5 de julio de 2011

El lado amable de la contaminación radioactiva.

Que de los errores se aprende, es algo que ya todos sabemos, aunque ello no significa que no seamos capaces de volver a cometerlos una vez tras otra... ya sabéis, “el hombre es el único animal que tropieza dos veces en la misma piedra”. Que incluso de la peores catástrofes siempre hay alguien que sabe sacarles partido, también es algo que muchos de nosotros sabemos y que parece ser hasta inevitable.



Sin embargo, lo que no es tan conocido es que el que los científicos, los profesionales y finalmente el resto de sociedad podamos aprender, aplicar lo aprendido y beneficiarnos de algunas de las desgraciadas consecuencias de estas catastrófes. Y esto es lo que me lleva a hablaros de la contaminación radiactiva, consecuencia entre otros, de algunas de los peores desastres de la historia siempre relacionados con el empleo de la energía nuclear, como Hiroshima, Chernobyl o, más recientemente Fukushima.

Es un hecho que de la monitorización de la contaminación radiactiva aprendimos y seguiremos aprendiendo mas sobre las corrientes de circulación de nuestra atmósfera y de nuestros oceanos, lo que sin duda contribuirá a un mejor conocimiento del nuestro planeta y nos ayudará, por ejemplo, a prever la circulación de estos contaminantes en el próximo accidente nuclear, ironico ¿no?.

Simulación de nube radiactiva de Fukushima

Pero estas enseñanzas son para los que disfrutan con la “física de la atmósfera” y yo particularmente, tuve muchas dificultades con esa asignatura durante mis estudios universitarios. Pero lo cierto es que los geólogos también podemos utilizar la contaminación radiactiva como herramienta de trabajo, en particular, en lo que concierne al estudio de las aguas subterráneas. Veamos como.


Un isótopo radiactivo.

Muchos isótopos son estables y mantienen su estructura indefinidamente; sin embargo, algunos isótopos no son estables y se dice que son radiactivos. El tritio, isótopo del hidrógeno de masa 3, es el único isótopo radiactivo del hidrógeno, de manera que a medida que el núcleo del tritio se degrada, emite un electrón, causando una liberación de energía en forma de radiación beta con un periodo de semidesintegración de 12,4 años aproximadamente, y transformándose en una forma no radiactiva de helio (helio-3).



El peligro del tritio, sin embargo, no deriva directamente de su radiactividad, que es muy baja y de escaso poder de penetración, sino del propio isotopo que tiene la fea costumbre de reemplazar a moléculas de agua en el cuerpo humano y es entonces cuando puede ser cancerígeno y especialmente peligroso para los más pequeños y los no natos.

Los geólogos las concentraciones de tritio suelen expresarlas en una unidad denominada “Unidad de Tritio” (UT), que equivale a una relación entre el número de átomos de tritio y el número de átomos de hidrógeno T/H=10-18.

El tritio en la atmosfera.

La producción natural de tritio (3H) tiene lugar preferentemente en la troposfera superior y en la estratosfera inferior. El tritio entra a formar parte del ciclo hidrológico a partir de la oxidación a aguas con tritio (3H1HO), que estacionalmente gotean hacia la troposfera en las discontinuidades de la tropopausa que se dan en latitudes intermedias. Las precipitaciones , de esta forma, suelen mostrar concentraciones naturales de tritio de entre 2 y 10 U.T., dependiendo de la zona del globo donde se encuentre la estación.

Capas de la atmósfera.

No obstante si nos fijamos en la concentración de este isótopo en la atmósfera durante la segunda mitad del siglo pasado, nos damos cuenta que realmente la concentración ha sido muy superior durante décadas y la explicación debemos buscarla, como no, en la actividad del ser humano.

Concentración de Tritio en la precipitacion registrada en cuatro estaciones de la IAEA: Ottawa ( Canada), Valentia (Irlanda), Harare (Zimbawe) y Kaitoke (Nueva Zalanda).

La fuente más importante de producción de tritio de una forma artificial durante mucho tiempo han sido las explosiones de ensayos nucleares producidas en la atmósfera, principalmente durante el periodo comprendido entre 1952 y 1962 y, en menor magnitud, en años posteriores. Durante este periodo, el tritio liberado en dichas explosiones termonucleares ascendió aproximadamente, a 0,07 kg por megatón, lo que para el periodo mencionado se traduce en un total de 816 kg de tritio. Una imagen más gráfica de esta actividad nuclear en la segunda mitad del s. XX nos la muestra Isao Hashimoto en el siguiente video que os recomiendo veaís atentamente... los pelos como escarpias...

