Vladimir Orsag/docente UMSA
En las últimas semanas hemos escuchado hablar al gobierno sobre la necesidad de implementar la energía nuclear para producir electricidad y así convertir al país en un Centro Energético en América del Sur. Sin embargo, considerando que el país tiene otras opciones más seguras y debido a que las heridas del desastre de Chernóbil/Ex Unión Soviética y el reciente accidente nuclear de Fukushima/Japón están aún frescas por sus consecuencias ambientales y sobre la salud de miles de personas, es importante discutir este proyecto con la seriedad del caso.
Las técnicas nucleares e isotópicas son utilizadas con fines pacíficos en todo el mundo gracias al apoyo y capacitación que presta el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), las mismas que han ayudado a resolver múltiples problemas en diferentes campos de la agropecuaria, hidrología, geología, arqueología, salud y otras especialidades.
Es importante mencionar que el uso las técnicas nucleares en Bolivia, no es nada nuevo, en razón de que se las utiliza en la salud (rayos X) desde hace varias décadas y hace aproximadamente 30 años, se ha iniciado el uso de algunas técnicas con fines pacíficos en diferentes especialidades (salud, agricultura, física y otros) en el Instituto Boliviano de Técnicas Nucleares (IBTEN), creado a principios de los años 80 en reemplazo de Comisión Boliviana de Energía Nuclear (COBOEN). Sin embargo, esta institución no tiene el apoyo suficiente en el país para poder cumplir con sus objetivos.
Considerando que en el área rural de Bolivia, existen una serie de problemas para logar una producción estable y satisfactoria, debido a la baja fertilidad de nuestros suelos y a los procesos de degradación a que están sometidos (erosión, salinización/alcalinización y otros), presencia de plagas y enfermedades y por otro lado a la escasez de recursos hídricos, -condiciones que están empeorando con el cambio climático-, es importante el uso de herramientas precisas, rápidas e inocuas en la búsqueda de soluciones para el agro, no solo desde el punto de vista técnico, social y económico, sino también ambiental.
Como el gobierno nacional pretende lograr la soberanía alimentaria (producción de alimentos en cantidad y calidad para todos los bolivianos) con políticas para apoyar la revolución productiva, debido a los problemas mencionados, la investigación agropecuaria es muy importante y estas técnicas podrían ayudar en algunos casos para lograr estos propósitos debido a sus ventajas en relación a otras técnicas.
Si bien este tema es complejo, es importante indicar que para su uso seguro y eficaz, es imprescindible que los profesionales de las diferentes especialidades tengan una base teórica de física nuclear y cursos de seguridad radiológica.
Muchas veces se piensa que la energía nuclear está relacionada solamente con las bombas atómicas y su uso para producir energía eléctrica, sin embargo, no es así. Cerca de un 87% de la radiación que recibe nuestro cuerpo es de origen natural, es decir, no tiene que ver con los reactores o plantas nucleares.
Desde el nacimiento de la tierra, ha existido radiación, por lo tanto, en el aire, en rocas, suelos y otros elementos y materiales que nos rodean existe radiación de manera natural. Solamente una pequeña parte de la energía nuclear que recibimos y utilizamos está relacionada con actividades humanas e industriales. Por ejemplo, todos estamos relacionados en medicina con los rayos X.
Lastimosamente la energía nuclear y la radioactividad que produce la no se puede ver, tocar ni oler y esto puede ser un problema en caso de no tener el suficiente conocimiento y preparación para su uso. Algunos materiales radioactivos o isotopos emiten radiación de manera espontánea en forma de partículas o rayos alfa, beta y gamma. Esta radiación puede traspasar una plancha de cartón, en algunos casos se puede frenar con una plancha de aluminio, pero en otros casos (gamma) esta radiación puede traspasar una plancha de plomo. Ante esta situación, una exposición muy prolongada y bajo determinadas circunstancias pueden ser peligrosas y sus riesgos no se pueden tomar a la ligera, ya que puede provocar desórdenes en las células del cuerpo humano, enfermedades y daños, en algunos casos fatales. Por ello, es muy necesario tomar muy en cuenta esta situación y más aún si hablamos de una central nuclear, donde países como la Ex Unión Soviética, a pesar de su tecnología, experiencia y capacidad de sus profesionales, no supo evitar el fatal accidente de Chernobil que costó y sigue provocando la muerte de miles de personas.
