ENERGÍA NUCLEAR

Dr. Héctor David NAKAYAMA

CEMIT-DGICT-UNA

Las alteraciones climáticasAsociadas a los cambiosGlobales que se han venidoproduciendo en los últimosaños, parecen afectarconsiderablemente elrégimen pluviométrico enmuchos países, trayendocomo consecuencia una mayor frecuencia de eventos de sequías severas y prolongadas, lo cual se ha convertido en uno de los factores que mayores daños provoca en la productividad de diversos cultivos.

Otro aspecto importante a considerar es que el efecto del calentamiento global del planeta, también tiene influencia en la salinización de los suelos por el mal manejo del agua de riego y la excesiva evapotranspiración. Todos estos efectos negativos han determinado una preocupación global de diversas instituciones como la FAO y los gobiernos, reflejados en la Cumbre Mundial de la Tierra en 1992 y la creación de diversos fondos para iniciar trabajos de investigación que mitiguen estos daños.

A partir de la Cumbre Mundial de la Tierra en 1992, se puso de manifiesto la necesidad de tener en cuenta la relación existente entre el desarrollo económico y la protección de los ecosistemas naturales. Dentro de los recursos naturales a proteger en dichos ecosistemas se encuentra el agua. Se estima que en el 2025, podrían ser 3 mil millones de personas las que carecerían de agua para usos esenciales.

Por consiguiente, hay que pasar a una nueva cultura en el uso del agua, aumentando la racionalidad y la eficiencia en su empleo, por lo que la obtención de variedades adaptadas a las condiciones de bajos suministros de agua puede contribuir a incrementar la producción de alimentos en condiciones de estrés hídrico y a preservar el agua y suelo para las futuras generaciones.

8000 A.C. Mesopotamia recolección de semillas

para replantación

6000 A.C. Babilónicos cerveza

4000 A.C. China queso y yogur

2300 A.C. Egipcios pan con levadura

400 A.C. Egipcios vinagre

1590 Zacarias Janssen microscopio

1665 Robert Hooke célula

1856 Gregor Mendel teorías de la herencia

1861 Luis Pasteur Microbiología

1919 Karl Ereky (Ing.

Húngaro)

Biotecnología

1953 James Watson y

Francis Crick

ADN

1965 Robert W. Holley

(Nobel)

genoma de levadura de

77 bases

1970 Har Gobind

Khorana

reconstruyó un gen

1973 Stanley Cohen y

Herbert Boyer

Tecnología para

Recombinación de

ADN

1976 Har Gobind

Khorana

síntesis de ADN

(206 bases)

1976 Robert Swanson y

Herbert Boyer

Genetech

“La Biotecnologíaconsiste en la utilización de organismos vivos o parte de ellos o de compuestos obtenidos de éstos para obtener productos o procesos tecnológicos de utilidad para el humano”

Disciplinas y ciencias: biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, química, medicina, veterinaria, abogacía, sociología, entre otras.

El conocimiento acumulado relacionado con las técnicas de cultivo de tejidos se ha aplicado exitosamente en la modificación de los genomas vegetales. Hoy, genes útiles pueden sertransferidos a las plantaspara desarrollar nuevosgenotipos mejorados.

Áreas con cultivos OGM (2005)

Los cinco países que producen más del 95% de OGM

Otros países con OGM comercializados

Puntos naranja: países con campos experimentales

La palabra "nuclear" ha tenido una connotación negativa prácticamente desde el inicio de esa tecnología. De inmediato vienen a la mente las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki y el accidente de la planta nuclear de Chernobyl. Es, por supuesto, una energía que puede causar graves daños si no se la manipula con todas las precauciones, y recordemos que el primer uso que se le dio fue bélico.

Se ha tomado conciencia global de los peligros que la energía atómica trae al ser mal utilizada, y de ser considerada un arma, se ha pasado al polo opuesto: ahora se la ve como una poderosa herramienta que, en tiempos de paz, puede brindar bienestar al ser humano a través de múltiples aplicaciones.

Es una de las aplicaciones más comunes de la energía nuclear, con el empleo de isótopos

radioactivos, variaciones electromagnéticas y emisión de radiaciones

en general, en áreascomo diagnóstico

y terapia.

Medicina

Un ejemplo son los radiofármacos o trazadores, que son sustancias que al ser introducidas en el cuerpo pueden ser seguidas desde el exterior. El trazador se fija en un tejido, órgano o sistema determinado y se pueden obtener imágenes de ellos. De esta manera, estos radiofármacos han permitido el diagnóstico precoz en patologías óseas, cardiología y oncología, así como infecciones y nefrología. Además, tenemos los ejemplos más conocidos de diagnóstico por rayos X y resonancia magnética nuclear, y tratamientos como la radioterapia para combatir el cáncer.