Recreación artística de la historia de las pruebas nucleares.

Toda la contaminación radiactiva en la atmósfera producto de todas esas explosiones se distribuyó por todo el globo, almacenándose inicialmente en la estratosfera, para posteriormente descender por difusión a la troposfera, de donde fue arrastrada por las precipitaciones e incorporándose a las aguas subterráneas.



Y para que me sirve?.

Como consecuencia de todo esto, nos encontramos con que la contaminación atmosférica de la pruebas nucleares, ha dejado una huella química en el agua de los océanos, lagos y masas de agua subterránea. Así, cuando un hidrogeólogo analiza el contenido en tritio de una muestra de agua subterránea, puede estimar el momento en que se produjo la recarga de esas aguas en el subsuelo en función de cuanto se acerquen las concentraciones a los valores de mayor contaminación atmosférica o, por el contrario, a los valores de fondo naturales. Así, a grosso modo:

  • <0.8 TU -- aguas submodernas, anteriores a 1950. 
  • 0.8 a 4 T -- mezcla de aguas submodernas y modernas. 
  • 5 a 15 TU -- aguas modernas, menos de 5-10 años.
  • 15 a 30 TU -- aguas con fracciones importantes del intenso periodo nuclear. 
  • >30 TU -- aguas recargadas durante el intenso periodo nuclear de los 60-70.

La datación de aguas subterráneas es muy importante en hidrogeología permitiendo identificar la recarga en acuíferos, estimar sus parámetros hidráulicos, determinar el tiempo que tardan en renovarse o valorar su vulnerabilidad a la contaminación entre otras aplicaciones, por lo que comprenderéis el buen servicio que la contaminación radiactiva hace a los hidrogeólogos que trabajan para una buena gestión de las aguas subterráneas y en consecuencia también en beneficio de la sociedad en general... irónico de nuevo, ¿verdad?

Toma de muestras de agua subterránea para determinaciones de contenido en tritio.

Presente y futuro.

Por suerte o por desgracia, según se mire, la concentración de tritio ha decrecido desde que alcanzara su máximo a principios de los 60 y se ha aproximado a los niveles naturales como consecuencia del cese de la intensa actividad nuclear del pasado y de la propia desintegración del isótopo del tritio. Desde este punto de vista, podríamos pensar que la datación de las aguas subterráneas por estos métodos está en peligro de extinción, si bien es cierto que la cada vez mejor y más precisa tecnología actual permite la detección de pequeñas concentraciones de tritio con errores muy pequeños y ello permite prolongar la vida de esta metodología de estudio.

Pero no todo está perdido, porque el tritio de origen antrópico en la atmósfera no proviene solo de aquellas “gloriosas” pruebas nucleares del pasado (?), sino que también de otras fuentes como las plantas nucleares de producción de energía eléctrica, en las plantas de procesamiento de combustibles irradiados o en las industrias donde se fabrican productos luminiscentes activados con tritio.

Así que parece que en el futuro, el tritio seguirá siendo una herramienta importante para los estudios hidrogeológicos, debido a las otras fuentes de producción que garantizan unos valores de contaminación atmosférica, superiores en cualquier caso a los naturales, y que dejarán su huella quimica en el agua subterránea. Y si además de vez en cuando , algun otro accidente nuclear como el de Fukushima, alguna que otra prueba nuclear o la continuidad de las fugas en las plantas nucleares estadounidenses incrementan aún más los índices de contaminación... pues puede que halla llegado el momento de comercializar en serie los “contadores de centelleo líquido equipado con sistemas de blindaje electrónico por el método de anticoincidencia” -toma ya!- para la medida de concentraciones de tritio y podamos, ya por fín, empezar a llenarnos los bolsillos...



Fuentes:

2 comentarios:

  1. No te preocupes, si el tritio se acaba ya inventaremos otro trileches, en esto de bañarnos en nuestra propia mierda siempre hemos sido unos maestros.
    Viendo el video de las explosiones, me he imaginado algun tipo de de inteligencia superior, dile Dios, dile olimpo, dile Kripton, intentando formarse una opinión sobre los humanos.
    Vamos que he sentido algo así como una verguenza cósmica.

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  2. Ya ves Juanjo, algunos otros encuentran en esto la explicación para el incremeto de los csos de cancer en el último siglo y otros para el descenso de las visitas extraterrestres...je, jee,... pero es "harina de otro costal".

    En cuanto al tritio, mas de una vez me he quedado con ganas de hacer alguna analítica y vacilar a los clientes de mis informes... pero ya sabes los que cuesta arrancarles un SPT extra, cuanto más uno de estos.

    Saludos, majo.

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