El temperamento del oceáno y la estimación del transporte radiactivo tras el accidente nuclear de Fukushima

Antes de nada, te recomiendo leer “El agua contaminada alrededor de Fukushima no supone un peligro para el consumo humano,” lainformacion.com, 03 Apr. 2012. ¿Lo has leído? Léetelo. Lo que más me ha llamado la atención del artículo técnico son estas imágenes de simulaciones por ordenador del transporte de los radioisótopos (Cs-137) en el océano. Las figuras de la izquierda representan el transporte oceánico debido a las emisiones por vía aérea y las de la derecha las debidas a los vertidos de agua contaminada que fue utilizada como refrigerante en los reactores. Las simulaciones utilizan un modelo bidimensional (luego los puntos representan valores promediados en la dirección vertical) y se basan en las ecuaciones de flujo geostrófico a las que se ha añadido cierto ruido estocástico para simular la variabilidad natural. ¿Por qué me han llamado la atención simulaciones tan sencillas? Porque yo hice mis pinitos en estos temas (flujo cuasigeostrófico) en al Mar de Alborán hace una década. Nosotros en lugar de añadir ruido lo quitamos, filtrando los datos sinópticos obtenidos en campaña (para regularizar las condiciones iniciales). Estas figuras me han recordado que quizás teníamos que haber metido ruido (blanco y coloreado) para chequear la robustez de los procedimientos de filtrado de nuestros datos de campo. Aún así, tanto en nuestro caso como en las simulaciones presentadas en este estudio, las incertidumbres en las simulaciones del transporte en el oceáno son muy grandes y hay que tomar estas figuras con cierto escepticismo. Con ello no estoy criticando las conclusiones del estudio, que se basan en medidas de campo en los lugares denotados por círculos azules en las figuras de arriba. Estos círculos están tanto por encima como por medio de la corriente de Kuroshio (ver figura de abajo), cuyas veloces aguas se funden en esta región del oeste de Japón con la corriente del Pacífico Norte. El “temperamento” de estas corrientes complica terriblemente las estimaciones precisas del transporte oceánico de cualquier cosa en esta región. El artículo técnico es Ken O. Buesseler et al., “Fukushima-derived radionuclides in the ocean and biota off Japan,” PNAS, online before print April 2, 2012 [pdf gratis].

La cantidad de radiactividad vertida en el océano por el accidente de Fukushima es muy grande (los autores la estiman en unos ∼2 PBq de Cs-137), pero el océano es inmenso y las corrientes oceánicas en la región son muy fuertes; tal ingente cantidad de radiactividad se ha transportado en un área oceánica de 150.000 km² (una inmensidad).  Por ello, “los científicos han encontrado restos de radiactividad a 300 kilómetros de la central, pero por debajo de los niveles considerados peligrosos para la fauna y para el consumo humanos.” Antes de 2011, los niveles de contaminación por Cs-137 en esta región del océano Pacífico rondaban ∼1–2 Bq/m³ (recuerda que 1 Bq es 1 desintegración por segundo, un valor ridículo por lo pequeño que es). En junio de 2011 los niveles de radiactividad eran bastante más altos, de hasta 3900 Bq/m³ a 30 km de la costa de Fukushima (no se tomaron medidas más cerca) y de hasta 325 Bq/m³ a unos 600 km de ella (el cociente entre los isótopos Cs-134 y Cs-137 es indicio claro de que la fuente era la central nuclear). La corriente de Kuroshio supuso una barrera infranqueable para esta contaminación y al sur de la corriente los niveles más altos observados fueron de 3 Bq/m³. En la actualidad estos niveles de contaminación son muy inferiores.

Los científicos tomaron muestras de agua para anazliar el zooplancton y los peces pequeños que se alimentan de él, y encontraron niveles de radiactividad unos 150 veces inferiores a los límites legales japoneses para el pescado de consumo humano (500 Bq/kg de peso). Este límite legal equivale a niveles de radiactividad en el agua de 90.000 Bq/m³. Puede parecer un valor muy elevado pero hay que recordar que los oceános presentan niveles de radiactividad natural del orden de 12.000 Bq/m³ de K-40 (unas 3 veces mayores que los niveles de Cs-137 encontrados por los investigadores en la zona más cercana a la costa que han estudiado, a unos 30 km de la central nuclear).

A veces olvidamos fácilmente el “temperamento” y la inmensidad del océano.

