad Ambiental Editor técnico Javier Parra Gasent Editores asociados Javier Aldaz Berruezo Instituto de Salud Pública de Navarra Juan Atenza Fernández Instituto de Ciencias de la Salud de Castilla-La Mancha Volney M. de Câmara Instituto de Estudos em Saúde Coletiva Rafael J. García-Villanova Ruiz Universidad de Salamanca José Jesús Guillén Pérez Área de Salud de Cartagena Jesús M.ª Ibarlucea Maurolagoitia Instituto de Investigación Sanitaria BioDonostia Antonio López Lafuente Universidad Complutense de Madrid Gilma C. Mantilla International Research Institute for Climate and Society (IRI) Stella Moreno Grau Universidad Politécnica de Cartagena Rogerio Nunes Sociedade Portuguesa de Saúde Ambiental Margarita Palau Miguel Ministerio de Sanidad, Política Social e Igualdad Luis Francisco Sánchez Otero Organización del Tratado de Cooperación de la Amazonía Silvia Suárez Luque Xunta de Galicia María M. Morales Suárez-Varela Universitat de València JUNTA DIRECTIVA DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE SANIDAD AMBIENTAL Presidente José María Ordóñez Iriarte Vicepresidente Ángel Gómez Amorín Secretaria Guadalupe Martínez Juárez Tesorero José Jesús Guillén Pérez Vocales Emiliano Aránguez Ruiz Covadonga Caballo Diéguez Ana Fresno Ruiz Saúl-Alvez García Dos Santos Antonio López Lafuente Isabel Marín Rodríguez María Teresa Martín Zuriaga María Luisa Pita Toledo Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-82 ISSN Rev. salud ambient. (Internet) 2010;10(1-2): 1-82 ISSN6 7 EDITORIAL 1 RADIACIONES IONIZANTES Y SALUD IONIZING RADIATION AND HEALTH María del Rosario Pérez Programa sobre Radiaciones y Salud Ambiental. Departamento de Salud Pública y Medio Ambiente. Organización Mundial de la Salud La salud es vista cada vez más como un aspecto clave de la seguridad humana y una alta prioridad para el desarrollo. Hoy más que nunca, la seguridad sanitaria internacional es tanto una aspiración como una responsabilidad colectiva. En el año 2000, los 189 Estados miembros de las Naciones Unidas establecieron los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM). Estos objetivos sitúan a la salud en el centro de la estrategia general hacia un progreso más equilibrado. Las metas de los ODM deberán alcanzarse en 2015 y el segundo decenio del siglo XXI ya esta en marcha, hemos entrado en la recta final y el cumplimiento de los ODM supone hoy un reto para la humanidad. El séptimo objetivo (ODM7) se plantea garantizar la sostenibilidad del medio ambiente, un aspecto indisociable del desarrollo sustentable. Los factores de riesgo ambiental son determinantes de la salud humana y plantean nuevos retos en la agenda de salud global. Alrededor de una cuarta parte de la carga mundial de morbilidad, y más de un tercio de la carga de morbilidad entre los niños, es atribuible a factores de riesgo ambiental de naturaleza química, física o biológica. Las radiaciones ionizantes forman parte de los factores físicos considerados dentro del conjunto de riesgos ambientales. Las aplicaciones de las radiaciones ionizantes son numerosas en el ámbito de la medicina, industria, agricultura, e investigación. El desarrollo tecnológico ha abierto nuevas perspectivas para su uso, mejorando la seguridad y eficacia de los procedimientos. Pero debe tenerse en cuenta que el manejo incorrecto o inadecuado de estas tecnologías puede introducir riesgos potenciales para la salud. El control de estos riesgos debe brindar un adecuado nivel de protección para las personas y el medio ambiente sin limitar indebidamente los potenciales beneficios tanto para los individuos como para la sociedad. El Departamento de Salud Pública y Medio Ambiente, de la Organización Mundial de la Salud (OMS) tiene como objetivo promover un ambiente más saludable, intensificar la prevención primaria, e influenciar las políticas públicas en todos los sectores a fin de abordar las causas fundamentales de las amenazas ambientales para la salud. En este marco, la OMS está llevando adelante un programa sobre radiaciones y salud ambiental para proteger a los pacientes, trabajadores y miembros del público en situaciones de exposición existente, planificada y de emergencia. Si bien los efectos de la radiación sobre la salud han sido ampliamente estudiados y existe un robusto cuerpo de información epidemiológica y experimental que sustenta el actual conocimiento, existe una necesidad de continuar y ampliar las investigaciones dirigidas a evaluar los riesgos para la salud particularmente para exposiciones a bajas dosis. Esto incluye no solo la inducción de cáncer sino también los efectos no carcinogénicos tales como efectos cardiovasculares, efectos sobre el sistema inmune, efectos sobre el cristalino (ej. cataratas). Las exposiciones a radiaciones ionizantes ocurridas en la vida prenatal o en la infancia requieren una consideración particular en la agenda de investigación. Los niños son particularmente sensibles a los efectos de la radiación y tienen más tiempo para expresar posibles efectos a largo plazo, tales como la inducción de cáncer. La vivienda es un ambiente con profundo impacto en la salud humana. El control de la exposición a factores de riesgo ambiental en las viviendas tiene una importancia crucial en salud pública. La exposición al gas radón es la segunda causa de cáncer de pulmón después del tabaco en muchos países. Los datos epidemiológicos han aportado evidencia de un mayor riesgo de cáncer de pulmón vinculado con concentraciones bajas y moderadas de radón en el interior de las viviendas, siendo el riesgo de cáncer pulmonar mucho mayor en los fumadores. La OMS llevó a cabo el Proyecto Internacional Radón, un foro internacional para el intercambio científico sobre el riesgo de la exposición al radón residencial, el Correspondencia: María del Rosario Pérez Programa sobre Radiaciones y Salud Ambiental Departamento de Salud Pública y Medio Ambiente Organización Mundial de la Salud 20, Avenue Appia Geneva 27 - Switzerland Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-38 2 debate sobre políticas e intervenciones para la prevención y mitigación, y la discusión de estrategias de comunicación de riesgo. El manual de la OMS Radón residencial - Una perspectiva de salud pública, desarrollado en el marco de dicho proyecto, proporciona recomendaciones para la reducción de los riesgos para la salud y brinda opciones para prevenir y mitigar la exposición. Actualmente, la OMS está promoviendo su uso como herramienta de educación y entrenamiento, así como para el desarrollo e implementación de programas nacionales de radón. La idea es integrar al radón dentro del concepto de vivienda saludable, e involucrar a los profesionales de arquitectura, diseño y construcción. Alrededor de un 17% de la energía eléctrica generada en el mundo es de origen nuclear. La creciente preocupación sobre el cambio climático, la protección del medio ambiente y la crisis energética han reabierto el debate en torno a la energía nuclear. En este contexto se han desarrollado metodologías para la evaluación del impacto sobre la salud y el medio ambiente de la minería del uranio y otras industrias extractivas, así como de las distintas etapas del ciclo del