Tipos de plantas de irradiación. Descripción de áreas ASPECTOS GENERALES DE LA... · Con masa...
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IBTEN • Taller para el desarrollo de estrategias
planes de negocios empleando irradiación gamma y haces de electrones
MIAS-ININ-MÉX 2014-06-17 1
Junio 16 al 18 de 2014, La Paz Bolivia
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“ Aspectos generales de la tecnología de
irradiación”
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Presenta: Miguel Irán Alcérreca Sánchez Departamento del Irradiador Gamma Instituto Nacional de investigaciones Nucleares
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1. La radiación
2. La radiactividad
3. La irradiación gamma
4. La irradiación industrial
5. Modo de acción de la radiación
6. La tecnología de irradiación, situación actual
7. Aplicaciones
8. Dosis de tratamiento típicas
9. Realidades, retos y conclusiones
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Contenido
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1. LA RADIACIÓN
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1.1 LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Son: Perturbaciones en el espacio y en el tiempo que transmiten energía asociada a un campo eléctrico y a un campo magnético Estos campos oscilan en forma sinusoidal a medida que se propagan.
Campo eléctrico
E
HCampo magnético
Se propagan también en el vacío
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Parámetros que caracterizan una Onda Electromagnética
FRECUENCIA f Número de oscilaciones completas por unidad de tiempo de los campos eléctrico y magnético. Se mide en Hertz (Hz). 1 Hz = 1 s-1
La frecuencia es una característica de la onda electromagnética independiente del medio en que se propague.
LONGITUD DE ONDA Distancia entre dos puntos consecutivos que tienen la misma fase.
La longitud de onda (para una frecuencia dada) depende de las características del medio en que se propaga la onda.
VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN (c = 300,000 km/s en el vacío)
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EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
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La radiación consiste en ondas electromagnéticas (fotones) ó partículas (electrones) . La radiación gamma es de naturaleza similar a la luz visible, las ondas de radio, los rayos X. La diferencia: tiene mayor energía.
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Longitudes de onda y frecuencias en el espectro electromagnético
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EL FOTON Es la “partícula” portadora de todas las formas de
radiación electromagnética, incluyendo a los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible , la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.
Con masa invariante cero, velocidad constante en el vacío “c”, la velocidad de la luz
Presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias “dualidad onda-corpúsculo”: Esto difiere con las ondas clásicas, que pueden ganar o perder cantidades arbitrarias de energía. Es la “partícula elemental” responsable de las
manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético.
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Para la luz visible, la energía portada por un fotón es de alrededor de 4×10–19 joules; esta energía es suficiente para excitar un ojo y dar lugar a la visión.
Un fotón de luz UV contiene más energía que el de luz visible. Los fotones de rayos X y rayos gamma son aún más energéticos.
La fórmula E = hf = hc / significa que mientras más corta sea la longitud de onda , más energético será el fotón.
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1.2 La radiación
¿Qué es?
• Es la emisión y propagación de energía a
través de la materia ó el espacio por medio
de disturbios electromagnéticos que se
pueden manifestar como ondas ó como
partículas (fotones: luz, calor, microondas,
rayos X, rayos gamma)
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Dimensiones atómicas
• El diámetro de un átomo puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10–10 m, el doble del radio de Bohr para el átomo de hidrógeno.
• El de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, es aprox. en metros de 1 × 10–15
• El núcleo de un átomo es cerca de 100,000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa.
• Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos.
¡Sorprendente!, ¿verdad?
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1.3 Radiaciones Ionizantes
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Ionización y excitación: efectos provocados por la interacción de la radiación con los átomos de los materiales.
La acción de ionizar un átomo rompe su equilibrio eléctrico Resultado: un electrón suelto y un átomo que le falta un electrón, al que se le llama ion positivo
Este desequilibrio electrónico afecta las propiedades químicas del átomo
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¿Cuándo es Radiación
Ionizante?