Quizás la másempleada en fines nobélicos. El calordesprendido de lasreacciones de fisiónpuede utilizarse parahacer hervir agua, demodo que el vapormueva una turbina conectada a un alternador que produce energía eléctrica. Se trata de un proceso muy eficaz, ya que un kilogramo de uranio produce en una central nuclear la misma cantidad de energía que la combustión de 17 toneladas de carbón en una central térmica.

Electricidad

Entre los países que utilizan ampliamente energía nuclear para la generación de electricidad se encuentran

En menor proporción le siguen Suiza, Ucrania, Eslovenia y Corea. En Latinoamérica utilizan energía nuclear de potencia Argentina en un 9%, Brasil un 4% y México un 5%*.

Francia 78 %

Eslovaquia 57%

Bélgica 56v%

Japón 25 %

Estados Unidos 20 %

Suecia 50 %

* Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA)

Se utilizan técnicas nucleares para la detección y análisis de diversos contaminantes. A través del Análisis por Activación Neutrónica, que consiste en irradiar una muestra para luego ver su emisión de espectro y así saber qué elementos componen la muestra y en qué concentración. Así se pueden detectar situaciones de contaminación por dióxido de azufre, derrames de petróleo o descargas gaseosas a nivel del suelo; monitorear contaminación de aguas y estudiar el smog generado por las ciudades.

Medio Ambiente

Desde hace mucho tiempo, se ha tratado de inducir mutaciones bajo control experimental para así lograr nuevas características hereditarias en una población.El término mutación fue utilizado por primera vez a principios del siglo pasado por Hugo de Vries refiriéndose a los cambios de aparición súbita que él observaba en experimentos con plantas del género Oenothera, y que afectaban los factores heredables.

Por el fenómeno de mutación se origina en primera instancia la variabilidad genética.Las tasas de mutaciones que ocurren en la naturaleza suelen ser muy bajas, salvo situaciones especiales dadas por ejemplo por genotipos mutadores. Sin embargo, esa frecuencia puede aumentarse artificialmente varios cientos de veces y ello puede ser de gran utilidad para el mejoramiento de plantas cultivadas, dado que es un proceso para el que es fundamental la disponibilidad de variabilidad genética.

Hugo de Vries ya había predicho a principios del siglo pasado la posibilidad de inducir mutaciones artificialmente, e incluso su posible utilidad para el mejoramiento genético, pero recién en los años 20, Stadler trabajando con radiaciones ionizantes en cereales hizo un trabajo pionero que dio las bases experimentales de la mutagénesis inducida en plantas.

cebada maíz trigo avena

AÑO 1930 1980 1995 2008

Variedades liberadas

1 225 1.700 3.000

175 especies cultivadas

60 países

Número de cultivares liberados

Número de cultivares por países

País Cantidad

China 741

India 340

Japón 233

Rusia 214

Alemania 176

Holanda 176

USA 128

Entre los cultivos mejorados por mutaciones inducidas se encuentran los principales cereales y oleaginosas, así como, numerosas especies de hortalizas y cultivos industriales.

Los caracteres que han sido mejorados son muy diversos, tales como tolerancia a herbicidas o a estrés bióticos o abióticos, calidad nutricional o industrial, etc. Por ejemplo en soja se liberaron comercialmente 90 mutantes, las características que más veces se mejoró en soja es el acortamiento del ciclo (31 cultivares precoces), también se han inscripto numerosos cultivares de soja con mayor rendimiento, mayor resistencia o tolerancia a enfermedades, mejor arquitectura de planta o mejores características del grano (contenido de aceite o proteínas, color, tamaño).

A diferencia de la tecnología OGM, muy criticada en Europa, la mutación inducida no introduce materia genéticamente modificada ajena a la planta. Lo único que hace es reorganizar su identidad genética para mejorar por ejemplo su rendimiento, su sabor, su tamaño o su resistencia a virus o parásitos, según Lagoda. Además, la técnica en cuestión no deja radiación residual en la planta.

La inducción de mutaciones con rayos gamma, combinada con adecuados protocolos de selección constituye una valiosa herramienta para la obtención de nuevas variedades de alto potencial productivo en condiciones de estrés hídrico.

Agentes Mutagénicos Físicos:

Existen distintos tipos de radiaciones ionizantes que al atravesar la materia producen iones radicales inestables y electrones libres, los que afectan las bases del ADN.Los rayos X y los gamma son las radiaciones ionizantes que más se han utilizado para inducir variabilidad en fitomejoramiento.Los rayos X tienen menor penetración que los gamma, pero ambos tienen capacidad de penetrar varios mm a cm. Esto los hace adecuados para tratar semillas o yemas vegetativas.

Pastura con mayor superficie radicular

Pastura

Tolerantes a estrés hídrico por exceso de agua

Soja con aumento del número de vainas

Mandioca tolerante a la sequía

Tomates

Tolerantes a la sequía

Color

Tamaño

Frijoles

Tolerantes a la sequía

Arroz

Mayorproducción