De las botellas Jefferson al atún de Fukushima

El 5 de diciembre de 1985, Christie’s subastaba la botella de vino más cara de la historia. No tenía etiqueta, pero en el cristal se podían leer las iniciales Th.J., la palabra Lafitte y la fecha de 1789. Todo apuntaba a que podría tratarse de una de las botellas que periódicamente se enviaban desde las bodegas de Lafite en Francia para consumo personal de Thomas Jefferson.

Las botellas de vino más caras de la Historia | imagen William Koch
Las botellas de vino más caras de la Historia | imagen William Koch

La botella fue adquirida al precio ciento cinco mil libras por Malcolm Forbes, vicepresidente de la famosa revista. Pero anteriormente, el coleccionista de vinos alemán Hardy Rodenstock –que declaraba haber encontrado casualmente las botellas Jefferson en París– vendió una por diez mil marcos a otro coleccionista alemán, Hans-Peter Frericks. Este último intentó a su vez subastarla, pero las dudas de Sotheby sobre la procedencia del vino y el intento de Rodenstock de paralizar la operación levantaron las sospechas de Frericks.

En 1991 envió la botella a unos laboratorios de Munich para hacer una datación por carbono-14 de su contenido. Pero el C-14 tiene un periodo de semidesintegración de unos 5700 años, por lo que es un procedimiento muy impreciso para datar un objeto con unos pocos siglos de antigüedad. Afortunadamente para Fredericks, las pruebas nucleares realizadas durante los cincuenta y sesenta del siglo pasado dejaron su huella en el aumento de la concentración de C-14 y otros isótopos radiactivos. Un vino anterior a mediados del siglo pasado debería tener una menor concentración de este elemento [1].

Concentración de C-14 atmosférico en Nueva Zelanda (representativa del Hemisferio Sur) y Austria (representativa del Hemisferio Norte). Puede observarse que las pruebas nucleares aumentaron la concentración de C-14 al doble. Wikipedia.
Concentración de C-14 atmosférico en Nueva Zelanda (representativa del Hemisferio Sur) y Austria (representativa del Hemisferio Norte). Puede observarse que las pruebas nucleares aumentaron la concentración de C-14 al doble. Wikipedia.

Blowin’ in the wind

El 1 de marzo de 1954 se detonó Castle Bravo en el atolón Bikini de las islas Marshall el dispositivo termonuclear más potente testado por los estadounidenses. Liberó unos 15 megatones a pesar de que las previsiones eran de un máximo de 8. A unas 90 millas de la explosión se encontraba el pesquero japonés Daigo Fukuryū Maru (Dragón afortunado). Los pescadores, sin embargo,  no tuvieron la fortuna que prometía el nombre de su embarcación. El viento soplaba y extendió la radiactividad a más de 200 millas de distancia en su dirección. Durante varias horas posteriores a la detonación, soportaron una lluvia blanquecina radiactiva que les produjo rápidamente síntomas del síndrome agudo por radiación (SAR). El operador de radio moriría siete meses más tarde.

La contaminación llegó hasta el atolón Rongelap, situada a unas 120 millas de la zona cero, y sus habitantes tuvieron que ser evacuados durante años, sufriendo elevadas tasas de anormalidades tiroideas incluyendo algunos cánceres. El gobierno estadounidense tuvo que pagar a los japoneses unos 2 millones de dólares de la época en concepto de indemnizaciones [2].

de Baker de 21 kilotones en julio de 1946 en el atolón Bikini. Fuente Wikipedia
de Baker de 21 kilotones en julio de 1946 en el atolón Bikini. Fuente Wikipedia

De 1945 a 1980, EEUU, la antigua URSS, Reino Unido, Francia y China detonaron un total de 504 dispositivos nucleares en 13 localizaciones con un total de 440 megatones. Se estima que unos 400 PBq (PetaBecquerelios), es decir unos 400 mil billones de Bq, fueron lanzados a las atmósfera. ¿Es mucho o poco? ¿Es peligroso para la salud?