• Cuando tiene la energía
suficiente para provocar
cambios en los átomos de la
materia con la que interactúa
Electrón libre
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1.4 TIPOS DE RADIACIONES
RADIACIONES IONIZANTES
Alta energía
RADIACIONES NO IONIZANTES
Baja energía
Partículas:
α++ alfa
β+ Beta positiva
β- Beta negativa
Ondas electromagnéticas:
Rayos X
Rayos gamma γ
Ondas electromagnéticas:
Ultravioleta
Visible
Infrarrojo
Láser
Microondas
Radiofrecuencia
Onda Acústica: Ultrasonido
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Partículas alfa
Partículas Beta
Neutrones
Rayos gamma
Rayos X
Tipos de
radiaciones ionizantes
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Cada una con características diferentes y distinto poder de penetración
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1.5 LA IRRADIACION
Este proceso se utiliza para obtener cambios físicos, químicos o biológicos en un producto objetivo.
Las fuentes de energía para el proceso son:
Radiación Gamma del Cobalt-60
Haces de Electrones generados en máquinas
fuente que aceleran electrones a altos niveles
de energía (5-10 MeV)
Máquinas generadoras de rayos-X de energías
menores a 5 MeV (no son de uso común)
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Comparación fuentes de radiación gamma y el
acelerador de haz de electrones
Propiedad Rad. gamma Haz de electrones
Energía Fija Variable 0.05–10 MeV
Razón de Dosis Baja (<1 kGy/h) Alta ( 1 kGy/sec)
Penetración Grande Pequeña
Emisión de rad. Isotrópica Unidireccional
Operación Continua Switch ON/OFF
Eficiencia del campo Baja Alta
Control Simple Complejo
Confiabilidad Muy alta Alta
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2. LA RADIACTIVIDAD
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2.1 ¿QUÉ ES LA RADIACTIVIDAD?
• La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables", es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares
• Los isótopos para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética
• Es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, que son capaces de transformarse en núcleos de átomos de otros elementos.
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Transformación nuclear
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Desintegración radiactiva
• La Actividad de un material radiactivo es el número de desintegraciones por segundo, estas cantidades son por lo regular extremadamente grandes
• La unidad de actividad es el Curie:
1 Ci = 3.7 X 1010 desintegraciones por segundo
• La vida media de un material radiactivo es el tiempo que se requiere para que un 1/2 de la muestra decaiga en otro elemento ó isótopo.
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El tiempo de vida media
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2.2 EL Cobalto-60
• Un isótopo radioactivo producido deliberadamente, que tiene una vida media de 5.26 años
• Una fuente de energía eficiente y segura para procesamiento con rayos gamma
• Se usa en muchas diferentes aplicaciones
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Emisión de Rayos Gamma por el Co 60
Núcleo Madre inestable de Cobalto-60
Núcleo Hija Níquel-60
Partícula Beta
Rayos Gamma
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3. LA IRRADIACIÓN
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3.1 Descripción
¿Qué es la irradiación?
• Es el proceso mediante el cual se expone deliberadamente en forma controlada un material a la acción de una fuente radiactiva
• La radiación (cantidad de energía
depositada) se controla, es decir se DOSIFICA
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Un alimento expuesto a radiación ionizante
Radiación ionizante
Co-60 Cs-137 E-beam Rayos-X
Fuente emisora:
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¡El chile no se desintegra!
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• Proceso físico comparable con la pasteurización,
enlatado o congelación de alimentos
• Proceso en frío que no deja residuos químicos
• Consiste en la aplicación de una cantidad de energía,
exactamente controlada, durante un tiempo
determinado.
• La aplicación debe ser suficiente para desbacterizar
o esterilizar, sin afectar el estado físico o frescura
(en el caso de alimentos)
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• Los rayos gamma son muy penetrantes su energía promedio es de 1.3 MeV. Esta energía puede ser absorbida
• DOSIS: cantidad de radiación absorbida en cualquier material (Gray)
• DOSIMETRÍA: acción de determinar la dosis absorbida por un producto determinado en una posición fija utilizando un dosímetro.