combustible nuclear, la operación y desmantelamiento de instalaciones y gestión de residuos. Por todo ello, adquieren relevancia la implementación de estándares de seguridad radiológica y el reforzamiento de la cultura de seguridad en este ámbito. La rápida evolución del radiodiagnóstico, de la radiología intervencionista, de la medicina nuclear y de la radioterapia han convertido a las radiaciones ionizantes en una de las herramientas de diagnóstico más importantes y en un componente esencial del tratamiento del cáncer. Un área de especial preocupación es el uso innecesario del radiodiagnóstico cuando la evaluación clínica u otras modalidades de diagnostico por imágenes podrían ofrecer un diagnóstico preciso (justificación de los procedimientos). Se debe alentar el uso de guías de prescripción para la correcta solicitud de pruebas diagnósticas como herramienta de soporte para la toma de decisiones. Una vez justificado el procedimiento, siempre que sea posible, se deben usar métodos para la reducción de la dosis, sin que ello afecte el cumplimiento del propósito médico (optimización de la protección). La Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) ha reportado que anualmente más de pacientes en todo el mundo resultan accidentalmente sobreexpuestos durante procedimientos de radioterapia. Exposiciones accidentales o no planificadas han sido también reportadas en pacientes sometidos a procedimientos de diagnóstico por imagen, radiología intervencionista y medicina nuclear. El desarrollo de tecnologías más complejas presenta nuevos retos en términos de garantía de calidad, seguridad de los equipos, RADIACIONES IONIZANTES Y SALUD capacitación y dotación de personal. Siendo la prevención primaria esencial, los sistemas de registro y notificación de incidentes y efectos adversos permiten el análisis de perfiles de riesgo y contribuyen al mejoramiento de la cultura de seguridad de los profesionales de la salud. La OMS está llevando a cabo una iniciativa mundial sobre seguridad radiológica en el ámbito sanitario para movilizar el sector de la salud hacia un uso más seguro y efectivo de la radiación en medicina. Mediante un conjunto de actividades en las áreas de evaluación, gestión y comunicación de riesgo, esta iniciativa reúne autoridades de salud, organizaciones internacionales, asociaciones profesionales, sociedades científicas e instituciones académicas en una acción concertada para mejorar la aplicación de las normas de seguridad radiológica en establecimientos de salud. La protección radiológica de los niños y de la mujer gestante constituye un aspecto prioritario de esta iniciativa. Las normas básicas internacionales de seguridad (NBS) para la protección contra las radiaciones ionizantes y para la seguridad de las fuentes de radiación son el resultado de un esfuerzo internacional sin precedentes hacia la armonización de los requerimientos de protección radiológica de los pacientes, los trabajadores y el público. Copatrocinadas por la Agencia de Energía Nuclear (AEN/OCDE), la Organización para la Agricultura y Alimentación (FAO), el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), la Organización Internacional del Trabajo (OIT), la OMS y la Organización Panamericana de la Salud (OPS), las NBS han sido un punto de referencia internacional en materia de seguridad radiológica. Una secretaría conjunta de las organizaciones copatrocinadoras, a las que se sumó el Comité de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de la Radiación (UNSCEAR) y la Comisión Europea (CE), ha conducido un proceso de revisión de las NBS internacionales que se inició en el año 2006 y que está a punto de concluir. Este proceso se llevó a cabo de forma paralela al proceso de revisión y consolidación de la directiva europea referente a las normas básicas de seguridad radiológica. Una estrecha colaboración entre la CE y todos los copatrocinadores de la NBS internacionales ha contribuido a la consistencia de las normas europeas e internacionales, que facilitará su implementación y el establecimiento de una cultura de la segu ridad basada en principios compartidos internacionalmente. En este contexto, la Sociedad Española de Sanidad Ambiental (SESA) organizó la 19ª Jornada Técnica SESA sobre Radiaciones Ionizantes y Salud. Para ello, contó con la colaboración de la Sociedad Española de Protección Radiológica (SEPR). La OMS celebra esta Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-39 María del Rosario Pérez iniciativa conjunta de ambas sociedades y se complace en presentar este número de la Revista de Salud Ambiental, que resume las diversas disertaciones presentadas. Durante la Jornada se abordaron temas relevantes en materia de protección radiológica y salud ambiental con un enfoque multisectorial que aporta la visión de las distintas partes interesadas. Este enfoque es consistente con la visión de la OMS, tendente a proporcionar una plataforma para aunar esfuerzos internacionales hacia una utilización más segura y eficaz de las radiaciones ionizantes. 3 Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 1-310 4 PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTATION Sociedad Española de Sanidad Ambiental El hombre está expuesto a las radiaciones naturales desde su aparición como tal en el planeta Tierra. A estas fuentes naturales, el hombre ha incorporado las procedentes de fuentes artificiales creadas expresamente por él con diferentes fines. Las radiaciones se clasifican en ionizantes y no ionizantes en virtud de la energía asociada que tienen. Se definen como radiaciones ionizantes aquellas de muy alta frecuencia (baja longitud de onda) que tienen la suficiente energía como para producir ionización, rompiendo los enlaces atómicos que mantienen a las moléculas unidas. Dentro de las radiaciones ionizantes encontramos las que son naturales y las que son artificiales. Naturales como el uranio ( 235/238 U), el potasio ( 40 K) o el gas radón ( 222 Rn) procedente de la desintegración del uranio y el torio; artificiales como las procedentes de las centrales nucleares, las armas atómicas o las instalaciones con fines médicos, de investigación o uso industrial. La existencia de fuentes generadoras de radiaciones ionizantes hace necesaria su vigilancia y control, así como la vigilancia de los niveles de radiación en el medio ambiente, tarea que en España recae en el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), organismo de derecho público, independiente de la Administración del Estado. Sin embargo, la presencia de fuentes de radiaciones ionizantes, sean estas utilizadas con fines sanitarios, de investigación o de producción energética, siempre han despertado una cierta inquietud entre la población por los riesgos sanitarios que pueden entrañar. A principios del año 2010 se abrió un debate en la sociedad española en relación a la gestión de los residuos radiactivos de alta actividad procedentes de las centrales nucleares operativas en nuestro país. El punto crítico se centraba en la ubicación del Almacén Temporal Centralizado de Residuos (ATC) del combustible irradiado y de los residuos radiactivos de alta actividad, como etapa intermedia a la ubicación, en