viernes, 18 de julio de 2008
Esterilización y conservación de alimentos
ESTERILIZACIÓN
Las técnicas de esterilización buscan causar un efecto benéfico a través del uso controlado de una gran cantidad de radiación. Nos referiremos a la esterilización de insectos dañinos, a la destrucción de gérmenes en materiales de uso médico y a la preservación de alimentos.
Existe una técnica de esterilización de insectos, en la que se usa radiación ionizante. Consiste en irradiar una gran cantidad de insectos con dosis suficientemente altas como para volverlos estériles, es decir, incapaces de reproducirse. Estos insectos son liberados en las zonas infestadas por sus propios congéneres, así, al aparearse con los insectos de la plaga no se producirá descendencia. La liberación repetida de insectos estériles logra reducir considerablemente el tamaño de la población. La radiación que se emplea atraviesa los insectos y los esteriliza, sin dejarlos radiactivos, por lo que las moscas liberadas no producen ninguna irradiación del medio ambiente.
Uno de los ejemplos más espectaculares del uso exitoso de esta técnica es la erradicación de la mosca del Mediterráneo, en territorio mexicano, hace unos 10 años. En 1977 llegó a México, por el sur, una de las pestes agrícolas más serias: la mosca del Mediterráneo. Esta mosca es dañina para unas 200 plantas frutales y ha causado pérdidas cuantiosas en varios países. La vida de la hembra dura un mes y a lo largo de ella pone entre 200 y 300 huevos. Tomando en cuenta las limitaciones en la cantidad de alimento disponible, se estima que unas 1 000 hembras pueden producir más de un millón de descendientes en tres generaciones. Con estas cifras, la producción agrícola en un área de 30 000 km2 (aproximadamente la superficie del estado de Yucatán o la mitad de la República de Panamá) puede resultar infestada en sólo tres meses.
CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS
La irradiación con rayos gamma en distintas dosis ha probado ser muy barata y efectiva para la preservación casi indefinida de granos, frutas fresca, productos secos, carnes y otros alimentos, para impedir su germinación o maduración, e incluso para su total esterilización parasitológica.
Las técnicas de esterilización buscan causar un efecto benéfico a través del uso controlado de una gran cantidad de radiación. Nos referiremos a la esterilización de insectos dañinos, a la destrucción de gérmenes en materiales de uso médico y a la preservación de alimentos.
Existe una técnica de esterilización de insectos, en la que se usa radiación ionizante. Consiste en irradiar una gran cantidad de insectos con dosis suficientemente altas como para volverlos estériles, es decir, incapaces de reproducirse. Estos insectos son liberados en las zonas infestadas por sus propios congéneres, así, al aparearse con los insectos de la plaga no se producirá descendencia. La liberación repetida de insectos estériles logra reducir considerablemente el tamaño de la población. La radiación que se emplea atraviesa los insectos y los esteriliza, sin dejarlos radiactivos, por lo que las moscas liberadas no producen ninguna irradiación del medio ambiente.
Uno de los ejemplos más espectaculares del uso exitoso de esta técnica es la erradicación de la mosca del Mediterráneo, en territorio mexicano, hace unos 10 años. En 1977 llegó a México, por el sur, una de las pestes agrícolas más serias: la mosca del Mediterráneo. Esta mosca es dañina para unas 200 plantas frutales y ha causado pérdidas cuantiosas en varios países. La vida de la hembra dura un mes y a lo largo de ella pone entre 200 y 300 huevos. Tomando en cuenta las limitaciones en la cantidad de alimento disponible, se estima que unas 1 000 hembras pueden producir más de un millón de descendientes en tres generaciones. Con estas cifras, la producción agrícola en un área de 30 000 km2 (aproximadamente la superficie del estado de Yucatán o la mitad de la República de Panamá) puede resultar infestada en sólo tres meses.
CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS
La irradiación con rayos gamma en distintas dosis ha probado ser muy barata y efectiva para la preservación casi indefinida de granos, frutas fresca, productos secos, carnes y otros alimentos, para impedir su germinación o maduración, e incluso para su total esterilización parasitológica.