Es muy común, -cuando se habla de energía nuclear-, referirse a los isótopos ambientales, (hidrógeno, carbón, nitrógeno y otros como el oxígeno). Cuando se habla, por ejemplo del agua, sólo se menciona al hidrógeno como uno de sus componentes, y no se indica que este elemento puede estar reemplazado por alguno de sus isótopos ambientales como el deuterio y tritio. Estos isotopos tienen algunas variaciones en relación al hidrogeno normal. El núcleo normal del hidrogeno consta de un sólo protón, el núcleo del deuterio está compuesto por un protón más un neutrón, mientras que el núcleo del tritio está conformado de un protón más dos neutrones.
Un producto de los rayos cósmicos que nos rodean es el hidrógeno3, (tritio) que se origina principalmente por transmutación del nitrógeno atmosférico. Este isotopo puede pasar a formar parte de las moléculas de agua, tanto del mar, como de la lluvia y así permite determinar su procedencia. De la misma manera el isotopo del carbón (C14) es utilizado ampliamente en la datación en arqueología.
TÉCNICAS NUCLEARES EN LA AGRICULTURA
En la actualidad es muy común en el mundo utilizar técnicas nucleares en la agricultura.
Por ejemplo en la búsqueda de variedades más productivas o resistentes a las sequias, heladas u otros. Con ayuda del cobalto 60, se puede bombardear las semillas para provocar diversas mutaciones de carácter fortuito, cambios que con los sistemas tradicionales de fitomejoramiento, no se podría obtener fácilmente o tardarían mucho tiempo.
Las semillas irradiadas luego son sembradas para observar los posibles cambios que han sufrido (precocidad, resistencia, vigorosidad y otros) y luego si presentan algunas ventajas son multiplicadas con técnicas de la agricultura convencional para tratar de obtener plantas que pueden ayudar mejorar sus rendimientos, resistentes a las sequías, a las heladas etc.
En el Instituto Boliviano Ciencia y Tecnología Nuclear (IBTEN) y concretamente en su Centro de Investigaciones Nucleares, ubicado en Viacha, se han realizado algunas pruebas de este tipo, bombardeando semillas de quinua con el fin de obtener nuevas variedades que sean resistentes a la salinidad de los suelos, heladas y déficit hídrico que existe en el Altiplano Central. Estas técnicas podrían ser muy útiles para buscar algunas nuevas variedades, más aun si se consideran los cambios climáticos que se están dando en esta región y los procesos de acumulación paulatina de sales y/o sodio que están sufriendo amplias zonas de la llanura fluvio lacustre del Altiplano.
Por otro lado es muy común utilizar técnicas nucleares para el control de plagas y enfermedades como el caso de la mosca de la fruta, debido a las grandes pérdidas en los rendimientos y en la calidad de los frutos, que ocasionan pérdidas económicas considerables en muchos países del mundo. El método consiste en los bombardear a los insectos machos o hembras con la finalidad de convertirlos en infértiles y así al soltarlos al medio disminuyan su reproducción. Es necesario mencionar que estas técnicas no provocan efectos radiactivos en las personas que consumen los alimentos producidos o tratados.
También se utilizan estas técnicas para evitar pérdidas post cosecha de los alimentos, en razón de que los alimentos tratados con estas técnicas ayudan a protegerlos contra el efecto de algunas bacterias u otros.
Si bien en Europa, EEUU y Japón, existen normas muy exigentes de calidad de los alimentos, aquellos tratados con estas técnicas no son observados, en razón de que son inocuos para la salud en comparación al uso de productos químicos que se utilizan para proteger los alimentos que se exportan. Actualmente existen a nivel mundial una serie de dosis recomendadas que se pueden utilizar para proteger alimentos de origen vegetal y animal. En consecuencia los alimentos tratados con estas técnicas son más sanos y económicos y además es posible lograr que tengan mayor durabilidad.
La tecnología nuclear también se utiliza ampliamente en la pecuaria para hacer estudios relacionados a la fecundidad de las hembras y digestibilidad de los forrajes con ayuda de marcadores isotópicos, ayudando de esta manera a mejorar la reproducción y nutrición de los animales.
Los aspectos relacionados a la baja fertilidad de los suelos es un tema muy importante que es estudiado a nivel mundial con ayuda de técnicas nucleares. Las técnicas nucleares nos permiten marcar con isótopos ambientales algunos fertilizantes. Por ejemplo, los fertilizantes nitrogenados, antes de su aplicación al suelo, pueden ser marcados con N15, que emite una determinada radiación, la que puede ser detectada y medida en las plantas y cultivos y de esta manera saber qué % del fertilizante ha sido utilizado por la planta y la cantidad que ha quedado en el suelo o se perdió por volatilización o lixiviación.
Estos estudios permiten evaluar detenidamente las fuentes de fertilizante, épocas y formas de aplicación más adecuados y eficientes para un determinado cultivo, tipo de suelo y clima. Estos estudios además permiten determinar las cantidades óptimas que se deben aplicar en una época evitando pérdidas innecesarias por volatilización y lixiviaciones de los fertilizantes y sus nutrientes hacia las napas freáticas y la consiguiente la contaminación del medio ambiente.