Se detectan trazas de plutonio de Fukushima a 30 km de distancia según un artículo publicado en Scientific Reports

En este vídeo Geoffrey Brumfiel nos resume el estado actual de Fukushima (si no sabes inglés, usa CC para poner la traducción Google de los subtítulos transcritos del audio). El vídeo ilustra el artículo de Geoff Brumfiel & Ichiko Fuyuno, “Japan’s nuclear crisis: Fukushima’s legacy of fear. Japan’s worst-ever nuclear accident displaced more than 100,000 people. Many could now safely return home. Yet mistrust of the government prolongs their exile,” Nature 483, 138–140 (08 March 2012).

El titular de esta entrada puede resultar engañoso, ya que detectar trazas de plutonio no supone ningún riesgo para la salud de los habitantes que hayan retornado a la zona de exclusión de 30 km. La dosis de radiactividad medida, unos 0,5 milisievert (mSv) en 50 años, es ridícula comparada con la exposición de una persona a fuentes naturales de radiactividad, estimada en unos 120 mSv en 50 años. Lo curioso del artículo es que el cociente medido entre el plutonio-241 y el plutonio-239 indica que la fuente de este plutonio debe ser del accidente de Fukushima, en lugar de ensayos de armas nucleares y otras fuentes. El plutonio es un elemento radiactivo artificial que se produce dentro de los reactores nucleares y es peligroso para la salud si es ingerido (puede causar daños genéticos). El plutonio no es un elemento volátil, por lo que es muy difícil que escape de un reactor nuclear en un accidente. La explosión de la unidad 4 en Chernóbil liberó gran cantidad de plutonio al medio ambiente circundante. Los niveles detectados en Fukushima son muy bajos (alrededor de 10.000 veces menores que en Chernóbil), aún así mucha gente le tiene miedo a la palabra “plutonio” y noticias como ésta harán un flaco favor a los residentes de Fukushima que ya tienen permiso del gobierno para volver a sus casas (que no son todos pero sí la mayoría). Aún así, creo que debo repetir, que se han medido dosis de plutonio paupérrimas que no suponen ningún riesgo para la salud. Nos lo ha contado Geoffrey Brumfiel, “Plutonium spotted far from Fukushima,” Nature News Blog, 08 Mar 2012, quien se hace eco del artículo técnico de Jian Zheng et al., “Isotopic evidence of plutonium release into the environment from the Fukushima DNPP accident,” Scientific Reports 2: 304, 08 March 2012 (os recuerdo que Scientific Reports es una revista del Nature Publishing Group (NPG) que publica artículos de acceso gratuito (open access) y cuya revisión por pares es más lasa que la de otras revistas de NPG).

¿Cómo se comporta el combustible nuclear cuando se funde el núcleo de un reactor nuclear (como pasó en Fukushima)? El combustible más usado es el dióxido de uranio, UO2, enriquecido con uranio-235 entre un 3% y un 5%; este combustible tiene un alto punto de fusión (2865 °C) y se puede transportar con un riesgo muy bajo porque es solo ligeramente radioactivo (antes de ser irradiado solo emite radiactividad alfa). Con el reactor en funcionamiento su composición cambia conforme el 235U se fisiona y se forman elementos transuránicos (como Np, Pu y otros actínidos) gracias a la captura de neutrones por parte del 238U; como resultado el combustible gastado es millones de veces más radiactivo. En el número de hoy de Science aparece un artículo que revisa el estado actual del conocimiento sobre el comportamiento del combustible irradiado en el medio ambiente, con énfasis en ambientes marinos (como en el caso de Fukushima). El artículo deja claro que hay muchas cosas que aún no sabemos (porque los accidentes nucleares son muy raros y hay gran escasez de datos de campo) y que se requieren investigaciones más detalladas. El artículo técnico es Peter C. Burns, Rodney C. Ewing, Alexandra Navrotsky, “Nuclear Fuel in a Reactor Accident,” Review, Science 335: 1184-1188, 9 March 2012 (recomiendo el Podcast donde se entrevista a uno de los autores, Peter Burns).