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Dosis de radiación
absorbida:
el Gray
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Una dosis de 1 Gray corresponde a depositar 1 joule de energía por kilogramo de materia (por ejemplo en un tejido vivo)
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3.2 La irradiación Gamma: Unidades
Dosis absorbida Radiactividad
Unidad Gray (Gy) Curie (Ci) ó Curio (Ci)
Definición 1 Gy = 1 J/kg 1 Ci = 3.7 X 1010 desintegraciones
por segundo
Unidad
anterior
rad Becquerel (Bq)
1 Bq = 1 desintegración/seg
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4. LA IRRADIACION INDUSTRIAL
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4.1 Componentes básicos de un
irradiador industrial
• Fuentes de radiación
• Cámara (cuarto) de irradiación
• Escudo biológico (blindaje) del cuarto de irradiación
• Sistema de seguridad radiológica
• Cuarto de control
• Sistema de manejo de materiales (transporte de productos hacia y desde el cuarto de irradiación)
• Áreas de carga y descarga de productos
• Equipos auxiliares.
• Sistemas de tecnología de la información
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Esquema de la
Instalación de Irradiación
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Descarga Producto
Carga Producto
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Irradiador gamma industrial categoría IV
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Cortesia de Vikram Kalia –MICROTROL, INDIA
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Acelerador de haz de electrones
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Un acelerador de haz de electrones es un equipo capaz de acelerar dichas partículas a altas velocidades para conseguir las mejoras mencionadas.
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4.2 Características de la radiación
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La característica básica de la radiación es que para producir la ionización requiere de una cantidad determinada de energía
La energía debe estar concentrada en espacios muy pequeños para poder transmitirse a los electrones atómicos
Los rayos X y los rayos gamma son ondas como la luz, que viajan sin transportar materia. Ambos tipos de rayos son idénticos, pero los Rayos X son producidos por movimientos de los electrones en las orbitas del átomo, y los Rayos Gamma son producidos en el núcleo del átomo.
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Fuentes de radiación ionizante
• Radiación gamma proveniente de radioisótopos Cobalto 60 ó Cesio 137
• Haces de electrones (E-beam /aceleradores), energía máxima 10 MeV
• Rayos X (aceleradores de electrones + convertidor e-rayos X, metálico), energía máxima 7.5 MeV
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Preparación: Se forma polvo de cobalto-59, 99.9% puro en forma de perdigones & cilindros recubiertos de níquel Los cilindros o perdigones se ensamblan en lápices (barras fuente) y se colocan en haces Los haces de cobalto-59 se ensamblan en barras de ajuste del reactor para ser expuestas a flujos de neutrones
4.3 ¿Cómo se produce el Cobalto-60?
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43
En procesos industriales la radiación se obtiene
principalmente de fuentes de Co 60
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Configuración fuente-producto
• Irradiador de Cobalto-60 o El producto es
colocado en todas las posiciones alrededor de la fuente
o Se puede emplear una variedad de diseños de transporte del producto
Cobalto-60
Producto
44 MIAS_ININ_2014
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Instalación de las fuentes de Cobalto 60, C188
45
(MDS Nordion, Canada)
Después de su vida útil, las fuentes son
devueltas al fabricante.
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4.4 Aceleradores de partículas
Pueden generar radiación ionizante en la forma de haces de electrones o rayos X.
Trends in radiation sterilization of health care products. IAEA, Vienna 2008.
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Aceleradores…
• Existen con diferentes energías: Baja 0.4 a 0.7 Media 1 a 5 MeV Alta 5 a 10 MeV
• El Público los acepta con mayor facilidad.
• Se adaptan fácilmente a procesos de manufactura.
• Ofrecen razones altas de dosis.
• Los electrones no tienen la penetración de los rayos gamma o X.