Mutaciones inducidas
MUTACIONES INDUCIDAS EN SEMILLAS
La radiación induce mutaciones en el material genético de un organismo, las que ocasionarán cambios en alguna de las características de los descendientes. Al irradiar semillas para inducir mutaciones se espera producir cambios genéticos que resulten benéficos para el cultivo de las plantas, como sería una mayor resistencia a alguna enfermedad específica, mejor adaptación a ciertas condiciones ambientales, o un mayor rendimiento en las cosechas. Como no es posible controlar una irradiación para que sólo produzca mutaciones beneficiosas, ni mucho menos escoger la característica que deseamos modificar, los experimentos en que se inducen mutaciones en semillas son extremadamente largos.
La radiación induce mutaciones en el material genético de un organismo, las que ocasionarán cambios en alguna de las características de los descendientes. Al irradiar semillas para inducir mutaciones se espera producir cambios genéticos que resulten benéficos para el cultivo de las plantas, como sería una mayor resistencia a alguna enfermedad específica, mejor adaptación a ciertas condiciones ambientales, o un mayor rendimiento en las cosechas. Como no es posible controlar una irradiación para que sólo produzca mutaciones beneficiosas, ni mucho menos escoger la característica que deseamos modificar, los experimentos en que se inducen mutaciones en semillas son extremadamente largos.
USO DE LOS RADIOISOTOPOS
TRAZADORES
TRAZADORES
Los trazadores son sustancias que se introducen en un sistema con el fin de estudiar un proceso químico, físico, biológico o industrial, a través de su detección o medición. De esta forma, estas sustancias se comportan como verdaderas “espías”, introduciéndose en un sistema en forma prácticamente desapercibida, brindando luego información acerca del mismo a un observador externo. El trazador deberá poseer un período de semidesintegración ( T1/2 ) suficientemente corto (desde algunos minutos hasta pocas horas), de tal manera que al día siguiente todo estará como si no hubiésemos empleado radiactividad.
Detección de tejidos oncológicos:Se emplean decenas de compuestos biológicamente activos marcados con radioisótopos. El radioisótopo más empleado (en aproximadamente el 80% de los estudios) es el Tc 99 con el cual se puede marcar un radiofármaco que se fijará metabolicamente en un órgano o tejido específico, pudiéndose observar y cuantificar desde el exterior con, por ejemplo, una cámara gamma.
El Molibdeno-99, uno de los radioisótopos producidos en la fisión del uranio, y que genera por decaimiento Tecnecio-99m, que es el radioisotopo de más amplio uso en medicina nuclear ya que, por sus características es ideal para la realización de diagnósticos por imágenes y estudios de procesos metabólicos.
Biología: Estudio de ciclos biológicos.El marcado de ciertos compuestos metabólicos con tritio permite realizar un seguimiento de un ciclo determinado, por ejemplo, el ciclo de Krebs de la respiración.
Estudios de nutrientes vegetales:Diversos elementos biológicamente activos, dependiendo del medio, de su forma química y propiedades biológicas, circularán y se fijarán en los distintos órganos de las plantas. Empleando compuestos marcados con radioisótopos, se puede estudiar su dinámica. Por ejemplo Fe-59 en agregados del suelo; P- 32en fertilizantes fosforados; Ca-45, K-42 y otros.
Industria del petróleo: Interconexión de pozos.En la prospección petrolífera se utilizan equipos que determinan el perfil de las propiedades del terreno a grandes profundidades, permitiendo inferir cuales son las posibilidades existentes de que un medio geológico dado albergue petróleo.
En las mediciones de caudal de agua para la recuperación secundaria de petróleo, se utilizan soluciones de yodo- 131. Se agrega agua tritiada (marcada con tritio H-3) en un pozo. A lo largo de los meses se obtienen muestras de los pozos adyacentes, y midiendo el tritio por centelleo líquido se establece la conexión entre los pozos.
Industria del cemento: Determinación del tiempo de transporte en un horno rotatorio.Se agrega 140La2O3 y 24NaHCO3 a la entrada del horno. Ambos radioisótopos emiten radiación de alta energía, pero distinguibles, pudiéndose seguir desde el exterior del horno. Se obtiene información acerca de distintas etapas de la cocción, donde intervienen elementos similares al lantano en la fase fija y al sodio en la fase volátil.
Industria metalúrgica: Estudios del desgaste de aros de pistón Irradiando con neutrones un aro de pistón cuya superficie es cobreada, se obtiene Cu-64. La presencia de este radioisotopos puede detectarse y medirse en el aceite de refrigeración, evaluando así la corrosión en distintas condiciones a lo largo del tiempo.