La radiactividad y los niños en los colegios de la ciudad de Fukushima

La ciudad de Fukushima está a unos 63 km de la central nuclear del mismo nombre. El gobierno japonés ha permitido a los niños asistir a los colegios de la ciudad siempre que no acumulen una exposición superior de 20 milisieverts (mSv) durante el transcurso de un año. Hay que comparar este valor con los 100 mSv al año de máximo permitido a los trabajadores de la industria nuclear en Japón (en EE.UU. este valor es de 50 mSv por año). ¿Es peligroso para un niño esta exposición? El 11 de mayo el gobierno propuso eliminar la capa superficial de tierra (unos 10 cm) de los patios escolares para reducir el riesgo radiactivo. ¿Debería el gobierno prohibir la asistencia al colegio de los niños? Según un estudio en 2009 de la ICRP (Comisión Internacional para la Protección Radiológica) no hay riesgo de salud para exposiciones durante un accidente nuclear a niveles de radiación entre 20 y 100 mSv por año. Por ello, el gobierno de Japón permite que los niños pueden pasar hasta 8 horas al día en el patio de un colegio expuesto hasta a 3,8 mSv por hora y 16 horas al día en zonas interiores del colegio expuestas hasta a 1,52 microsieverts por hora, siempre que no excedan el límite acumulado de 20 mSv por año. ¿Ha metido la pata el gobierno de Japón? Nos lo cuenta Dennis Normile, “Schoolyard Radiation Policy Brings a Backlash,” Science 332: 909, 20 May 2011.

¿Cuáles son los efectos a largo plazo de una exposición prolongada a niveles bajos de radiactividad? “Nadie lo sabe” es la respuesta que nos ofrecen desde la revista Science. En la ciudad de Fukushima el nivel de radioactividad ahora mismo es 35 veces mayor que el nivel ambiental de fondo antes del accidente; el valor promedio es de 1,6 microsieverts por hora. Los niveles de los radionucleidos de vida corta, como el yodo-131 con una vida media de 8 días, prácticamente son cero; los responsables de la radiactividad medida en esta ciudad de dos millones de habitantes son las pequeñas cantidades que se encuentran en el suelo de cesio-134 y cesio-137, cuyas vidas medias son 2 y 30 años, respectivamente. El gobierno de Japón promete realizar un seguimiento de por vida de unos dos mil habitantes de esta ciudad con objeto de estudiar los efectos a largo plazo de dosis bajas de radiación ionizante. Los resultados no se conocerán en detalle hasta dentro de unos décadas. El ligero incremento del riesgo de contraer cáncer tras exposiciones muy prolongadas a dosis bajas de radiactividad no es conocido porque los estudios basados en el accidente nuclear de Chernóbil en 1986 han sido discontinuos y poco rigurosos, y los estudios basados en animales han arrojado resultados contradictorios. La hormesis es el “fantasma” que sobrevuela todos estos estudios. La medida de la radiactividad ambiental en 370 puntos en la Prefectura de Fukushima y el seguimiento de por vida de unos dos mil habitantes, aunque es una labor costosa, Nos lo cuenta Dennis Normile, “Fukushima Revives The Low-Dose Debate,” Science 332: 908-910, 20 May 2011.

La hormesis y el riesgo de contraer cáncer tras una exposición a dosis bajas de radiación ionizante

Rafael, lector habitual de este blog, tras leer “Por qué la radiactividad causa miedo entre el público general,” 18 abril 2011, donde mencioné la hormesis, me ha recomendado la lectura de un par de artículos: Mark P. Little et al., “Risks Associated with Low Doses and Low Dose Rates of Ionizing Radiation: Why Linearity May Be (Almost) the Best We Can Do,” Radiology 251: 6-12, April 2009; y E. Cardis et al., “Risk of cancer after low doses of ionising radiation: retrospective cohort study in 15 countries,” BMJ 331: 77, 29 June 2005 [varios de los autores son españoles].  Os resumo dichos artículos e incluyo algunos datos adicionales.

El efecto hormético (“beneficioso”) de la radiactividad a bajas dosis no está demostrado fuera de toda duda por los estudios epidemiológicos. Hay estudios que han encontrado evidencia del efecto “beneficioso” y otros estudios que han encontrado evidencia del efecto “perjudicial” de bajas dosis de radiactividad. Por tanto, Little et al. proponen que la mejor solución de compromiso es considerar que los efectos horméticos no se dan en las exposiciones a bajas dosis de radiactividad y que lo mejor es utilizar la ley lineal sin umbral recomendada por la ICRP (International Commission on Radiological Protection). Su artículo presenta un análisis de la evidencia científica publicada sobre los riesgos respecto al cáncer (de tiroides, mama, pulmón, etc.) y otras enfermedades de la exposición a dosis bajas y moderadas de radiactividad tanto en supervivientes de las bombas atómicas lanzadas en Japón, entre trabajadores de centrales nucleares y entre radiólogos clínicos. Este análisis confirma que dicha evidencia es consistente con las recomendaciones de la ICRP, en contra del uso de un umbral para dosis bajas (u hormesis).