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4.5 Ventajas y beneficios
• En general no existen restricciones de empaque,
excepto en el caso de Haces de electrónes
• Es efectivo y rápido
• Tratamiento en el empaque final: previene la posible
contaminación bacteriana posterior
• No requiere cuarentena post-proceso: el producto se
puede consumir de inmediato
48
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49
Beneficios en los alimentos,
• Reduce el riesgo de enfermarse por ingestión de alimentos (reduce y destruye los organismos patógenos).
• Reduce su descomposición (destruye los organismos de descomposición / se retarda la descomposición).
• Reduce las pérdidas prematuras por maduración, germinación ó brotes (ajos, cebollas, papas).
• Reduce el uso de fumigantes y pesticidas tradicionales.
• Libera los productos alimenticios de organismos nocivos a plantas y productos derivados de ellas.
Sanitarios
(salud humana)
Fitosanitarios
(salud de las plantas)
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5. MODO DE ACCIÓN DE LA RADIACIÓN
50 MIAS_ININ_2014
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Alta energía (Rayos gamma o X) saca electrones de sus órbitas rompiendo los enlaces químicos.
Los electrones libres pueden a su vez sacar otros electrones de sus órbitas (cascada de electrones) antes de ser finalmente capturados por un ión.
núcleo
electrón alta energía
5.1 Modo de acción de la irradiación
51
Entre más grande sea la molécula, hay mayor probabilidad de ser afectada
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52
La célula y el ADN
El daño directo al ADN por la radiación ionizante se manifiesta frecuentemente como roturas en las cadenas
El daño indirecto causado por los radicales formados por la irradiación resulta también en roturas en las cadenas y además remoción de las bases
Las roturas en las cadenas, especialmente en las dos, son más difíciles de reparar que otros daños al ADN
ADN (2 nm diametro)
Super estructura (200 nm diam)
Cromátida (700 nm diam)
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Efectos biológicos :Desinfección/Esterilización
• Acción Directa - El ADN
usualmente se hace inoperable.
• Acción Indirecta Se estima que un
Gray de dosis absorbida produce 100 000 ionizaciones en un volumen de 10 micras cúbicas.
53
e-
H
O
H
OH·
e-
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5.2 En insectos:
El daño molecular causado por la irradiación puede hacer al insecto incapaz de completar el desarrollo y/o reproducirse (efectos directos).
La irradiación también crea radicales inestables que causan daños adicionales al insecto (efectos indirectos).
Es por eso que la irradiación en la presencia de oxígeno y agua causa mayor daño. La cantidad de oxígeno se puede controlar a cierto nivel, pero no el agua, la sustancia mas común en las células.
54 MIAS_ININ_2014
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El organismo repara algo del daño al ADN. La vida evolucionó expuesta a bajos niveles de irradiación y otras fuentes de daño celular.
Es normal que cada célula sufra cientos de miles de lesiones moleculares cada día (daño al ADN, ARN, enzimas y proteínas), debido al metabolismo y factores ambientales, como la luz ultravioleta y otros químicos.
Los sistemas de reparación celular constantemente buscan daño celular y lo reparan. Algunos sistemas de reparación son inducidos por el daño.
La irradiación fitosanitaria es efectiva cuando el número de lesiones moleculares excede significativamente la tasa de reparación.
5.3 Sistemas de Reparación de ADN
55 MIAS_ININ_2014
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56
Pupa normal de Rhagoletis
Pupa deformada por la irradiación
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5.4 Irradiación vs contaminación radiactiva
Irradiación: La radiación deposita
energía en el cuerpo irradiado. Ejemplo: Radiografía
57
Contaminación radiactiva: Presencia de sustancias radiactivas en seres vivos, objetos o en el medio ambiente. Ejemplo: Gammagrafía Ósea
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Usos benéficos de la radiación en procesos
médicos
58
Ionizante • Rayos-X
• Tomografía computarizada
• Medicina nuclear
No ionizante • Ultrasonido
• MRI (Imagen con resonancia magnética)
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Es importante enfatizar que la radiación gamma no produce activación de los materiales sobre los que actúa. Esta radiación deposita energía sobre los materiales pero no los convierte en radiactivos.