un plazo de 60 años, del Almacén Geológico Profundo (AGP) o al desarrollo de otras alternativas tecnológicas más adecuadas para la gestión de estos residuos. La designación del emplazamiento que finalmente albergue la instalación ATC y su centro tecnológico asociado se basará en un proceso de propuestas de municipios voluntarios supervisado por una comisión interministerial, creada a tal efecto. Varios fueron los municipios que presentaron sus propuestas, lo que conllevó debates y manifestaciones por parte de aquellos ciudadanos que estaban en contra del ATC. Entre los argumentos esgrimidos estaban los riesgos sanitarios potenciales que pueden derivarse de las exposiciones que se puedan producir. Además, este debate se inscribe en uno si cabe más importante como es el del establecimiento de la política energética española para los próximos 40 años y la decisión de qué papel debe jugar la energía nuclear en esta política. Por todo ello, la Sociedad Española de Sanidad Ambiental (SESA), como entidad científica, quiso contribuir al debate abierto organizando unas jornadas donde, desde la reflexión científica y el sosiego, se pudiesen conocer las distintas posturas sobre los riesgos reales, actuales y futuros de las radiaciones ionizantes, tanto las debidas a las instalaciones, incluidas las derivadas de los almacenamientos, como las debidas a las radiaciones de origen natural. La Jornada tuvo lugar el día 15 de abril de 2010 en el Parque de las Ciencias de Granada, con una asistencia de más de 250 personas, técnicos de sanidad ambiental en su gran mayoría, que tuvieron la oportunidad de incorporar a su acervo científico un aspecto más de los riesgos ambientales para la salud. SESA quiere agradecer a todos los ponentes que participaron en la misma por la excelencia de sus ponencias y por haber redactado el conjunto de manuscritos que forman parte de este monográfico. No se haría justicia si no manifestásemos nuestro especial agradeci- Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 4-511 Sociedad Española de Sanidad Ambiental (SESA) miento al doctor Leopoldo Arranz Carrillo de Albornoz, quien con su buen saber hacer ayudó de manera exquisita a que esta Jornada tuviese lugar y al presidente de la Sociedad Española de Protección Radiológica, don Pío Carmena Servet, que colaboró estrechamente en la organización de la misma. Fruto del encuentro que se produjo en esta Jornada, el pasado día 21 de octubre del año 2010 se firmó un convenio de colaboración entre la Sociedad Española de Protección Radiológica (SEPR) y la Sociedad Española de Sanidad Ambiental (SESA). El objeto de dicho convenio no es otro que el de establecer sinergias para dar respuesta a los problemas sanitario ambientales que puedan derivarse de potenciales exposiciones ambientales de la población a radiaciones ionizantes. 5 Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 4-512 6 19ª JORNADA TÉCNICA SESA SOBRE RADIACIONES IONIZANTES Y SALUD LAS RADIACIONES IONIZANTES: UNA REALIDAD COTIDIANA THE IONISING RADIATIONS: A DAILY REALITY Eduardo Gallego Díaz Departamento de Ingeniería Nuclear. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales. Universidad Politécnica de Madrid RESUMEN Este trabajo introduce la naturaleza de las sustancias radiactivas y de la radiación ionizante, los efectos que causa sobre la materia y los medios disponibles para su detección y medida, así como las fuentes de radiación naturales a las que los seres humanos estamos expuestos. Seguidamente, en el apartado más amplio del trabajo, se describen las múltiples aplicaciones de las radiaciones ionizantes en la medicina, la agricultura, la industria, las ciencias de la tierra, la biología y otras ramas, lo que permite poder poner su impacto en perspectiva frente al de las fuentes naturales. La tesis final del artículo es que para evitar sufrir daños resulta necesario protegerse adecuadamente de los efectos nocivos de la radiación y las sustancias radiactivas, pero sin limitar innecesariamente su utilización beneficiosa en los numerosos ámbitos descritos. Ese es el objetivo fundamental de la protección radiológica, cuyos principios básicos se presentan para terminar. PALABRAS CLAVE: radiaciones ionizantes; fuentes de radiación; radiación natural; usos de la radiación; dosis de radiación; protección radiológica. ABSTRACT This paper introduce the nature of the radioactive substances and of the ionising radiation, the effects that they cause on the matter and the available media for their detection and measure, as well as the sources of natural radiation, to which the human being are exposed. Next, in the more detailed part of this paper, it is described the wide range of ionising radiations uses in: medicine, agriculture, earth sciences, biology and in some other scientific fields, that allow to pose its impact in the perspective of facing the ones from natural sources. The article concludes that for avoiding damages it is necessary proper protection against the radioactive substances, but avoiding limitation their beneficial uses in the various ranges described. For finishing this paper, the basic principles of radiation protection are described, due to they are the its principal aim. KEY WORDS: ionising radiations; radiation sources; natural radiation; radiation uses; radiation dose; radiation protection. INTRODUCCIÓN La radiactividad es uno de los grandes descubrimientos del hombre contemporáneo. A la par que se fueron conociendo sus efectos también se fueron encontrando aplicaciones de gran utilidad, en las que las sustancias radiactivas o los aparatos emisores de radiaciones ionizantes resultan insustituibles. Además de la medicina, la agricultura, la industria, las ciencias de la tierra, la biología y otras muchas ramas dependen hoy en día en muchos aspectos de su utilización. Este trabajo introduce la naturaleza de las sustancias radiactivas y de la radiación ionizante, los efectos que esta causa sobre la materia y los medios disponibles para su detección y medida, así como las diferentes fuentes de radiación naturales a las que los seres humanos estamos expuestos. Seguidamente, en el apartado más amplio del trabajo, se describen las múltiples aplicaciones de las radiaciones ionizantes para poder poner su impacto en perspectiva frente al de las fuentes naturales. La tesis final del artículo es que para evitar sufrir daños resulta necesario protegerse adecuadamente de los efectos nocivos de la radiación y las sustancias radiactivas, pero sin limitar innecesariamente su utilización beneficiosa en los numerosos ámbitos descritos. Ese es el objetivo fundamental de la protección radiológica, cuyos principios básicos se presentan para terminar. RADIACTIVIDAD Y EMISIÓN DE RADIACIÓN IONIZANTE La emisión de radiaciones ionizantes es una característica común a muchos átomos en cuyo núcleo el número de neutrones resulta escaso o excesivo, lo que los hace inestables. Esos átomos son llamados radiactivos. En Correspondencia: Eduardo Gallego Díaz Dpto. Ingeniería Nuclear Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Universidad Politécnica de Madrid C/ José Gutiérrez Abascal, Madrid Tel.: , Fax: Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2313 