Para medir el riesgo de contraer cáncer tras una exposición a bajas dosis de radiactividad podemos estudiar a los trabajadores de la industria nuclear cuya radiactividad es medida de forma regular y continuada. El mayor estudio realizado hasta el momento entre estos trabajadores comprende 407391 trabajadores de 15 países estudiados durante unos 12’7 años en media. El exceso de riesgo de contraer algún tipo de cáncer (salvo leucemia) relativo a la media que se ha observado entre estos trabajadores es de un 0’97 por Sv (sievert); con un 95% de confianza estadística está en el intervalo [0’14, 1’97]. En el caso de la leucemia el exceso de riesgo es algo mayor, en concreto, 1’93 por Sv. Como resultado, este amplio estudio concluye que la dosis de radiactividad que reciben los trabajadores de las centrales nucleares durante su trabajo incrementa su tasa de morir debido a un cáncer entre un 1% y un 2% respecto a la media (del orden del 20% de las personas muere de cáncer, pero entre los trabajadores de centrales nucleares este número sube en media al 22%). Para los amantes de los números hay que indicar que 24158 (el 5’9%) de los trabajadores han muerto durante el estudio, 196 entre ellos de leucemia y 6519 de otros tipos de cáncer. La dosis media de radiación acumulada por ellos durante el estudio ha sido de 19’4 mSv; el 90% de los trabajadores ha recibido dosis menores de 50 mSv y menos del 0’1% ha recibido dosis acumuladas mayores de 500 mSv. Quiero recalcular este dato; el exceso de 1’93 por Sv acumulado durante todo el estudio es una extrapolación del resultado observado, ya que el 90% de los trabajadores estudiados ha recibido dosis menores de 50 mSv. También quiero recalcar que Cardis et al. aclaran que estudios previos sobre la población de supervivientes de las bombas de Hiroshima y Nagasaki muestra niveles de exceso de cáncer similares a los obtenidos en este estudio.

Según Cardis et al., la recomendaciones de la ICRP (International Commission on Radiological Protection) limitan las dosis aceptables para los trabajadores de centrales nucleares a 50 mSv por año y a 100 mSV por cada 5 años. Para el público en general el límite recomendado es de 1 mSv por año. Entre los trabajadores estudiados, menos del 5% han recibido dosis acumuladas mayores de 100 mSv durante toda su carrera y la mayoría de estos trabajadores las recibieron durante los primeros de la industria nuclear, cuando las recomendaciones ICRP eran menos estrictas que en la actualidad. Si el estudio se limita a estos trabajadores resulta un incremento de la tasa de riesgo de mortalidad por leucemia, cáncer de pulmón y cáncer de la pleura de un 5’9% (entre -2’9% y 17’0% con un intervalo de confianza del 95% ) y de un 9’7% (entre 1’4 y 19’7% al 95% C.L.) para el resto de los cánceres. Fijaros que un valor negativo (como -2’9%) indica un posible efecto hormético.

He buscado un estudio más reciente y he encontrado un artículo [de acceso gratuito] específico para la leucemia (“cáncer de la sangre” que se desarrolla en la médula ósea): R.D. Daniels, M.K. Schubauer-Berigan, “A meta-analysis of leukaemia risk from protracted exposure to low-dose gamma radiation,” Occupational & Environmental Medicine, 8 October 2010. El artículo presenta un metaanálisis de 23 estudios (seleccionados entre 55 de los que se descartaron 33 por defectos en su análisis estadístico) sobre una población de más de 400000 trabajadores que reciben dosis bajas de radiactividad. Los resultados de este metaanálisis son similares a los del estudio anterior, se observó un aumento moderado de la tasa de mortalidad por leucemia del 19% (con un intervalo de confianza al 95% entre el 07% y el 32%) por cada 100 mSv de exposición acumulada. ¿Qué significa este número? Que si la tasa de cáncer en la población general es del 20%, la tasa entre los expuestos a baja radiactividad crece un 19% de dicho 20%, es decir, hasta casi un 24%.  