Detección de tejidos oncológicos:Se emplean decenas de compuestos biológicamente activos marcados con radioisótopos. El radioisótopo más empleado (en aproximadamente el 80% de los estudios) es el Tc 99 con el cual se puede marcar un radiofármaco que se fijará metabolicamente en un órgano o tejido específico, pudiéndose observar y cuantificar desde el exterior con, por ejemplo, una cámara gamma.
El Molibdeno-99, uno de los radioisótopos producidos en la fisión del uranio, y que genera por decaimiento Tecnecio-99m, que es el radioisotopo de más amplio uso en medicina nuclear ya que, por sus características es ideal para la realización de diagnósticos por imágenes y estudios de procesos metabólicos.
Biología: Estudio de ciclos biológicos.El marcado de ciertos compuestos metabólicos con tritio permite realizar un seguimiento de un ciclo determinado, por ejemplo, el ciclo de Krebs de la respiración.
Estudios de nutrientes vegetales:Diversos elementos biológicamente activos, dependiendo del medio, de su forma química y propiedades biológicas, circularán y se fijarán en los distintos órganos de las plantas. Empleando compuestos marcados con radioisótopos, se puede estudiar su dinámica. Por ejemplo Fe-59 en agregados del suelo; P- 32en fertilizantes fosforados; Ca-45, K-42 y otros.
Industria del petróleo: Interconexión de pozos.En la prospección petrolífera se utilizan equipos que determinan el perfil de las propiedades del terreno a grandes profundidades, permitiendo inferir cuales son las posibilidades existentes de que un medio geológico dado albergue petróleo.
En las mediciones de caudal de agua para la recuperación secundaria de petróleo, se utilizan soluciones de yodo- 131. Se agrega agua tritiada (marcada con tritio H-3) en un pozo. A lo largo de los meses se obtienen muestras de los pozos adyacentes, y midiendo el tritio por centelleo líquido se establece la conexión entre los pozos.
Industria del cemento: Determinación del tiempo de transporte en un horno rotatorio.Se agrega 140La2O3 y 24NaHCO3 a la entrada del horno. Ambos radioisótopos emiten radiación de alta energía, pero distinguibles, pudiéndose seguir desde el exterior del horno. Se obtiene información acerca de distintas etapas de la cocción, donde intervienen elementos similares al lantano en la fase fija y al sodio en la fase volátil.
Industria metalúrgica: Estudios del desgaste de aros de pistón Irradiando con neutrones un aro de pistón cuya superficie es cobreada, se obtiene Cu-64. La presencia de este radioisotopos puede detectarse y medirse en el aceite de refrigeración, evaluando así la corrosión en distintas condiciones a lo largo del tiempo.
Radioisótopos y sus aplicaciones
RADIOISOTOPOS Y SUS APLICACIONES
Los isótopos son variantes de un elemento que difieren en el número de neutrones que poseen, manteniendo igual el número de protones. Un isótopo radiactivo es un radioisótopo de un elemento se caracteriza por tener un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emitir energía cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.
Dos elementos químicos, como por ejemplo el "carbono 12 (normal)" y el "carbono 14", son isótopos cuando sus núcleos atómicos tienen igual número atómico Z (número de protones) y diferente número N de neutrones. Es decir, pertenecen al mismo elemento químico (determinado por Z) pero tienen diferente número de masa atómica A = Z+N. Para denominar el isótopo de un elemento químico cuyo "nombre" se simbolice con "X" y su número de masa atómica sea A, se utiliza la notación "AX" o "X-A" o "nombre-A". Por ejemplo el átomo de carbono (Z = 6) que posee N = 8 neutrones se indica "14C" o "C-14" o "carbono-14", y junto con el (N = 6) son isótopos del carbono (Z = 6).