Un Becquerelio equivale a una desintegración radiactiva por segundo. Como esa medida nos dice intuitivamente muy poco, podemos utilizar una unidad popularizada hace unos años para entender el difícil negocio de las unidades de radiactividad: la dosis equivalente de un plátano (BED por su siglas en inglés). Los plátanos son ricos en potasio. Aproximadamente uno de cada diez mil átomos de potasio son del isótopo radiactivo K-40. Así un plátano típico (de unos 150 gramos) emite en números redondos unos 15 Bq. Las emisiones del K-40 que contiene nuestro cuerpo podemos recordarlo con la siguiente regla nemotécnica: 365 BED o un plátano cada día del año.

Pero mucha precaución, no tanto al tomarse un sabroso plátano radiactivo como al manejar unidades de radiación. Cuando hablamos de dosis absorbida nos estamos refiriendo no a la radiación emitida en Bq, sino a la absorbida por el tejido biológico, habitualmente medida en Gray (Gy) como la cantidad de energía (en Julios) depositada en cada kilogramo de tejido. Por supuesto, los efectos biológicos de esa absorción dependerá tanto del tipo de radiación emitida (alfa, beta o gamma) como del tipo de tejido expuesto. Con objeto de sintetizar esos efectos biológicos de la exposición a una fuente de radiación, se habla típicamente de dosis equivalente y se utiliza como unidad el Sievert (Sv). Por supuesto no hay una conversión directa entre Sieverts, Gray y Becquerelios, al medir cosas distintas,  pero como idea aproximada podemos señalar que una BED equivale a unos 0,1 µSv (microSievert o millonésimas de Sievert)

En 2005, el Centro de Control de Enfermedades estadounidense, junto al Instituto Nacional del Cáncer, publicaron un estudio revisado por la Academia Nacional de la Ciencias donde estimaban que el exceso promedio de dosis absorbida por cada estadounidense en el periodo 1951-2000  debido a la radiactividad de las pruebas nucleares fue de algo más de 1 mGy (miligray), o si queremos, una dosis efectiva en torno a un 1 mSv. Eso equivale a algo así como un tercio de la dosis anual de radiación promedio procedente de todas las fuentes naturales y artificiales a las que estamos expuestos continuamente; unos 3 mSv [3].

No podemos ver directamente en la población los efectos biológicos de esas dosis tan bajas. Sólo para dosis mayores de 500 mSv empiezan a verse algunos síntomas y, según los datos de los supervivientes de las bombas atómicas, dosis equivalentes de 4500 mSv provocan una mortalidad del 50% por SAR.  Por ello, de manera estándar se utiliza un modelo de proyección conocido como lineal sin umbral. Eso significa grosso modo que cogemos la tasa de exceso de cánceres para exposiciones a elevados niveles de radiación  y extrapolamos a esas bajas dosis, asumiendo que la incidencia de cáncer en la población será proporcional a la dosis efectiva recibida. No todo el mundo tiene claro que sea un procedimiento siempre adecuado y es desde luego una estimación conservadora que nos da probablemente un número mayor de cánceres del producido realmente.

El estudio llega a un número de exceso de cánceres entre los norteamericanos de unos 22,000 en el periodo mencionado (1951-2000) y unas 11000 víctimas mortales. Para dar sentido a esos números tendremos que compararlos con más de un millón y medio de cánceres detectados anualmente en dicho país y más de medio millón de muertes. En otras palabras, el exceso de riesgo máximo para los nacidos a mitad del siglo XX no superaría en todo caso el 0,03% a lo largo de la vida, comparado con el 30-40% de sufrir cáncer por otras causas.

Por supuesto, durante todas esas pruebas nucleares se dieron muchos casos de personas y pequeñas poblaciones que se hallaban relativamente cerca y que sufrieron los efectos de la radiación. Son los conocidos como Downwinders, y mientras los problemas de salud sobre la población global provocados por estas pruebas es muy poco significativo, sí que causó estragos sobre la vida de muchas personas que tuvieron la mala suerte de encontrarse dentro del margen de error de cálculo [4].

¿Atún radiactivo en el Pacífico?

La embarcación de 15 m de otro pescador japonés, Kazuo Niitsuma, no ha soltado amarras desde el accidente de la central de Fukushima Dai-ichi. Niitsuma vive en una pequeña localidad, Hisanohama, a unos 20 km al sur de la central.  El octogenario padre de Niitsuma ya era pescador cuando sucedió lo de Bikini y vivió la preocupación de los japoneses por la contaminación del atún,  preocupación que ahora se repite por las emisiones de la central de Fukushima Dai-ichi. Y no sólo los japoneses se preguntan si pueden seguir comiendo tranquilamente el atún del Pacífico.