Una pregunta que seguro que te harás es si el riesgo de morir por cáncer entre trabajadores de centrales nucleares (que reciben pequeñas dosis durante mucho tiempo) es mayor que el de los supervivientes de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki (que recibieron una alta dosis pero por poco tiempo). Nos ofrece una respuesta el metaanálisis presentado en el artículo de P. Jacob et al., “Is cancer risk of radiation workers larger than expected?,” Occupational & Environmental Medicine 66: 789-796, 2009. Esta figura, extraída de dicho artículo, muestra el exceso relativo de riesgo por dosis recibida para la mortalidad por cáncer en nueve artículos científicos publicados entre 2002 y 2007 sobre los efectos de dosis bajas y moderadas de radiactividad de forma acumulada (símbolos en rojo) comparado con exposiciones a dosis altas entre los supervivientes de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki (símbolos azules). Las barras de error indican los intervalos de confianza al 95% para los estudios de los trabajadores en Rocketdyne, los “liquidadores” (trabajadores de emergencia) de Chernobyl y los residentes del río Techa, y al 90% para el resto de los estudios. El resultado de este metaanálisis es que el riesgo es similar. En la figura el eje horizontal es el riesgo de mortalidad por dosis medidas en Sv (dosis equivalente a un gray o Gy). Para mí lo más curioso de esta figura es la alto riesgo al que han estado sometido los trabajadores (científicos e ingenieros) del ORNL (Oak Ridge National Laboratory); la explicación es sencilla pero terrible: en los primeros años de la industria nuclear civil y militar las medidas contra la radiactividad eran ridículas (el ORNL cumplió 60 años en 2003).

Por qué la radiactividad causa miedo entre el público general

Según el Dr. Wigg, radiobiólogo clínico del Hospital Real de Adelaida, Australia, la mayor causa de la  fobia a la radiación y sus consecuencias son las recomendaciones de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP por International Commission on Radiological Protection), que de forma conservadora, pero incorrecta según Wigg, propuso en 1928 un modelo basado en un polinomio lineal sin umbral (LNT por Linear No Threshold) para ajustar las curvas que medían los efectos sobre la salud de una cierta dosis de radiactividad (desde 1991 se utiliza un polinomio cuadrático también sin umbral). Según Wigg, estas curvas no se pueden extrapolar para dosis bajas de radiactividad. El modelo L-Q (por Linear-Quadratic) desarrollado por ICRP para ajustar la correlación entre dosis radiactivas y efectos biológicos no presenta ningún umbral en la dosis, es decir, no hay una dosis mínima que no produzca efectos dañinos para la salud. Según Wigg, no hay datos científicos fiables que soporten el modelo LNT para la exposición durante un tiempo corto a dosis bajas de radiación inferiores a 0’2 Sv. Más aún, los hay en contra; la radiactividad podría tener un efecto hormético sobre el desarrollo del cáncer: las personas sometidas durante su vida a dosis muy bajas, por debajo del valor natural de fondo promedio, desarrollan cáncer con mayor probabilidad que las personas sometidas a dosis bajas ligeramente por encima del valor medio de fondo [yo no sabía lo que era la hormesis hasta hoy, gracias a Pedro, autor de “Ecos del futuro“]. Para Wigg la medicina nuclear, la minería del uranio (Australia es el mayor exportador mundial), el almacenamiento de los residuos radiactivos y la industria nuclear de generación de energía sufren una mala prensa terrible debido a este “error” del ICRP. Nos lo cuenta en detalle en su artículo D.R. Wigg, “Radiation: Facts, fallacies and phobias,” Review Article, Australasian Radiology 51: 21–25, 2007.

Los isótopos radiactivos son núcleos atómicos con un gran número de neutrones y protones que son inestables y se desintegran de forma espontánea en núcleos menos pesados. El elemento químico viene determinado por el número atómico o número de protones en el núcleo. El uranio tiene un número atómico de 92 pero su peso atómico es mucho mayor; el 99% del uranio natural tiene peso atómico 238.  La radiación emitida por la desintegración de un isótopo radiactivo puede ser de tres tipos llamados gamma (rayos electromagnéticos o luz de alta energía), beta (electrones de alta energía) y alfa (núcleos de helio con dos protones y dos neutrones). La radiactividad beta se puede detener con una capa de 1 o 2 cm de agua o una lámina de aluminio. Las partículas alfa tienen un poder de penetración aún menor y nuestra piel (epidermis) es capaz de detenerlas. Sin embargo, los rayos gamma pueden penetrar en un bloque de agua o de hormigón de un metro de grosor. Para la salud humana los más peligrosos son los rayos gamma.