En vista de que el país está construyendo una fábrica de úrea, un fertilizante químico nitrogenado ampliamente utilizado en el país y en el mundo, que en la actualidad es importado de los países vecinos, es posible que su costo sea menor y su uso se masifique. Sin embargo preocupa que este fertilizante de N no se utilice considerando aspectos técnicos como contenidos del nitrógeno en el suelo, requerimientos del cultivo y condiciones climáticas. El uso de los nutrientes de manera eficiente y adecuada, es posible con ayuda de técnicas nucleares que permiten marcar los fertilizantes nitrogenados con su isotopo N15-
Gran parte de los suelos del país es de baja fertilidad natural, como en el caso del norte de La Paz (San Buenaventura). En esta región se está construyendo el complejo agroindustrial y un ingenio azucarero en base al cultivo de caña de azúcar, que se caracteriza por sus altos requerimientos de nutrientes como K, Ca, P y Mg (principalmente estos últimos tres). Estos nutrientes se encuentran en cantidades bajas en los suelos de la zona por lo que es muy probablemente para lograr la producción de caña en estos suelos ácidos se requiera aplicar fertilizantes químicos. Contar con un centro de investigaciones en esta zona sería de gran necesidad para buscar alternativas para su producción sostenible, como el uso eficiente de los fertilizantes químicos y evitar el uso excesivo de estos, los mismos que podrían volatilizarse, lixiviarse, pasando a las aguas subterráneas, ríos, lagos y contaminar el medio ambiente en general. Considerando las altas precipitaciones que existen en esta zona.
El nitrógeno 15 también se puede usar para evaluar la fijación del nitrógeno atmosférico por algunas leguminosas, familia botánica que albergan a las únicas plantas que fijan el nitrógeno atmosférico con ayuda de algunas bacterias que viven en simbiosis en sus raíces.
De la misma manera, el fosforo 32, puede ser utilizado para el marcaje de los fertilizantes fosfóricos y mejorar su eficiencia de uso por los cultivos del país, considerando que este nutriente junto con el nitrógeno, son deficitarios en nuestros suelos. Ambos métodos han sido utilizados en pruebas efectuadas en cultivos de papa, cebada y otros en el Altiplano boliviano.
Esta técnica también podría ser utilizada para evaluar la disponibilidad y aprovechamiento del fósforo por las plantas de la roca fosfórica que existe en algunas zonas del país como El Chapare y así limitar su importación y disminuir los costos de producción.
Estas técnicas también se pueden utilizar en física de suelos, especialmente para evaluar la dinámica del agua en los suelos, su disponibilidad, evaluar métodos de riego para aplicar láminas de agua adecuadas, balances hídricos y otros. En el país existe un déficit hídrico entre 5 a 7 meses al año, las propiedades de los suelos del país no son las más adecuadas, debido a los bajos contenidos de materia orgánica y otros factores que impiden que tengan una buena estructuración, lo que impide su infiltración y almacenamiento en los suelos perdiéndose por escurrimiento y aprovechamiento por los cultivos. Por lo tanto el uso de técnicas nucleares en estudios de física de suelos es importante, más aun si se considera los cambios climáticos que están ocurriendo.
Es muy común el uso de la sonda neutrónica para evaluar la dinámica del agua en el perfil el suelo o su aplicación eficiente. La medición del agua en el suelo con ayuda de la sonda neutrónica tiene varias ventajas entre las que destacan: precisión, rapidez (en algunos segundos, se mide la humedad del suelo en un mismo lugar y se evita errores relacionados a la variación espacial del terreno). Con los métodos tradicionales la medición es morosa y dura bastante, como mínimo cerca de 8 horas y además se altera el terreno de estudio con el muestreo de suelos.
En el altiplano boliviano se ha estudiado la variación espacial y temporal del contenido de humedad a diferentes profundidades y se ha evaluado diferentes épocas de preparación y protección del suelo sobre el almacenamiento de agua, resultados que podrían servir en la actualidad para determinar estrategias ante el cambio climático.
Estas técnicas también se pueden utilizar para medir la densidad aparente de los suelos, que es una propiedad física que nos permite determinar la porosidad, el comportamiento del agua en el suelo y los problemas relacionados al uso excesivo de la maquinaria agrícola y otros usos inadecuados que alteran el buen funcionamiento de este.