59
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6. TECNOLOGÍA DE IRRADIACIÓN.
SITUACIÓN ACTUAL
60 MIAS_ININ_2014
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Los mecanismos de control son necesarios para separar áreas
geográficas que tienen la presencia de plagas.
La globalidad no sólo se percibe: se vive.
• El intercambio comercial se incrementa.
• Las barreras entre países parecen no existir.
El consumidor demanda productos de calidad (alimentos sanos y nutritivos, etc.)
Uso de productos químicos en la agricultura y esterilización:
• precursores cancerígenos
• impacto ambiental.
61 MIAS_ININ_2014
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La energía atómica esta también presente
Centrales Nucleares
• Energía abundante
• Desarrollo económico
Tecnologías de radiación
• Salud
• Alimentación
• Ambiente limpio
Seguridad y salvaguardias
• Protección radiológica
• No proliferación de armas
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ECU8020/0101, M. ALCERRECA, DIC.2011
Impacto de la tecnología nuclear en los EEUU
(según modelo de multiplicación económica)
1991 1995
Ventas (B $) Empleos (M) Ventas (B$) Empleos (M)
Tecnología de Radiación
257 3.7 331 4.0
Centrales Nucleares
73 0.4 90 0.4
Totales 330 4.1 421 4.4
Referencia: Global 2003, November 16-20, 2003
Cortesía Dr. S. Sabharwal
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6.1 Situación actual de la
tecnología de irradiación
• Existen más de 200 irradiadores gamma en operación en cerca de 60 países.
• Antes de 1980 instalaciones de hasta 1MCi de capacidad.
• Después de 1980 instalaciones hasta 3 MCi de capacidad.
• Después de 1990 las capacidades han aumentado hasta 6MCi
• Hay más de 1200
aceleradores operando.
• Producen electrones o rayos X.
65 MIAS_ININ_2014
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66
2. Óxido de etileno vs radiación ionizante
Óxido
de etileno
Radiación gamma
Haz de electrones/
Rayos X
Tipo de proceso Por
lotes Continuo Continuo
Tiempo Sí Sí Sí
Temperatura Sí No No
Presión Sí No No
Vacío Sí No No
Concentración Sí No No
Envoltura especial
Sí No No
Humedad Sí No No Fuente: IonMed.
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Es difícil obtener datos precisos sobre la
cantidad de alimentos irradiados en el mundo,
tenemos algunos datos de 2005
Cortesía Dr. Carl Blackburn
Technical Cooperation Division
IAEA
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Cantidades de productos irradiados 405 000 toneladas irradiadas en 2005
Especias / vegetales
deshidratados 46%
186 000 t
Otros alimentos 4%
17 000 t
Ajo y papas 22%
88 000 t
Carnes & mariscos
8%, 33 000 t
Granos & frutas
20% 82 000 t Cortesía Dr. Carl Blackburn
Technical Cooperation Division
IAEA MIAS_ININ_2014 68
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Porcentaje (en peso) de alimentos
procesados por continente en 2005
Europa 4%
Otros (Sudáfrica,
Ucrania, Israel) 22%
America (Brasil,
Canada, USA) 29%
Asia y Oceania
45%
China 36%
EUA 23%
Ucrania 17%
Brasil 6%
Cortesía Dr. Carl Blackburn
Technical Cooperation Division
IAEA MIAS_ININ_2014 69
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14
12
2
1
5
31
10
120
40
India
Mas de 200 instalaciones de Irradiación Gamma en más de 60 países
Cortesia de Vikram Kalia -MICROTROL
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7.0 Aplicaciones Diversas
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7.1 Esterilización de productos desechables de uso médico y clínico
El principal uso de la energía ionizante a nivel mundial lo constituye la esterilización de productos para medicina, para el cuidado de la salud y para uso veterinario. El 60% del material médico desechable que se utiliza en el mundo es esterilizado con energía ionizante. Los productos farmacéuticos y los ingredientes utilizados en su elaboración pueden ser tratados exitosamente con energía ionizante a fin de mantenerlos esterilizados.