La actividad de un isótopo radiactivo se mide con su vida media, el periodo de tiempo promedio en el que la mitad de cierta cantidad del material se desintegra emitiendo radiación. Veamos dos ejemplos, el uranio 238 y el plutonio. La vida media del uranio 238 es de 4’47 mil millones de años (por ello sólo la mitad del uranio de la Tierra se ha desintegrado desde que se creó el Sistema Solar). El producto de desintegración más común del uranio 238 es el radón 222, un gas que es responsable de casi toda la radiactividad de origen natural (el radón 222 es el mayor peligro en las minas de uranio que por ello tienen que estar muy bien ventiladas). El uranio 238 decae en un proceso con unas 15 etapas produciendo radiactividad de los tres tipos (alfa, beta y gamma). Por otro lado, el plutonio es un metal pesado que existe en la naturaleza en cantidades minúsculas (pero que es fácil de producir en reactores nucleares). La vida media del plutonio es de 24 400 años; su proceso de desintegración es cpmlicado y pasa por el uranio 235 hasta llegar al plomo. La desintegración del plutonio en uranio 235 no produce rayos gamma por lo que una simple hoja de papel sirve para protegerse a una exposición externa al plutonio. Sin embargo, ingerir o respirar plutonio es muy peligroso ya que el plutonio se acumula en los tejidos y puede iniciar el desarrollo de un cáncer.

Todos estamos expuestos a muchas fuentes naturales de radiactividad. La unidad más útil para medir las dosis de radiación es el milisievert (mSv). La dosis normal de radiactividad natural a la que todos estamos expuestos oscila entre 1’0 y 3’5 mSv p.a. (por año), con una media de 2’4 mSv p.a. Sin embargo, hay lugares en que esta radiación es hasta 100 veces mayor. Las fuentes “naturales” de radiactividad de fondo son unos 0’39 mSv p.a. (por año) debido a los rayos cósmicos que atraviesan la atmósfera, 0’59 mSv p.a. de fuentes terrestres (tierra o rocas), 1’26 mSv de radón en la atmósfera y de unos 0’29 mSv p.a. debido a los alimentos que ingerimos. Incluso nuestro propio cuerpo contiene potasio 40 y carbono 14 que son radiactivos y producen unas 7500 desintegraciones por segundo (7500 becquerelios, Bq). MiGUi se hizo eco hace unos días del documental de La noche temática en RTVE.es titulado “La pesadilla de los desechos nucleares” (lo puedes ver en la web). Aparece un señor vestido con una bata blanca de un laboratorio francés llamado CRIIRA que se alarma en el minuto 28:30 por medir en el agua de un río 16000 desintegraciones por segundo (debajo de un puente sin protección alguna para cualquier paisano que pase por allí). Según este señor son niveles similares a los de Chernóbil… ¿en qué lugar de Chernóbil? Para dar mayor dramatismo al documental, el señor sale corriendo por culpa de… por culpa de… Obviamente, un documental de este tipo tiene que tener este tipo de (d)efectos dramáticos. Más tarde, en el laboratorio el mismo señor manipula las muestras radiactivas en su laboratorio provisto sólo de unos guantes de goma.

La evolución nos ha hecho resistentes a cierta dosis de radiactividad de origen natural. Por ejemplo, nuestro cuerpo recibe unos mil millones de partículas radiactivas de origen natural al día sin efectos sobre nuestra salud (durante la vida de una persona). En una célula humana se producen unos 10 millones de mutaciones espontáneas al año). Pero gracias a la maquinaria de reparación celular del ADN no nos afectan, salvo al exponernos a dosis altas de radiación. Por ejemplo, el estudio de los efectos del desastre de Chernóbil ha permitido cuantificar estos daños en mujeres embarazadas; el feto sufre daños importantes que provocan malformaciones para dosis por encima de 0’5 Sv.

Wigg nos recuerda la hormesis. “En Toxicología, la hormesis es un fenómeno de respuesta a dosis caracterizado por una estimulación por dosis bajas y una inhibición para dosis altas, que resulta en una curva de respuesta a nuevas dosis en forma de J o de U invertida. Un contaminante o toxina que produzcan el efecto de hormesis tiene a bajas dosis el efecto contrario al que tiene en dosis más elevadas.” Según Wigg, la toxicología de la radiación presenta el fenómeno de hormesis debido a la adaptación natural de nuestro cuerpo a la existencia de dosis bajas de radiactividad en el entorno. Los estudios de la incidencia del cáncer en EE.UU. muestran que en las regiones con una mayor radiactividad de fondo, la tasa de cáncer es inferior a las regiones con una radiactividad de fondo más baja. Todo lo contrario a lo que uno podría esperar.