A= 12 A=14
C C
Z= 6 Z=6
Carbono -12 Carbono - 14
Muchas veces se habla abreviadamente de "isótopos", para referirse a los "isótopos radioactivos" o "radioisótopos". Son isótopos ("padre") que se desintegran espontáneamente transmutándose en otro elemento ("hija"). Por ejemplo, el radón-222 es la hija del radio-226. Liberando energía. La energía puede ser liberada al emitir partículas o radiaciones con un poder de penetración, con una energía y una velocidad diferente, algunas de ellas son :
Radiación
Rayos (beta) o electrón (e-) acelerados
Positrón (e+) electrones positivos
Rayos a (alfa) o Núcleo de He
Protón (p+) o Núcleo de H
Radiación electromagnética pueden ser Rayos g (gamma) o rayos X
El periodo de semidesintegración, también llamado vida mitad, semivida, o simplemente periodo, es el lapso necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos de una muestra inicial de una sustancia radiactiva. Se toma como referencia la mitad de ellos debido al carácter aleatorio de la desintegración nuclear. Hay que evitar confundirlo con la vida promedio o vida media, que representa el promedio de vida de un núcleo.
Algunos de los radioisótopos no-naturales (que se elaboran artificialmente), se producen deliberadamente en aceleradores de partículas y reactores. Otros, son subproductos de reacciones nucleares en aceleradores, en reactores nucleares o en bombas atómicas.
Los isótopos son variantes de un elemento que difieren en el número de neutrones que poseen, manteniendo igual el número de protones. Un isótopo radiactivo es un radioisótopo de un elemento se caracteriza por tener un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emitir energía cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.
Dos elementos químicos, como por ejemplo el "carbono 12 (normal)" y el "carbono 14", son isótopos cuando sus núcleos atómicos tienen igual número atómico Z (número de protones) y diferente número N de neutrones. Es decir, pertenecen al mismo elemento químico (determinado por Z) pero tienen diferente número de masa atómica A = Z+N. Para denominar el isótopo de un elemento químico cuyo "nombre" se simbolice con "X" y su número de masa atómica sea A, se utiliza la notación "AX" o "X-A" o "nombre-A". Por ejemplo el átomo de carbono (Z = 6) que posee N = 8 neutrones se indica "14C" o "C-14" o "carbono-14", y junto con el (N = 6) son isótopos del carbono (Z = 6).
A= 12 A=14
C C
Z= 6 Z=6
Carbono -12 Carbono - 14
Muchas veces se habla abreviadamente de "isótopos", para referirse a los "isótopos radioactivos" o "radioisótopos". Son isótopos ("padre") que se desintegran espontáneamente transmutándose en otro elemento ("hija"). Por ejemplo, el radón-222 es la hija del radio-226. Liberando energía. La energía puede ser liberada al emitir partículas o radiaciones con un poder de penetración, con una energía y una velocidad diferente, algunas de ellas son :
Radiación
Rayos (beta) o electrón (e-) acelerados
Positrón (e+) electrones positivos
Rayos a (alfa) o Núcleo de He
Protón (p+) o Núcleo de H
Radiación electromagnética pueden ser Rayos g (gamma) o rayos X
El periodo de semidesintegración, también llamado vida mitad, semivida, o simplemente periodo, es el lapso necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos de una muestra inicial de una sustancia radiactiva. Se toma como referencia la mitad de ellos debido al carácter aleatorio de la desintegración nuclear. Hay que evitar confundirlo con la vida promedio o vida media, que representa el promedio de vida de un núcleo.
Algunos de los radioisótopos no-naturales (que se elaboran artificialmente), se producen deliberadamente en aceleradores de partículas y reactores. Otros, son subproductos de reacciones nucleares en aceleradores, en reactores nucleares o en bombas atómicas.
Cuetionario de Radioisótopos
Para contestar el cuestionario es necesario leer el texto de radioisótopos, puedes consultar tus apuntes.
¡Ya leíste el texto¡ ahora contesta
1. ¿Qué son los isotopos?
2. ¿Qué son los radioisotopos?
3. Si el oxígeno tiene un número atomico (Z) de 8 y un número de masa(A) de 16. ¿Cuál es su número de neutrones (N)?
4. Si el se tiene el siguiente isotopo N-16, ¿Cuál es su número de masa, el nummero de protones y neutrones?
5, A grandes rasgos para que se utiliza el Tc-99
¡Ya leíste el texto¡ ahora contesta
1. ¿Qué son los isotopos?
2. ¿Qué son los radioisotopos?
3. Si el oxígeno tiene un número atomico (Z) de 8 y un número de masa(A) de 16. ¿Cuál es su número de neutrones (N)?
4. Si el se tiene el siguiente isotopo N-16, ¿Cuál es su número de masa, el nummero de protones y neutrones?
5, A grandes rasgos para que se utiliza el Tc-99
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