Eduardo Gallego Díaz ellos, las ligaduras nucleares se transforman en busca de configuraciones más estables, a la vez que se libera energía, asociada a la radiación emitida. Esta puede ser de cuatro tipos fundamentales: partículas alfa (α), que consisten en dos protones y dos neutrones, con capacidad limitada de penetración en la materia, pero mucha intensidad energética; partículas beta (β), que son electrones o positrones procedentes de la transformación en el núcleo de un neutrón en un protón o viceversa, algo más penetrantes aunque menos intensas; radiación gamma (γ), que es radiación electromagnética del extremo más energético del espectro, por tanto muy penetrante; y neutrones, que al no poseer carga eléctrica también son muy penetrantes (Figura 1). La velocidad con que dichas transformaciones tienen lugar en una sustancia radiactiva se denomina actividad, y se medirá como el número de átomos que se transforman o desintegran por unidad de tiempo, teniendo como unidad natural (1 desintegración/segundo) el becquerel, así llamado en honor al descubridor de la radiactividad. El becquerel es la unidad del Sistema Internacional (SI) legalmente establecida en España 1. Una unidad anteriormente utilizada, pero que no pertenece al SI, es el curio, correspondiente a la actividad existente en un gramo de 226 Ra (3, desintegraciones/segundo). El becquerel (cuyo símbolo es Bq) es una unidad muy pequeña y de poco uso práctico (sería como medir longitudes o distancias en micras), baste decir que nuestro propio organismo contiene aproximadamente becquerels de 40 K, por lo que siempre se emplean sus múltiplos. Por el contrario 1 curio (Ci) es una actividad considerable, e incluso peligrosa según las sustancias, por lo que se emplean a menudo sus submúltiplos. La radiactividad es un fenómeno independiente de cualquier influencia externa (presión, temperatura, iluminación, etc.), ya que al provenir del núcleo atómico, solo podrán modificarla aquellos agentes que sean capaces de alterar las propiedades del propio núcleo. La radiactividad tiene naturaleza aleatoria, caracterizada por la llamada constante de desintegración radiactiva λ, cuyo significado es la probabilidad de desintegración de un núcleo radiactivo por unidad de tiempo. Esta constante depende únicamente del tipo de nucleido y del modo de desintegración. Tiene unidades de tiempo inverso (s -1, min -1, h -1, etc.). Su inverso representa la esperanza de vida de un átomo cualquiera, también llamada vida media τ. Si se considera una sola sustancia que contenga inicialmente un número suficientemente grande de átomos radiactivos N 0, dicho número se reduce siguiendo una ley de tipo exponencial decreciente con el paso del tiempo. El tiempo al cabo del cual el número de átomos radiactivos se reduce a la mitad se denomina período de semidesintegración T. Este es característico de cada radionucleido, y varía entre fracciones de segundo y millones de años. Conociendo el período se pueden hacer cálculos rápidos sobre el decrecimiento de una sustancia radiactiva, ya que al cabo de K veces el período, el número medio de átomos se habrá reducido por 2 K. Además de mediante la desintegración radiactiva, también se generan radiaciones ionizantes cuando se consigue acelerar partículas elementales (habitualmente electrones, positrones o protones) mediante campos electromagnéticos intensos, como en el caso de los aceleradores de partículas. A las energías conferidas, dichas partículas elementales resultan ionizantes. También se emite radiación electromagnética de alta frecuencia, denominada radiación X, al producirse saltos de electrones entre distintos niveles de energía en la corteza atómica, como resultado de algunas formas 7 FIGURA 1. Ilustración de los distintos tipos de partículas emitidas por las sustancias radiactivas. Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2314 8 de desintegración radiactiva o al proyectar un haz de electrones rápidos sobre un blanco sólido denso. En general, las interacciones de partículas muy energéticas con la materia provocan reacciones que acaban liberando radiación ionizante. INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON LA MATERIA A su paso por la materia, la radiación sufre distintos tipos de interacción, según su naturaleza. De todos los efectos, dado su gran impacto sobre las moléculas esenciales para la vida, destaca la ionización. De forma breve, se puede decir que para partículas cargadas (α y β) la interacción básica responde a la ley de Coulomb entre cargas eléctricas, la cual da lugar a dos fenómenos elementales: la excitación atómica (o molecular) y la ionización. También puede ser significativa la aceleración (o deceleración) de las partículas cargadas cuando penetran en el campo eléctrico del núcleo, lo que produce la emisión de fotones que se conocen como radiación de frenado (o bremsstrahlung), siendo de mayor importancia cuanto menor masa tenga la partícula y mayor carga el átomo, es decir que tendrá importancia para partículas β, especialmente con átomos de elevado número atómico Z. En el caso particular de la radiación de tipo β +, los positrones se aniquilan al encontrarse con los electrones de la corteza atómica, sus antipartículas, y como resultado se emiten dos fotones de aniquilación, con una energía muy precisa (0,511 MeV) y en direcciones opuestas, lo que constituye el fundamento de la técnica PET (tomografía por emisión de positrones), descrita más adelante. En el caso de los fotones, su energía puede ser absorbida por el medio mediante tres procesos fundamentales: el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la producción de pares electrón-positrón, cuyas probabilidades de ocurrencia dependen de la energía inicial de los fotones. Todos ellos originan la aparición de partículas cargadas, con lo cual dan origen posteriormente a las interacciones comentadas anteriormente, por lo que se dice que son indirectamente ionizantes. El alcance de la radiación γ en aire puede llegar a los centenares de metros, pudiendo traspasar el cuerpo humano, y hasta varios centímetros de plomo. Con respecto a los neutrones, al carecer de carga eléctrica, solamente pueden interaccionar con los núcleos de los átomos mediante las diferentes reacciones nucleares posibles (dispersión elástica e inelástica, captura radiactiva, transmutación o fisión). Puesto que los núcleos ocupan una fracción ínfima del volumen total de la materia, los neutrones podrán desplazarse distancias relativamente grandes antes de interaccionar, resultando ser muy penetrantes. LAS RADIACIONES IONIZANTES: UNA REALIDAD COTIDIANA ATENUACIÓN DE LA RADIACIÓN. BLINDAJE La atenuación que sufre la radiación a su paso por la materia dependerá fundamentalmente de dos factores: El factor geométrico, que hace que con la distancia entre la fuente y el objeto la radiación sea cada vez más débil al disminuir el ángulo sólido abarcado, por lo que generalmente se tiene una proporción inversa al cuadrado de la distancia, según una ley (1/4πr 2 ). El factor material, que dependerá del tipo y energía de la radiación y de la composición del material, lo que afecta a la probabilidad