Las técnicas nucleares también se pueden utilizar en hidrología para determinar la dirección de los flujos de agua, el estado de los acuíferos, zonas de recarga y otros parámetros importantes de las aguas subterráneas. En Oruro se ha utilizado esa tecnología para determinar si los acuíferos que proveen de agua a la ciudad son confinados o tienen relación con las aguas de lluvia u otros. Este estudio realizado hace unos 25 años ha permitido determinar que los acuíferos no son confinados y que además no tenían contacto con las aguas de las minas aledañas o con las aguas superficiales de sus llanuras. Sin embargo por el crecimiento que tiene esta ciudad es necesario hacer estudios complementarios.
Estos estudios son de gran importancia en el país, si se toma en cuenta que si bien estamos entre los países que poseen grandes cantidades de agua (entre los 10 primeros a nivel mundial), estamos alrededor del puesto 70 en calidad de agua debido a problemas de contaminación natural o por las actividades mineras y otras causas.
Por otro lado las técnicas nucleares también se pueden utilizar para realizar estudios sobre erosión de suelos. Actualmente el IBTEN, la Facultad de Agronomía y el INIAF vienen evaluando en la zona del Intersalar (zonas quinueras) la pérdida de suelos debido a la ampliación de la frontera agrícola, para lo cual se está capacitando a los técnicos de estas instituciones y equipando a los laboratorios del IBTEN, por lo tanto esta técnica podría ser utilizada para evaluar la pérdida de suelos en otras zonas del país.
CONCLUSIONES
La energía nuclear con fines pacíficos, concretamente en la agricultura, es utilizada a nivel mundial. Es una herramienta muy importante, que permite solucionar muchos problemas, ha conseguido mejorar rendimientos, reducir plagas y enfermedades, y determinar prácticas de manejo para el uso eficiente de fertilizantes, agua y otros.
En Bolivia el IBTEN, representante nacional de la OIEA, recibe capacitación, equipamiento y otros, sin embargo, no tiene el apoyo estatal suficiente para salarios, infraestructura y para encarar trabajos de investigación.
Las técnicas nucleares en la agricultura y otras ciencias se usan desde hace más 30 años en investigación, varios docentes de la carrera de Física y de Agronomía están ligados a estos estudios. Ahora que la UMSA está retomando este tipo de investigaciones se necesita se coordinen trabajos para resolver los múltiples problemas que hay en la agricultura, tomando en cuenta que si queremos lograr la soberanía alimentaria en el país se necesita invertir en investigación permanente y continua.
Bibliografía:
Orsag, V -1987
“Las Propiedades Físicas de los Suelos y su Determinación con Técnicas Nucleares en el Altiplano Central” 4p. Oruro .
Lizarazu, J – Aranyossy, J- Orsag, V – Salazar, J. – 1987
“Estudio Isotópico de la Cuenca de Oruro – Caracollo (Bolivia). Isotope Techniques in Water Resources Development. Proceedings of a Simposium 30 March – 3 April. IAEA – UNESCO. p. 301 – 315. Viena.
Orsag, V -1988
“La Influencia del Suelo sobre la Eficacia de la Fertilización”. Boletín del Colegio de Ingenieros Agrónomos – La Paz 3 p.
Orsag, V -1990
“Determinación de las Variaciones de Almacenamiento de Agua en un Suelo Typic Paleargid del Altiplano Central con Ayuda de Técnicas Nucleares”. Ecología en Bolivia n°13. p. 1-10. La Paz – Bolivia.
Orsag, V -1990
“Estudio Preliminar del Régimen Aéreo de un Typic Paleargid del Altiplano Central. Ecología en Bolivia n° 13. p. 11-22. La Paz – Bolivia.
Orsag, V -1990
“Efecto de un Manejo Agrícola Alternativo de un Aridisol del Altiplano Central de Bolivia sobre el Almacenamiento de Agua en el Suelo. Ecología en Bolivia n°13. p. 23-32. La Paz, Bolivia.
Pascuali, C.J 1987
Aplicación del P-32 en el Cultivo de Papa para Conocer el Aprovechamiento del Superfosfato Simple. Centro de Investigaciones Nucleares de Viacha.IBTEN.
Pascuali, C.J . 1982.
Aprovechamiento de la Fijación del Nitrógeno Atmosférico en la Azolla Anabaena (AA) sobre la base del N-15. Laboratorio de Seibersdorf. Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).
Pascuali, C.J
Aprovechamiento de la Roca Fosfatada como fertilizante en el cultivo de la cebada y la aplicación de técnicas isotópicas P-32. Laboratorio de Seibersdorf.Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA).
Pascuali, C.J . 1994 Aplicación del Cesio 132 (Cs-132) en Estudios de Erosión de Suelos. Caso de Bolivia. Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS) Yves sur Ivettes – Francia.