72
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• ¿Qué es la esterilización?
Definiciones
Esteril: Libre de organismos vivos Esterilización: Proceso en el que se matan ó remueven microorganismos de un producto para asegurar que es esteril
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CONSIDERACIONES VAPOR ÓXIDO DE ETILENO RADIACIÓN GAMMA
1. DISEÑO DE PRODUCTO
Sin cavidades herméticas
Sin cavidades herméticas
No hay restricciones
2. MATERIALES DE COSNTRUCCIÓN
Satisfactorio para la mayoría de los materiales excepto para aquellos sensibles al calor o humedad
Satisfactorio para la mayoría de los materiales.
Satisfactorio para la mayoría de los materiales.
3. EMPAQUE DE PRODUCTO
Materiales permeables o proceso de sellado secundario.
Prevenir la expansión del empaque durante el vacío.
El sellado deberá resistir la compresión del vacío.
Materiales permeables o proceso de sellado secundario.
Prevenir la expansión del empaque durante el vacío.
El sellado deberá resistir la compresión del vacío.
No hay restricciones
Comparación de métodos de esterilización
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Los productos farmacéuticos y los ingredientes utilizados en su elaboración pueden ser tratados
exitosamente con radiación gamma para su esterilización.
7.2 OTROS USOS IMPORTANTES
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Cremas, pinceles y polvos de uso cosmético, en aquellos casos en que la integridad del producto puede estar
comprometida por contaminación microbiana, son tratados con
radiación gamma.
Cosméticos
77 MIAS_ININ_2014
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En general, los plásticos tratados con radiación son más durables y más resistentes tanto a las altas temperaturas como a la acción del fuego.
Envases
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La aplicación de radiación gamma asegura la esterilidad de los productos empacados en materiales como nylon y polietileno o cartón o papel kraft.
Productos empacados
Si estos empaques son herméticos, los productos transportados o almacenados en ellos permanecerán estériles hasta que el empaque sea abierto y el material quede expuesto al aire.
79 MIAS_ININ_2014
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La industria automotriz y la de la construcción tienen demandas cada vez mayores de piezas de plástico de tamaño considerable, existe un interés creciente en la utilización de radiación gamma, ya que con ella se pueden tratar componentes de espesores y densidades diferentes.
7.3 automotriz y la de la construcción
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Procesamiento de lana cruda para eliminar parásitos. Tratamiento de gemas de topacio para resaltar su color. Descontaminación de documentación archivada y de piezas arqueológicas.
NUEVAS APLICACIONES
81 MIAS_ININ_2014
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Preservación de la madera por destrucción de insectos y moho. Descontaminación de colmenas. Esterilización de residuos biológicos contaminantes recolectados en los puertos y aeropuertos internacionales, provenientes de los viajes de barcos y aeronaves.
82 MIAS_ININ_2014
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7.4 Alimentos frescos, semiprocesados y deshidratados
• Desbacterización
• Aumento de vida de anaquel
• Retardo en maduración
• Tratamiento fitosanitario
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84
Irradiación de alimentos: El Problema – La solución
• Solamente en los E.U., se presentan alrededor de 325,000 hospitalizaciones y 5,000 muertes por año a causa de enfermedades ocasionadas por los alimentos.
• La irradiación en dosis apropiadas pueden matar bacterias, plagas, parásitos y extender la vida de anaquel de los alimentos.
• Se ha incrementado la aceptación de la irradiación como medida de control fitosanitario, esto a propiciado la exportación de fruta irradiada de Australia, India, Mexico, Pakistan, Tailandia, Vietnam y los EU.
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Patógenos no deseables
E. coli 0157:H7
Salmonella spp.
Listeria monocytogenes
Campylobacter jejuni
Vibrio spp.