En 1986 en Chernóbil hubo dos grupos de personas que recibieron altas dosis de radiación. Veinte y ocho trabajadores murieron en 4 meses como consecuencia de dosis muy altas recibidas durante los procedimientos de limpieza de emergencia de la central y 19 más murieron después. Los niños, que son más sensibles a la radiación, recibieron altas dosis de yodo 131 radiactivo (cuya vida media es de 8 días). Este yodo se acumula en la tiroides y provoca cáncer. En el año 2000, aproximadamente 4000 niños habían sido diagnosticados con cáncer de tiroides, aunque sólo 9 murieron (el cáncer de tiroides no suele ser mortal si se diagnostica y trata a tiempo). Se estima en 2004 que Chernóbil provocó 56 víctimas mortales debido a las altas dosis recibidas. El entorno de la central presenta dosis bajas de contaminación del medio ambiente por isótopos radiactivos que son mucho mayores que los niveles normales, sin embargo, no hay ninguna evidencia de un incremento en cánceres como la leucemia, ni ninguna del aumento de las enfermedades hereditarias en esta gran población. Por desgracia, la fobia generalizada a la radiación ha provocado unos 1250 suicidios y entre 100 y 200 mil abortos voluntarios en el oeste de Europa. Según Wigg, la gran tragedia del desastre de Chernóbil, que ha provocado cientos de miles de muertes por abortos, ha sido el miedo irracional a la radiactividad.

Esta entrada es una traducción y resumen del artículo de D.R. Wigg. Prometo una entrada sobre la hormesis para el final de la semana santa. Me basaré en el artículo de Edward J. Calabrese, “Hormesis: Why it is important to toxicology and toxicologists,” Environmental Toxicology and Chemistry 27: 1451–1474, 2008. Lo pongo aquí para recordarme a mí mismo que tengo que hacerlo.

PS (20 abril 2011): Recomiendo la lectura de las siguientes entradas de otros blogs a los interesados en más detalles:

Fernando del Álamo (omalaled), “Radiactividad y probabilidad,” Historias de la Ciencia, 20 de febrero de 2011.

Fernando del Álamo (omalaled), “Daños de la radiactividad,” Historias de la Ciencia, 15 de mayo de 2009.

Xurxo Mariño, “Gráfico sobre dosis de radiación,” Per Ardua ad Astra, 20 marzo 2011.

Ezequiel Del Bianco, “Gráfica para entender la radiación y los miliSieverts,” Proyecto Sandía, marzo 18, 2011. 

Esther Samper Martínez (Shora), “¿Qué dosis de radiación recibiría si…?,” MedTempus, 23 noviembre, 2010.

Alvy, “Una gran visualización para entender mejor los riesgos de la radiación,” Microsiervos, 30 Marzo 2011.

Fernando del Álamo (omalaled),  “Chernóbyl-4,” Historias de la Ciencia, 30 de abril de 2006 [la secuencia de acontecimientos que condujo al accidente de Chernóbyl-4 está perfectamente documentada y estudiada; YuriGagarin la describe a partir del libro “The truth about Chernobil” de Grigori Mevdedev, que era el ingeniero nuclear de planta que no estaba presente en el accidente].

El hombre es el único animal que tropieza dos veces con la misma piedra

La semana pasada se detectó yodo-131 de Fukushima en Ucrania, cerca de la planta nuclear de Chernóbil, donde ocurrió el peor desastre nuclear civil del mundo. Una prueba incorrecta de la seguridad de la planta provocó una enorme explosión que extendió material radioactivo por toda Europa. ¿Qué consecuencias tiene sobre la población las emisiones radiactivas de baja intensidad como las del reactor de Fukushima? ¿Qué consecuencias tuvieron las del desastre de Chernóbil? Las consecuencias a largo plazo de la exposición a bajos niveles de radiactividad aún no son conocidas con detalle. Los reactores nucleares de Fukushima han liberado cantidades significativas de radioisótopos y algunos trabajadores se han enfrentado a exposiciones severas de radiación en su intento de enfriar el combustible nuclear de la planta. Como nos recuerda el editor principal de Nature en “Lessons from the past,” Nature 471: 547, 31 March 2011, todavía no hemos aprendido todo lo que se debería haber aprendido sobre las consecuencias de Chernóbil. Todos los países pronucleares del mundo deberían tomarse muy en serio la labor de financiación de este tipo de estudios en aras a lavar la cara a la industria nuclear. Los interesados en más información disfrutarán con Mark Peplow, “Chernobyl’s legacy. Twenty-five years after the nuclear disaster, the clean-up grinds on and health studies are faltering. Are there lessons for Japan?,” News Feature, Nature 471: 562-565, 29 March 2011. Más información sobre Fukushima en Declan Butler, “Radioactivity spreads in Japan. Fallout is localized, but could persist for years in some regions,” News, Nature 471: 555-556, 29 March 2011 (fuente de la última imagen de esta entrada).