de interacción. Se denominan materiales de blindaje a aquellos capaces de atenuar la radiación hasta límites aceptables. Desde ese punto de vista, para detener la radiación α no habrá que proporcionar más que un pequeño espesor de plástico o metal. Con respecto a los emisores β, se emplearán también plásticos (metacrilato, polietileno) o metales ligeros (aluminio), recubiertos con plomo si la radiación de frenado pudiera ser intensa. En el caso de la radiación X o γ se podrán emplear agua, hormigón y metales (plomo, acero). Por último, para el manejo seguro de fuentes emisoras de neutrones el blindaje adecuado suele constar de varios centímetros de material hidrogenado (agua, parafina, polietileno), en el cual los neutrones rápidos se frenarán (moderarán) por colisiones elásticas fundamentalmente, seguido de unos milímetros de cadmio o de unos centímetros de boro (en los que se produce la captura de neutrones térmicos con una alta probabilidad), con lo cual la mayor parte de los neutrones serían finalmente absorbidos. Dichos materiales suelen completarse con otros de elevado espesor másico (plomo, acero u hormigón), a fin de atenuar los fotones emitidos en las diversas reacciones que provocan los neutrones. SISTEMAS DE DETECCIÓN Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN Obviamente, la detección de la presencia de radiación ha de basarse en los efectos que produce sobre la materia. No estando dotado el organismo de sentidos para ello, ha de recurrirse a instrumentos adecuados capaces de detectar e incluso hacer visibles las partículas fundamentales subatómicas. Puesto que el efecto principal causado por las radiaciones es la ionización, se utilizan mucho los detectores de ionización gaseosa formados en esencia por un recipiente que contiene un gas y dos electrodos con potenciales eléctricos diferentes. Los más sensibles se denominan cámaras de ionización y los más robustos y versátiles son los llamados contadores Geiger-Müller. La ionización en sólidos tiene una aplicación en el campo de los detectores de semiconductores (generalmente, germanio intrínseco o combinado con litio, o silicio), de elevada sensibilidad, en los que los pares Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2315 Eduardo Gallego Díaz electrón-hueco formados por la ionización aumentan momentáneamente la conducción eléctrica, lo que permite detectar estas partículas. Otros contadores, llamados de centelleo, se basan en la ionización producida por partículas cargadas que se desplazan a gran velocidad en determinados sólidos y líquidos transparentes, conocidos como materiales centelleantes. La ionización produce destellos de luz visible que son captados por un tubo fotomultiplicador, de forma que se convierten en pulsos eléctricos que pueden amplificarse y registrarse electrónicamente. En numerosos campos de la investigación actual, el contador de centelleo resulta superior a todos los demás dispositivos de detección. Otros detectores se llaman de trazas, porque permiten a los investigadores observar las trazas que deja a su paso una partícula. Las cámaras de destellos o de burbujas son detectores de trazas, igual que la cámara de niebla o las emulsiones fotográficas nucleares. Fundamentalmente se aplican en el estudio de la física de las partículas elementales. Para contabilizar la cantidad de radiación recibida por una persona (la dosis), los dosímetros de uso más extendido se basan en el empleo de materiales termoluminiscentes, en los que se libera luz visible al ser calentados, mediante un proceso que implica dos pasos: a) la ionización inicial hace que los electrones de los átomos del material se exciten y salten del nivel de energía en reposo (banda de valencia) a otro excitado (banda de conducción), quedando algunos atrapados en niveles intermedios creados por la presencia de impurezas en el cristal (trampas); y b) cuando se calienta el material y los electrones vuelven a su estado original, se emiten fotones de luz, que pueden ser amplificados y medidos al igual que se hace con los materiales de centelleo. Con respecto a los neutrones, suelen detectarse de forma indirecta a partir de las reacciones nucleares que tienen lugar cuando colisionan con los núcleos de determinados átomos. Por ejemplo, en el caso de los neutrones térmicos, se producen partículas alfa, detectables con facilidad, al colisionar con los núcleos de 3 He, el 10 B o el 6 Li. En la figura 2 se pueden ver distintos equipos de detección de las radiaciones habitualmente empleados en el trabajo en las instalaciones nucleares y radiactivas. La sensibilidad de los equipos de detección y medida de radiaciones resulta muy superior a la que tienen otro tipo de sistemas, siendo capaces de detectar cantidades traza de prácticamente cualquier radionucleido. Ello los convierte en herramientas insustituibles siempre que sea necesario marcar una molécula cuyo destino final se tenga interés en conocer, sea en procesos físicos, químicos o biológicos. Por tanto, no es sorprendente el uso de los radisótopos en investigación. Esa misma sensibilidad hace posible la detección de los radionucleidos artificiales en el medio ambiente en cantidades millones de veces inferiores a las que pudieran resultar tóxicas. Así, por ejemplo, los valores recomen- 9 FIGURA 2. Sistemas de detección de la radiación habituales en protección radiológica: cámara de ionización; detector Geiger; monitor de contaminación, de centelleo; dosímetros termoluminiscentes; monitores de neutrones. Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2316 10 dados de los límites inferiores de detección (LID) para los programas de vigilancia radiológica ambiental están comprendidos entre las milésimas y las cienmilésimas de becquerel por metro cúbico de aire 2 o de las décimas de becquerel por litro para el agua y la leche. DOSIS DE RADIACIÓN Puesto que para la determinación de los efectos biológicos producidos por la radiación ha de cuantificarse la cantidad o dosis recibida en el órgano u órganos afectados, se definen y utilizan las magnitudes apropiadas, que se resumen en la tabla 1. Así, la dosis absorbida sería una medida de la energía depositada por unidad de masa, siendo utilizada generalmente cuando se estudian los efectos sobre un tejido u órgano individual, mientras que la dosis equivalente considera ya el tipo de radiaciones y su potencial daño biológico, por lo que constituye un mejor índice de la toxicidad de las radiaciones. Las unidades de medida correspondientes, el gray (Gy) para dosis absorbida y el sievert (Sv) dosis equivalente, resultan ser muy elevadas para su utilización práctica, por lo que se emplean mucho más sus submúltiplos el miligray (mgy) y el milisievert (msv), que son la milésima parte de la unidad original. LAS RADIACIONES IONIZANTES: UNA REALIDAD COTIDIANA En la dosis efectiva se tiene, además, una medida del riesgo de desarrollo de cánceres o daños hereditarios, en la que se asigna un peso diferente a la dosis equivalente recibida por cada órgano, según el riesgo asociado a su irradiación. Con ello, este resulta ser el índice de toxicidad más completo, especialmente si se realiza el cálculo de la dosis recibida en el organismo