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

“ 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)

fc 6 MIAS_ININ_2014

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.

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)

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

14 MIAS_ININ_2014

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

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)

MIAS_ININ_2014 18

19

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

20

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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.

21 MIAS_ININ_2014

22

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.

23 MIAS_ININ_2014

24

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

28 MIAS_ININ_2014

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!

• 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)

• 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.

32 MIAS_ININ_2014

Dosis de radiación

absorbida:

el Gray

33

Una dosis de 1 Gray corresponde a depositar 1 joule de energía por kilogramo de materia (por ejemplo en un tejido vivo)

MIAS_ININ_2014

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

34

4. LA IRRADIACION INDUSTRIAL

35 MIAS_ININ_2014

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

36 MIAS_ININ_2014

Esquema de la

Instalación de Irradiación

37

Descarga Producto

Carga Producto

MIAS_ININ_2014

Irradiador gamma industrial categoría IV

38

Cortesia de Vikram Kalia –MICROTROL, INDIA

MIAS_ININ_2014

Acelerador de haz de electrones

39

Un acelerador de haz de electrones es un equipo capaz de acelerar dichas partículas a altas velocidades para conseguir las mejoras mencionadas.

4.2 Características de la radiación

40

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.

MIAS_ININ_2014

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?

42 MIAS_ININ_2014

43

En procesos industriales la radiación se obtiene

principalmente de fuentes de Co 60

MIAS_ININ_2014

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

Instalación de las fuentes de Cobalto 60, C188

45

(MDS Nordion, Canada)

Después de su vida útil, las fuentes son

devueltas al fabricante.

MIAS_ININ_2014

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.

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.

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

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

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

MIAS_ININ_2014

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)

MIAS_ININ_2014

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

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

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

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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

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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.

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6. TECNOLOGÍA DE IRRADIACIÓN.

SITUACIÓN ACTUAL

60 MIAS_ININ_2014

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

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

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

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

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.

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

MIAS_ININ_2014 67

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

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

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

MIAS_ININ_2014 70

7.0 Aplicaciones Diversas

71 MIAS_ININ_2014

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

• ¿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

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

MIAS_ININ_2014 74

75

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

76 MIAS_ININ_2014

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

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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

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

80 MIAS_ININ_2014

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

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

7.4 Alimentos frescos, semiprocesados y deshidratados

• Desbacterización

• Aumento de vida de anaquel

• Retardo en maduración

• Tratamiento fitosanitario

MIAS_ININ_2014 83

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.

MIAS_ININ_2014

Patógenos no deseables

E. coli 0157:H7

Salmonella spp.

Listeria monocytogenes

Campylobacter jejuni

Vibrio spp.

Toxoplasma gondii

Cyclospora / Cryptosporidium

85 MIAS_ININ_2014

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!!!

MIAS_ININ_2014

¿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

MIAS_ININ_2014 87

88

¡ También los alimentos para

mascotas deben ser sanitizados

por dos razones evidentes !

MIAS_ININ_2014

89

8. DOSIS DE TRATAMIENTO TÍPICAS

MIAS_ININ_2014

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

MIAS_ININ_2014 90

8.2. Aplicaciones para la

conservación de alimentos

MIAS_ININ_2014 91

92

Las Aplicaciones de dosis

MIAS_ININ_2014

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

MIAS_ININ_2014 93

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

94 MIAS_ININ_2014

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

95 MIAS_ININ_2014

9. REALIDADES, RETOS Y

CONCLUSIONES

MIAS_ININ_2014 96

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

97

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).

98 MIAS_ININ_2014

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?

MIAS_ININ_2014

• 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.

101

“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 )

103 MIAS_ININ_2014

• 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

MIAS_ININ_2014

• 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

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

106

A todos por su atención,

gracias

www.inin.gob.mx

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