Toxoplasma gondii
Cyclospora / Cryptosporidium
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Si no, el costo será caro: • Enfermedades • Perdida de empleo • Hospitalización • Incapacitación • Mala Publicidad • Perdida de comercio • Mala reputación • Problemas legales • Muerte
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Necesitamos estar totalmente seguros de que esa hamburguesa esta libre de bacterias mortales!!!
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¿Qué incidencia se tiene?
La punta de un iceberg
No sabemos con seguridad cuántas personas se intoxican con alimentos contaminados porque las
enfermedades transmitidas por los alimentos rara vez se reportan
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¡ También los alimentos para
mascotas deben ser sanitizados
por dos razones evidentes !
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8. DOSIS DE TRATAMIENTO TÍPICAS
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PRODUCTO Y APLICACIÓN DOSIS (kGy)
Esterilización de artículos médicos > 25.0
Esterilización de artículos para laboratorio y empacados
10.0 – 15.0
Esterilización de materias primas para fármacos > 10.0
Esterilización de materias primas para cosméticos 10.0
Conservación de antigüedades, colección de plantas secas y archivos
10.0
Desbacterización de alimentos deshidratados 10.0
Descontaminación de alimentos para animales 10.0
8.1 Valores de dosis promedio usuales
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8.2. Aplicaciones para la
conservación de alimentos
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Las Aplicaciones de dosis
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7.1 Beneficios Dosis (kGy) Productos
Dosis bajas (hasta 1 kGy)
Inhibición de brotes 0.05-0.15 Papas, cebollas, ajos, jengibre
Des-infectación de insectos y parásitos
0.15-0.5 Cereales, frutas frescas y secas, carnes y pescados secos, carne de puerco fresca
Retraso de maduración 0.25-1.0 Frutas y verduras frescas
Dosis medias (1 a 10 kGy)
Extensión de la vida de anaquel
1.0-3.0 Pescado fresco, fresas, champiñones
Eliminación de organismos patógenos
1.0-7.0 Mariscos frescos y congelados, carnes de pollo y de res crudas o congeladas
Mejoramiento de propiedades tecnológicas de los alimentos
2.0-7.0 Uvas (incremento en el rendimiento del jugo), verduras deshidratadas (reducción del tiempo de cocimiento)
Dosis altas (mayores de 10 kGy)
Esterilización industrial (en combinación con calentamiento)
30-50 Carne de res, de pollo, mariscos, alimentos preparados, dietas de hospitales.
Descontaminación de aditivos e ingredientes de alimentos
10-50 Especias, preparaciones enzimáticas, goma natural
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Cuidados en el proceso de irradiación
Mediante protocolos adecuados y establecimiento de las dosis máximas, evitar:
Cambios no deseados del sabor y olor
Modificaciones en la textura
Reducción del contenido de algunas vitaminas
Pérdida de las propiedades funcionales importantes
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Más beneficios Menos contaminación microbiana
Evitar pérdidas post cosecha
Más disponibilidad de alimentos
Dependiendo del alimento, mejora propiedades funcionales como:
Rehidratación más rápida
Reducción en el tiempo de cocimiento
Aumento de la digestibilidad
Reducción en la viscosidad
Mejor Calidad
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9. REALIDADES, RETOS Y
CONCLUSIONES
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REALIDADES • El producto irradiado no se vuelve radiactivo
• El uso de productos irradiados no produce cáncer
• La fuente radiactiva no ocasiona una explosión o accidente que contamine el ambiente, es imposible
• La irradiación gamma es una tecnología limpia y segura
• Se cuenta con aprobaciones y normativa mundial para su aplicación
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9.1 Hechos relevantes: • La disponibilidad de alimentos no está resuelta. • La FAO reconoce que las pérdidas post-cosecha
afectan sustancialmente la producción de cereales, y de frutas y hortalizas.
• El intercambio comercial crece. Se regula a través de controles fitosanitarios.
• Los países en desarrollo exportan grandes cantidades de producto en busca de mayor rentabilidad.
• La irradiación es una alternativa que cuenta con el respaldo de la International Plant Protection Convention (IPPC) y del Codex Alimentarius.