desde el momento de la ingestión o inhalación de productos radiactivos hasta su completa eliminación. Esta medida la ofrece la dosis efectiva comprometida, que será el índice empleado con carácter más general. Finalmente, un concepto muy utilizado es el de la llamada dosis colectiva, que será la suma de las dosis (generalmente se aplica a la dosis efectiva) recibidas por un colectivo de población que esté expuesta a una misma fuente de radiación. Con la dosis colectiva se pueden establecer comparaciones útiles con respecto al impacto producido por las distintas fuentes de cara a su optimación. FUENTES NATURALES DE RADIACIÓN IONIZANTE La presencia de la radiación ionizante es una constante en nuestro mundo y en el universo. Para conocer la magnitud y estudiar los posibles impactos de la exposición a radiaciones ionizantes, la Asamblea General de la ONU estableció en 1955 un comité científico para el estudio de los efectos de la radiaciones atómicas (UNSCEAR). Dicho comité informa cada año a la Asamblea General y periódicamente publica evaluaciones, incluyendo anexos técnicos 3, basadas en los resul- TABLA 1. Magnitudes de dosis de radiación empleadas en protección radiológica y sus unidades de medida MAGNITUD DEFINICIÓN UNIDADES Dosis absorbida (D) Cociente entre la energía media impartida Unidad del S. I.: gray (Gy) por la radiación ionizante a la materia en un 1 Gy = 1 J/kg elemento de volumen, y la masa del mismo. Unidad histórica: rad 1 rad = 0,01 Gy Dosis equivalente (H) Es una ponderación de la dosis absorbida Unidad del S.I.: sievert (Sv) en un tejido u órgano T, para tener en cuenta 1 Sv = 1 J/kg el tipo de radiación, de acuerdo con su potencialidad Unidad histórica: rem para producir efectos biológicos. 1 rem = 0,01 Sv H T =D T,R W R, Valores de W R : W R - Factor de ponderación de la radiación 1 Radiación X, beta, gamma, electrones y positrones. 5 Protones 5 a 20 Neutrones, según su energía 20 Radiación alfa, núcleos pesados Dosis efectiva (E) Es una suma ponderada de las dosis equivalentes Sievert (Sv) recibidas por los distintos tejidos y órganos del cuerpo humano. E = ΣT wt HT Valores de W T : Los factores W T son representativos del detrimento, 0,01 Superficie huesos, piel o contribución al riesgo total de daños biológicos, 0,05 Bazo, mama, hígado, esófago, que supone la irradiación de cada órgano individual. tiroides y RESTO 0,12 Colon, pulmón, médula roja, estómago 0,20 Gónadas Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2317 Eduardo Gallego Díaz tados obtenidos en los diversos países. Dichas evaluaciones constituyen la base científica de las normas de protección radiológica. A partir del último informe de UNSCEAR 3, las principales fuentes de radiación naturales, junto con su contribución a la dosis recibida anualmente por la población, según se resume en la tabla 2, son las siguientes: En primer lugar, el Sol y el espacio exterior, de donde procede la llamada radiación cósmica, que para una persona media de la Tierra supone un 13% de la dosis recibida anualmente (0,4 msv al año). La propia Tierra, en cuya corteza hay grandes cantidades de uranio, torio y otros elementos radiactivos que impregnan de radiactividad todo sobre el planeta (incluyendo nuestro propio organismo). Del suelo y de los materiales de construcción se recibe radiación, que causa un 17% de la dosis promedio mundial (0,5 msv al año). Esta contribución se reparte de manera muy irregular. Además el uranio, al desintegrarse de forma natural, provoca la aparición del gas radón, que se difunde a través de las grietas y poros del suelo y de los materiales de construcción, alcanzando el aire que respiramos, siendo especialmente importante su influencia en el interior de los edificios, ya que al aire libre se dispersa con más facilidad. Los productos de la desintegración del radón, sus descendientes, son también radiactivos, pero ya sólidos, y quedan normalmente unidos a las partículas de polvo presentes en el aire. Las cantidades de radón, torón (fruto de la desintegración del torio) y sus descendientes varían enormemente según el tipo de rocas que formen el suelo y los materiales con que estén construidos los edificios, como también influye mucho el tipo de ventilación de los mismos. Estos contribuyen aproximadamente al 40 % de la dosis promedio mundial (con 1,2 msv al año). Por último, con los alimentos y bebidas también ingerimos radionucleidos naturales, destacando el uranio y sus descendientes y sobre todo el 40 K. Algunas aguas minerales, procedentes de macizos graníticos ricos en uranio y ciertos alimentos como el marisco, son especialmente ricos en material radiactivo natural. Esta contribución viene a suponer el 10 % de la dosis media mundial (0,3 msv al año). Las variaciones de la dosis debida al fondo natural de radiación son tremendamente variables y, si bien el promedio en el mundo es de 2,4 msv por año, los rangos típicos van desde 1 hasta 10, con algunas ubicaciones (en India, Irán, China, Brasil ) que arrojan valores excepcionalmente altos, del orden incluso de los 100 msv por año. Por su parte, entre las fuentes de radiación ionizante producidas por el hombre destacan especialmente las de utilización médica, que son descritas en el siguiente apartado. Las aplicaciones médicas representan un 20% (0,6 msv al año) en el promedio de dosis mundial, con un irregular reparto geográfico, relacionado con el nivel de desarrollo de los países. APLICACIONES DE LAS RADIACIONES IONIZANTES Las aplicaciones de la radiactividad y las radiaciones ionizantes se basan en sus propiedades y en los efectos que causan sobre la materia. El catálogo de aplicaciones es muy extenso y no se pretende detallarlo al completo. No obstante, en este apartado se describen las principales. Como introducción, podemos citar las siguientes aplicaciones y las propiedades en las que se basan: Los rayos X permiten la visión de las estructuras internas del cuerpo humano (radiodiagnóstico médico) y de cualquier pieza o material (radiografía industrial). Los rayos X combinados con los ordenadores permiten obtener imágenes 3-D de las estructuras internas (tomografía computarizada o TC). La difracción de rayos X y otras radiaciones permite determinar la estructura de cristales y moléculas, incluyendo la del ADN. Los isótopos radiactivos aplicados a la medicina permiten estudiar las funciones de los órganos in vivo (medicina nuclear). La emisión de radiaciones características permite emplear los radionucleidos como trazadores en múltiples campos (biológico, sanitario, medioambiental, industrial ). Los daños que la radiación ionizante causa en tejidos vivos permiten destruir tejidos enfermos (radioterapia contra el cáncer). 