Las consecuencias de Chernóbil fueron de amplio alcance, incluso contribuyeron a la caída de la Unión Soviética. Miles de niños desarrollaron cáncer de tiroides después de beber leche contaminada. Miles de millones de dólares de las economías de Ucrania y Bielorrusia fueron invertidos en atención sanitaria a los afectados por la radiación. Recuperarse de un desastre nuclear es una tarea de varias generaciones. Harán falta muchas décadas para que Chernóbil se convierta en sólo un recuerdo lejano.

El gran problema de la recuperación de los alrededores de Chernóbil ha sido su alto coste para Ucrania que se queja de la falta de financiación por parte de otros países. El reactor número 4 todavía se encuentra debajo de un sarcófago de hormigón que fue levantado de forma frenética pocos meses después del accidente. Los trabajos de mantenimiento lo mantienen seguro, por ahora, pero las paredes presentan manchas de óxido y el techo está en mal estado; a los amantes de las cifras hay que informarles que al lado del sarcófago del reactor los niveles de radiación son a fecha de 2011 de unos 5 μSv/h, lo que significa que en 10 minutos de exposición se recibe la misma dósis que al tomar una radiografía de rayos X de un brazo. Los ingenieros quieren construir un arco de confinamiento seguro que les permita desmantelar el reactor pero su costo estimado es muy alto, unos 1400 millones de dólares americanos; hay que construir una estructura en forma de arco con 105 metros de altura y 257 metros de largo. El Fondo de Protección de Chernóbil, gestionado por el Banco Europeo de Reconstrucción y Desarrollo, hasta el momento ha recabado unos 800 millones de dólares gracias a las donaciones de 30 países. Esta falta de financiación ha retrasado el inicio del proyecto durante años y se cree que no podrán emprenderse las labores necesarias hasta el año 2015, como pronto. Ucrania necesita más dinero de la comunidad internacional. Quizás la catástrofe Fukushima fomente que este dinero fluya hacia Ucrania. Los accidentes nucleares tienen repercusiones mundiales, y aunque el interés de todo el mundo es impulsar una energía nuclear segura, también debemos ser conscientes que hay que asumir sus riesgos y que se deben manejar de manera adecuada su legado perjudicial cuando las cosas van mal.

Hoy en día se están construyendo nuevas centrales nucleares en más de una docena de países. China es el país que acapara casi la mitad de los 65 reactores actualmente en construcción. De hecho, existe un interés creciente en esta tecnología en los países en vías de desarrollo. Pero no hay que olvidar que todas las naciones del mundo deben invertir en órganos como el Organismo Internacional para la Energía Atómica que garanticen que tanto los viejos como los nuevos reactores sean suficientemente seguros y que estén preparados para lo peor. Además, los gobiernos y la industria nuclear deben mejorar su relación con el público general, cada día más escéptico, ofreciendo información abierta y transparente sobre los costos reales de la seguridad de esta industria.

Hoy en día es muy difícil precisar los sutiles efectos sobre la salud de una exposición de bajo nivel a la radiactividad, como el incremento del riesgo de enfermedades cardiovasculares, cáncer de mama y otras enfermedades. Hay que financiar estudios de un gran número de personas expuestas a dosis muy bajas de radiación (Chernóbil y Fukushima son una gran oportunidad para hacerlo) que permitan responder a las preguntas que plantea el futuro de la energía nuclear. ¿Son seguros los niveles de radiación tan bajos a los que estamos expuestos debido a la radiactividad que ha escapado de Fukushima? La mejor respuesta actual es “probablemente.” Pero a todo nos gustaría conocer con seguridad la respuesta. Todavía no hemos aprendido de Chernóbil todo lo que se podía haber aprendido. El editor de Nature opina que le gustaría que no tuvieran que pasar otros 25 años para que se financie adecuadamente la investigación que permita obtener la respuesta.