• Es una opción aprobada por U.S. Food and Drug Administration (USDA).
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9.2 seguridad alimentaria
La FAO en sus proyecciones para el 2050, pronostica un incremento del 100% de la demanda actual de alimentos, de la cual el 70% estarán bajo algún procesamiento.
Actualmente hay mayor preocupación en los consumidores por las enfermedades causadas por los alimentos
Se exige el cumplimiento de estándares a la industria de
alimentos
Los productores necesitan evitar rechazos de productos para
mantenerse en el negocio
Los brotes epidemiológicos que se presentan llevan a litigios a productores y consumidores
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Organización Mundial por la Salud (OMS) Organización de las Naciones Unidas para la
Alimentación y Agricultura (FAO) Codex Alimentarius Administración de Drogas y Alimentos (US FDA) Departamento de Agricultura de los Estados Unidos
(USDA) American Medical Association American Dietetic Association La Academia Americana de Pediatría Cámara Americana en Ciencias y Salud (American
Council on Science & Health)
100
9.3 Quién Apoya y Aprueba la utilización de la irradiación de alimentos?
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• Codex General Standard on the Labelling of
Pre-packaged Foods (provisions related to the
labelling of irradiated foods).
• Codex General Standard for Irradiated Foods.
• Codex Recommended International Code of
Practice for Radiation Processing of Food.
• General Codex Methods for the Detection of
Irradiated Foods.
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“La irradiación es el proceso más estudiado en la historia de la
humanidad para asegurar la sanidad de
los alimentos.”
102
Dr. Michael Osterholm
Ex-Epidemiólogo del Estado de Minnesota
Minneapolis Star Tribune
(Agosto 31, 1997)
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RETOS • Hay mucho que desarrollar en aspectos sanitarios y
fitosanitarios
• Se necesitan nuevos tratamientos que remplacen a los fumigantes prohibidos (bromuro de metilo), para facilitar el intercambio comercial y asegurar la calidad de los productos y la seguridad cuarentenaria.
• Trabajar en investigación, desarrollo de normas y su armonización WTO-FAO-WHO ( Organizaciones: Mundial de Comercio, de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura y la Mundial de la Salud )
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• Desarrollo de alimentos irradiados para pacientes inmuno-comprometidos y otros tipos de grupos objetivo potenciales
– Dietas completamente esterilizadas
– Dieta limpia (neutropenia)
Calor x Irradiación
La irradiación aumenta las opciones ( por ejemplo fruta fresca y ensalada fresca) Beneficios en la Salud = psicológicos + nutricionales
104
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• Convencer a los gobiernos y los consumidores: algunos consumidores y los minoristas tienen duda de la seguridad del proceso.
• Ampliar Tratamiento: La Convención Internacional de Protección Fitosanitaria sólo ha aprobado un puñado de dosis - se necesita más investigación.
• Disponibilidad de las instalaciones – Promover la inversión para la construcción de instalaciones dedicadas al tratamiento de los productos frescos en dosis bajas en las regiones que más lo requieran.
• Reducción de Costos - La irradiación es más cara que la de los tratamientos alternativos (fumigación química, almacenamiento en frío). Pero la inversión inicial para las instalaciones de irradiación se recupera con altos volúmenes de producción, y en algunos casos no habrá otra alternativa disponible.
• Tratamientos alternativos de irradiación: Debido a la preocupación con la seguridad y el transporte de fuentes gamma, se necesita más investigación sobre el uso de haces de electrones y tecnologías de rayos x. 105
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Conclusiones • Las bondades de esta tecnología son de gran utilidad
para los procesos de esterilización, santización y
desbacterización
• Su utilización es segura: sus beneficios están
respaldados por más de 50 años de uso
• No sólo contribuye a la inocuidad de los alimentos sino
además hace posible el acceso de ellos a mercados
lejanos en donde pueden obtenerse beneficios
económicos adicionales
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A todos por su atención,
gracias
www.inin.gob.mx
I N I N
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