11 TABLA 2. Fuentes naturales de radiación. Evaluación de UNSCEAR DOSIS MEDIAS MUNDIALES Fuente Dosis efectiva (msv por año) Rango típico (msv por año) Exposición externa Rayos cósmicos 0,4 0,3-1 Rayos gamma terrestres 0,5 0,3-0,6 Exposición interna Inhalación 1,2 0,2-10 Ingestión 0,3 0,2-0,8 Total 2, Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2318 12 LAS RADIACIONES IONIZANTES: UNA REALIDAD COTIDIANA FIGURA 3. Clasificación de los tipos de aplicaciones de las radiaciones ionizantes según la configuración de la fuente (F), el sistema material (S) y el detector (D). La capacidad de la radiación ionizante para esterilizar permite evitar enfermedades en numerosos campos (sanitario, agropecuario, alimentario). La capacidad de la radiación ionizante para alterar los materiales permite obtener compuestos avanzados para diferentes aplicaciones. La desintegración y decaimiento radiactivo permiten la datación de minerales y restos arqueológicos. Las reacciones nucleares activan átomos y permiten análisis de gran sensibilidad incluso en muestras microscópicas. La energía nuclear permite cubrir una parte importante de las necesidades mundiales sin agotar recursos fósiles no renovables y sin emitir gases causantes del efecto invernadero. En toda aplicación concurren tres elementos fundamentales: la fuente radiactiva (F), el detector de la radiación (D) y el sistema material (S) al cual se aplica la acción de la fuente. Las configuraciones topológicas en las que pueden disponerse los tres elementos básicos que acabamos de comentar (la fuente, el detector y el sistema) son las que se describen a continuación y se representan esquemáticamente en la figura 3: La configuración de transmisión, que pueden representarse en la forma F//S//D, para indicar que el sistema S está físicamente separado de la fuente F y del detector D, e interpuesto entre ellos. La configuración de reflexión, que puede representarse en la forma (F//D)//S, para indicar que la fuente F y el detector D, aunque separados físicamente, están situados en el mismo semiespacio libre, justamente el opuesto al que ocupa el sistema material S. La configuración de irradiación, propia de las aplicaciones de los irradiadores, que se puede representar en la forma F//(S, D), para indicar que el sistema S y el detector D que le acompaña, están separados de la fuente F. Por último, las aplicaciones de los trazadores pueden representarse mediante una configuración de la forma D//(S:F), para indicar que la fuente F está diluida en el sistema S, mientras el detector D permanece separado e independiente. Las aplicaciones requieren disponer de los isótopos necesarios o de los equipos emisores de radiación. Para algunas aplicaciones, las radiaciones necesarias pueden generarse en aparatos emisores como los tubos de rayos X o los aceleradores. La producción de radioisótopos requiere disponer de pequeños reactores de investigación o de aceleradores de electrones, protones u otras partículas dedicados a ello, junto con las instalaciones de separación radioquímica. En general los producidos en reactores son isótopos ricos en neutrones y se desintegran por emisión beta (β - ), que es el resultado de la conversión de un neutrón en un protón, en el interior del núcleo atómico; sus costes de producción son bajos y todas las fuentes intensas ( 60 Co, 192 Ir, 137 Cs, 90 Sr, etc.) y los trazadores de mayor consumo ( 3 H, 14 C, 32 P, 99 Mo, 131 I, etc.) son de esta procedencia. Los segundos son ricos en protones y se desintegran por emisión de positrones (β + ), que convierten protones en neutrones dentro del núcleo; si bien sus costes de producción son más elevados, con los aceleradores se pueden obtener isótopos radiactivos muy empleados en el diagnóstico médico. Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2319 Eduardo Gallego Díaz LAS RADIACIONES IONIZANTES EN MEDICINA * La utilización de las radiaciones en medicina supone con mucho la mayor fuente de exposición a las radiaciones de origen artificial. Este es un campo en continua evolución y según los últimos datos del UNSCE- AR 3, en 2008 el promedio anual de procedimientos médicos con radiaciones ionizantes supera los millones, frente a los millones que se constataban en el periodo La mayoría son estudios diagnósticos con rayos X (de ellos, millones corresponden a estudios de diagnóstico con rayos X, 480 millones a procedimientos de radiología dental), 32,7 millones en medicina nuclear, y unos 5,1 millones de tratamientos de radioterapia. Si bien el reparto por países es muy desigual debido a las diferencias socioeconómicas, en promedio, por cada personas, anualmente se realizan 488 exploraciones de diagnóstico y 74 exámenes dentales. Los datos de España 3 indican que en nuestro país se hacen anualmente 44 millones de exploraciones de rayos X (de ellas, casi 5 millones son radiografías dentales), procedimientos diagnósticos de medicina nuclear y unos tratamientos de radioterapia. El uso médico de las radiaciones ionizantes supone un pequeño riesgo que está ampliamente compensado por el beneficio que se obtiene del diagnóstico o del tratamiento. La aceptación social del uso de las radiaciones en medicina es muy amplia, aunque en los últimos años la cultura de la calidad y de la seguridad ha impulsado la elaboración de recomendaciones y normativa específica para la protección radiológica de los pacientes. MEDICINA NUCLEAR El término medicina nuclear abarca todas las aplicaciones médicas de los isótopos radiactivos, destacando entre ellas las de fines diagnósticos. Para ello, se marcan determinados fármacos con radionucleidos y se administran a los pacientes por vía parenteral o endovenosa (en actividades relativamente bajas, del orden de unas centenas de MBq). Una vez metabolizados en el órgano o tejido de interés, se mide la radiación gamma que emiten para formar imágenes planas (gammagrafías) con sistemas detectores llamados gammacámaras, o se hacen reconstrucciones tridimensionales con técnicas de SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) o las más modernas técnicas de PET (Positron Emission Tomograph). En este último caso se emplean isótopos emisores de positrones, que al aniquilarse con un electrón producirán dos fotones de 511 kev emitidos en la misma dirección * Las líneas generales de este apartado se han basado en un trabajo del prof. E. Vañó 5, adaptado y actualizado en lo necesario. y sentidos opuestos que permiten obtener imágenes con mejor resolución espacial. Los sistemas de formación de imagen para SPECT, y especialmente para PET son más complejos que los utilizados para las gammagrafías y requieren varias gammacámaras que pueden girar alrededor del paciente o anillos de detectores que rodean al paciente. En medicina nuclear se obtienen imágenes básicamente funcionales y con poca resolución espacial, si bien ya existen técnicas de fusión de imagen (e incluso equipos que permiten obtener de forma simultánea ambos tipos de imágenes) que permiten combinar las imágenes morfológicas (con gran resolución espacial) con las funcionales. Los radionucleidos que se utilizan para la formación de imágenes en medicina nuclear deben reunir unas características físicas que permitan conseguir el objetivo diagnóstico con la mínima exposición del paciente, de los trabajadores sanitarios, familiares y acompañantes del paciente. Así, deben emitir radiación que atraviese con facilidad los tejidos del cuerpo humano y que sea detectada con eficiencia por los dispositivos que formarán la imagen, lo que normalmente supone utilizar radiación de fotones en el rango de los kev. Además deben tener un periodo de semidesintegración adecuado al tiempo de