La central ha emitido unos 30 PBq de radiación, aproximadamente una décima parte de las emisiones de Chernóbil. Sin embargo, mientras la inmensa mayoría de estas últimas acabaron en la atmósfera, Fukushima ha emitido radiación principalmente al Océano Pacífico y principalmente en forma del Cs-134 y Cs-137, aunque también como Sr-90 y tritio (H-3)

Fuente: Ken Buesseler. Radionuclides in the ocean. Department of Marine Chemistry   and Geochemistry. Woods Hole Oceanographic Institution
Fuente: Ken Buesseler. Radionuclides in the ocean. Department of Marine Chemistry and Geochemistry. Woods Hole Oceanographic Institution

En la imagen anterior podemos ver la comparación de la cantidad de radiactividad en el océano procedente de diferentes fuentes. El océano contiene radiactividad de manera natural debido a la existencia de varios isótopos, destacando el K-40 que contribuye con unos 15 millones de PBq. La mitad de ese potasio se halla en el Pacífico, puesto que este océano contiene aproximadamente el 51% del agua del planeta. Como bien indica la imagen, esa cantidad hace de las emisiones de Fukushima una gota en el océano, nunca mejor dicho, además de demostrar lo injustificado de las informaciones que hablaban del riesgo para las costas norteamericanas.

El tritio no es especialmente tóxico por dos razones: Emite radiactividad beta de baja energía, por lo que no supone ningún peligro por irradiación externa y tiene una semi-vida media biológica de unos 12 días, lo que significa que en unos 12 días se elimina la mitad del tritio que se haya ingerido. El vertido de agua contaminada de Fukushima no ha significado más que unos pocos centeneres de TBq (TeraBecquerelios) de tritio. Para ponernos en situación, una señal autoluminosa de salida contiene unos 900 TBq. Esta última comparación resulta bastante significativa. Tiren una de esas señales autoluminosas al mar (¡no lo hagan en casa!) y ¡provocarán uno de los mayores accidentes nucleares de la historia!… al menos según el alarmismos que utilizan algunos medios de comunicación.

El Cesio podría ser más preocupante. Tiene un periodo de semidesintegración de 30 años y una semivida media biólogica de 70 días. Sin embargo, su disolución en el agua del mar juega de nuestra parte. Si se acuerdan de sus clases de química, el cesio y el potasio pertenecen al mismo grupo, por lo que compiten biológicamente en su absorción y, como hemos visto, el agua del mar contiene enormes cantidades de potasio, en comparación. Para hacernos una idea, cada gramo de Cs-137 emite unos 3000 TBq, por lo que toda esa radiación se reduce a menos de 5 kg de Cs-137 que se disuelven en una cantidad de agua inmensa que es el Océano Pacífico.

El Sr-90 sin embargo puede mimetizar al Calcio en el tejido óseo, por lo que sí podría significar un grave peligro si las cantidades vertidas fuesen importantes. Los operarios de la eléctrica TEPCO, propietaria de la Central, advirtieron de vertidos de unas 300 toneladas diarias de agua con un nivel 30 veces por encima del límite legal (10 Bq/litro) Eso se traduce a unos 0,1 TBq, una cantidad que parece en principio poco significativa si los vertidos no se prolongan demasiado en el tiempo.

TEPCO además no ha señalado niveles de radiación significativos en las medidas disponibles en diferentes puntos del océano en las inmediaciones de la planta nuclear. Por supuesto, los investigadores no se fían de los datos de los vertidos, cantidades muy difíciles de estimar y, todo hay que decirlo, proporcionadas por aquellos que no están libres de intereses políticos y económicos. Así que sólo nos queda salir a la captura del atún rojo del Pacífico y medir directamente la radiación que han ingerido.