duración de la exploración (algunas horas). El isótopo más utilizado es el 99 Tc aunque también se utilizan el 67 Ga, 201 Tl, 131 I, 125 I, 123 I, 111 In y otros. Estos procedimientos de diagnóstico que utilizan fuentes radiactivas no encapsuladas requieren instalaciones y personal especializado, ya que se puede producir un cierto nivel de contaminación radiactiva. Los pacientes y sus excretas son, durante un cierto tiempo (hasta que el material radiactivo se haya desintegrado), emisores de radiación ionizante y deben ser gestionados con las debidas precauciones. Estudios in vitro. Radioinmunoanálisis (RIA) El marcado de moléculas con radioisótopos permite análisis tanto cualitativos como cuantitativos, así como la detección en sangre de hormonas peptídicas, esteroideas, drogas, antígenos tumorales, etc. en cantidades muy pequeñas (10 a 100 millones más sensible que otros métodos). Por ello, tiene campo de aplicación para endocrinología, hematología, oncología, virología, toxicología, farmacología, alergología, etc. Se utilizan emisores beta y gamma de baja y media energía, fundamentalmente 125 I, 3 H, 14 C, 32 P, 57 Co, etc. con periodos de semidesintegración que pueden ser más largos (días e incluso años) que los de aquellos isótopos usados en las técnicas de diagnóstico in vivo. Radioterapia metabólica Los isótopos radiactivos se emplean también con fines terapéuticos, mediante la inyección o ingestión de ra- 13 Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-2320 14 diofármacos que actúen sobre el órgano diana al seguir la misma vía metabólica que el elemento estable. Así, por ejemplo, se utiliza el 131 I para el tratamiento de determinados cánceres de tiroides ya que son capaces de metabolizar activamente este elemento produciendo la destrucción selectiva de las células que lo incorporan. El 153 Sm se aplica en la terapia paliativa del dolor óseo por metástasis (cáncer de próstata y de mama). También se está explorando el tratamiento de artritis reumatoide y otras enfermedades osteo-articulares mediante radiosinovectomía con 153 Sm, 166 Ho, 90 Y o 186 Re. RADIODIAGNÓSTICO En medicina, los rayos X se utilizan básicamente, para el diagnóstico médico y como guía (fluoroscopia) para algunos procedimientos terapéuticos (radiología intervencionista). La radiación electromagnética se emite desde una fuente externa al organismo (un tubo de rayos X). Al atravesar el cuerpo humano, el haz de radiación se absorbe más o menos según los órganos y tejidos atravesados, y al llegar al detector (película radiográfica u otros tipos de detectores de radiación) se obtiene una imagen en la que los diferentes contrastes indican la mayor o menor absorción de la radiación. Se obtienen imágenes planas (radiografías) o reconstrucciones tridimensionales a partir de varias imágenes de cortes transversales del volumen explorado (tomografía computarizada, TC). Con ambas técnicas se puede trabajar en diferido (se hace el diagnóstico una vez obtenida la imagen), o en tiempo real con equipos de fluoroscopia (las imágenes se visualizan mientras se administra un medio de contraste al paciente por vía digestiva, arterial o venosa). Radiología digital Las técnicas digitales para la obtención, procesado, transmisión y almacenamiento de imágenes médicas han tenido un gran impacto en el diagnóstico médico y lo seguirán teniendo en los próximos años. Su introducción ha significado una revolución en la radiología, ya que las imágenes se obtienen con más facilidad y rapidez, se pueden procesar numéricamente, se pueden transmitir por la red, ser almacenadas en formato electrónico y recuperarlas con rapidez. La introducción de la radiología digital aporta innumerables ventajas para el diagnóstico, pero hace que la protección radiológica del paciente cobre una especial relevancia. Esta tecnología permite que las dosis a los pacientes sean similares e incluso en algunos casos inferiores a las que se imparten con radiología convencional para un nivel comparable de calidad de imagen. En la radiología convencional las dosis a los pacientes que permiten obtener imágenes de calidad razonable quedan restringidas a un margen relativamente estrecho por la sensibilidad de los conjuntos cartulina-película, de manera que un aumento de dosis de radiación LAS RADIACIONES IONIZANTES: UNA REALIDAD COTIDIANA supone una sobreexposición en la imagen (demasiado negra ) y una disminución de dosis supone una subexposición (demasiado clara ). Por su lado, los sistemas digitales tienen un rango dinámico mucho más amplio, lo que permite obtener buenas imágenes tanto con dosis más pequeñas como si son bastante mayores que las utilizadas en radiología convencional. Para alcanzar la saturación del sistema es necesario aumentar las dosis significativamente. Por el contrario, bajos niveles de dosis repercuten en la imagen en forma de un aumento del ruido, lo que puede conducir a que exista una cierta tendencia a incrementar las dosis voluntariamente buscando imágenes de más calidad. Radiología intervencionista En las técnicas intervencionistas se utilizan las imágenes de fluoroscopia (o de TC) en tiempo real, como guía de un procedimiento terapéutico, como por ejemplo el avance de un catéter por una arteria, el inflado de un balón para dar más luz a una arteria con estenosis, la colocación de dispositivos (stents) que eviten que las arterias se cierren de nuevo, la embolización de arterias para evitar lesiones por malformaciones arteriovenosas o para hacer que un tumor se necrose por isquemia, etc. Estos procedimientos están teniendo un aumento espectacular en los últimos años, a pesar de que en ocasiones suponen dosis de radiación elevadas para los pacientes y para los especialistas médicos que las realizan. Los procedimientos intervencionistas sustituyen en ocasiones a la cirugía abierta y pueden ser, a veces, la única alternativa para pacientes que no tolerarían un proceso quirúrgico complejo con su correspondiente anestesia. Tomografía computerizada La TC obtiene imágenes de secciones del cuerpo del paciente representando claramente su aspecto incluidos los tejidos blandos. Por tanto, proporciona un rango dinámico más amplio que la radiografía convencional, con una superior discriminación de tejidos. El avance de la tecnología, al combinar el empleo de detectores cada vez de menor tamaño con sistemas informáticos de reconstrucción de imagen muy sofisticados, permite obtener cortes anatómicos muy finos o reconstrucciones tridimensionales de la zona estudiada, de tal manera que se ha convertido en alternativa real a la cirugía exploratoria. Además, permite estancias más reducidas de los pacientes en lo que respecta a la fase preoperatoria. En diversas localizaciones tumorales se ha convertido en una herramienta indispensable y cada vez es mayor su necesidad en la planificación de tratamientos con radioterapia. Sin embargo, su gran potencia como herramienta para el diagnóstico no debe hacer olvidar que en una exploración de TC el paciente puede recibir una dosis de radiación equivalente a la de cientos de radiografías. Por Rev. salud ambient. 2010;10(1-2): 6-23 Mostrar más
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