Investigadores de Stanford y el Instituto Francés de Protección Radiológica y Seguridad Nuclear (IRSN) publicaron a mediados del año pasado un estudio [5] evaluando la dosis dosis de radiactividad ingeridas al consumir atún rojo del pacífico capturado durante un año después del accidente de Fukushima. La mayor concentración de radiactividad encontrada procedía del Polonio-210, un emisor alfa que se acumula de forma natural en el fitoplancton marino y entra así constantemente en la cadena alimentaria. El Po-210 superaba las concentraciones de isótopos radiactivos de Fukushima en tres o cuatro órdenes de magnitud, concluyendo que aún ingerido en grandes cantidades las dosis radiológicas recibidas serían similares a las asociadas a otros alimentos de consumo habitual. Los autores también concluyen que la contaminación de atún rojo del Pacífico y otros animales marinos de Fukushima plantea poco riesgo para estos animales [6].

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Este post ha sido realizado por Pedro J. Hernández (Ecos del Futuro) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Notas, fuentes y más referencias:

[1] No he desvelado el resultado del test para que el lector pueda disfrutar de una historia real cuya trama supera a la mejor de las ficciones “A Reporter at Large: The Jefferson Bottles : The New Yorker.” 2007.

[2] Historia extraída de Radiation Book. What it is, what you need to know , escrito por uno de los mayores expertos en los efectos de la radiación sobre la salud, es el único libro de divulgación donde se explican estos efectos en base a la bilbliografía con revisión por pares.

[3] Una buena infografía sobre dosis de radiación debida a diferentes fenómenos fue publicada como viñeta  Radiation por el archiconocido xkcd

[4] Un buen artículo al respecto es “Fallout from Nuclear Weapons Tests and Cancer Risks » American Scientist” 2008.

[5] Nicholas S. Fisher, Karine Beaugelin-Seiller, Thomas G. Hinton, Zofia Baumann, Daniel J. Madigan, and Jacqueline Garnier-Laplace. Evaluation of radiation doses and associated risk from the Fukushima nuclear accident to marine biota and human consumers of seafood. PNAS, June 3, 2013 DOI:10.1073/pnas.1221834110

[6] Aparte de las fuentes enlazadas, el lector puede ampliar información sobre la última sección en

10 Comentarios

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HernánHernán

Perdon la corrección pero el tritio tiene una vida media de aprox 12 años no 12 días.
Hernán

Pedro J.

Hernán, 12 días se refiere de la vida media biológica, que es el tiempo que tu cuerpo tarda en eliminar la mitad del tritio que hayas ingerido, no del semiperiodo de desintegración que efectivamente es de unos 12 años.

Jesús R.

Muy interesante, y se agradecen las referencias académicas, que son siempre la fuente más rigurosa de información. No me ha quedado muy clara la comparación entre dosis dentro de cada radioisótopo vertido al océano, pero confieso que he hecho una lectura un poco rápida. Al pasar del SARs al modelo lineal sin umbral para el cáncer he echado de menos a modo de enlace distinguir los efectos deterministas de los efectos estocásticos (pero ya sé que no se puede hablar de todo y que tampoco es una distinción demasiado importante).

Pedro J.

Jesús, está claro que no puedo decirlo todo, pero creo que las referencias a las que apunto son bastante específicas. Si tienes alguna pregunta concreta sobre algo que veas en los enlaces, estaré encantado en responder siempre que sepa hacerlo.

Respecto a la distinción entre los efectos deterministas y estocásticos, piensa que los niveles de exposición a los que puede estar expuesta la población debido al accidente de Fukushima entran dentro dentro de los efectos estocásticos y creo que ya sabrás que la referencia clásicas son el UNSCEAR, BEIR y ICRP

Un buen resumen basado en el documento de ICRP lo tienes en el informe de la comisión europea sobre la seguridad de los escáneres en los aeropuertos.

También puedes consultar una presentación que me ha parecido extremadamente clara y útil con un resumen de los efectos de radiaciones ionizantes.

AntonioAntonio

Gran artículo, muy completo y claro. ¡Enhorabuena!

Sólo un par de detalles ortográficos:

- Los elementos químicos no se escriben con inicial mayúscula: ‘calcio’, no ‘Calcio’.

- Las unidades de medida tampoco se escriben con inicial mayúscula: bequerelio, sievert, julios, etc.

- Lo mismo para los prefijos del sistema decimal: tera- en vez de Tera-, etc., aunque el símbolo (T) sí se escriba con mayúscula.

Pedro J.

Gracias Antonio. Importante lo de tus matices ortográficos, sobre todo en un blog que lleva en su nombre la palabra cultura ;) . La verdad es que no entiendo cómo pasé por alto en las sucesivas revisiones lo de las unidades. Espero que el editor tenga tiempo de hacer la corrección.

eolosbcneolosbcn

Veo un error fundamental en el artículo. Imaginemos que ahora cojo toda esa radiación de las pruebas nucleares atmosféricas y que no representa ningún peligro, la empaco y la pongo en una habitación. Y en esa habitación pongo una persona. Obviamente la persona fallecería.
La radiación es la misma en ambos casos, pero la dilución de esta sobre un enorme volumen es lo que hace que el efecto sea peligroso o no.

Pues este es el fallo, fundamental, del artículo y por el cual esa gran pelota de K-40 es mucho menos peligrosa que que esa bolita pequeña provocada por Fukushima. Todo lo que hay en esa bolita ha salido por un solo punto concreto: Fukushima. Y el artículo contempla una dilución perfecta y constante sobre el Pacífico, como si hubiera ido esparciendo eso poco a poco sobre todo el Pacífico. Y eso no es lo que ha sucedido.

Lo que tenemos es un punto muy concreto por el que constantemente hay fugas de agua con elevada radiación. Y en ese punto con elevada radiación hay vida marina que procesa los componentes del agua y, como bien destaca el artículo, esa vida marina tiene tendencia a acumular el Cesio radiactivo, entre otros, que en ese punto tiene una gran concentración. Y ese pez nada y es comido por otros peces.

Por tanto el error del artículo es que parte de una premisa que no es la realidad. La contaminación de Fukushima no está diluída homogeneamente sobre el Pacífico, sino que tiene un punto de surgencia de 1 o 2km, por el que va saliendo constantemente. Y a partir de ahí se empieza a diluir por los corrientes marinos.

La situación que analiza este artículo es la que se dará cuando Fuushima deje de contaminar y pasen unos cuantos años, pero desde luego no es la de hoy en día.

Pedro J.

eolosbcn, buen matiz. Por supuesto hay puntos calientes en los alrededores de la Central donde se ha capturado peces con elevada concentración de Cs (algún ejemplar con hasta 740000 Bq/kg, unas 7400 veces el límite del gobierno nipón de 100 Bq/Kg), pero en general las capturas realizadas en el estudio que doy en las referencias (compatibles con el vertido de agua de los tanques) encuentra que el atún del Pacífico es extremadamente seguro para el consumo. Incluso teniendo la mala suerte de comerte un filete de 200 gramos de esos atunes más contaminados en las inmediaciones de la central, ingerirías una dosis equivalente a 2,2 mSv, menos que lo que se recibe en una mamografía por ejemplo (algo que mejor evitar por supuesto y de ahí los límites que ha impuesto el gobierno nipón). Para algo más realista, un pescador que comiese pescado de la costa de la Central a una media de 1000 Bq/kg (10 veces la dosis permitida) con una dieta típica de los pescadores de la zona de 57 kg anuales, acumularía una dosis de 0,8 mSv que no llega al límite de exceso de dosis anual de 1 mSv (todo datos del estudio que citaba)

Con eso te quiero indicar que tu objeción es razonable porque no he contado todos esos detalles, pero grosso modo la cantidad de Cs medida en el pescado capturado es compatible con las mediciones que daba TEPCO (de la que recuerda, no tenemos por qué fiarnos) del vertido de agua que no ha producido (salvo algunos puntos calientes) concentraciones importantes. Si te vas al faq de National Geographic, te resume muy bien las mediciones en unso 300 Bq/litro para el Cs-134 y unos 650 para el Cs-137. Por supuesto es agua vertida al puerto de la Central se disolverá aún más en el agua del mar y considerando que bebiendo un litro diarios de ese agua (según sale de los tanques) acumularías una dosis equivalente a 1 mSv (el límite anual) no hace falta esperar a una disolución en todo el Pacífico para darse cuenta que los niveles no son especialmente peligrosos, lo que no significa por supuesto que no haya que dejar de verter agua contaminada al mar lo antes posible, aunque dadas esas concentraciones, incluso alguno técnicos han aconsejado el vertido de toda el agua contaminada al mar para facilitar la gestión de la crisis.

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