9 770210 136004

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ENERO 20035,50 EURO

DE LAS PROFUNDIDADES DE LA TIERRA A LAS PROFUNDIDADES DEL SISTEMA SOLAR

Colisión estelarColisión estelar

Células dendríticas

Gladiadores:un nuevo orden de insectos

Reglas del mundo cuántico

Procesos electrónico-vibracionales

Terrorismo radiactivo

La lengua originariade los europeos prehistóricos

Células dendríticas

Gladiadores:un nuevo orden de insectos

Reglas del mundo cuántico

Procesos electrónico-vibracionales

Terrorismo radiactivo

La lengua originariade los europeos prehistóricos

22

Enero de 2003 Número 316

Armas radiactivasMichael A. Levi y Henry C. Kelly

Las “bombas sucias” proyectarían polvoradiactivo sobre las ciudades. Habría pánico,aumentaría la incidencia del cáncer y senecesitarían costosas operaciones de limpieza.

Colisiones estelaresMichael Shara

El choque de dos estrellas debe de ser unespectáculo maravilloso. Creíase que se tratabade un fenómeno imposible, hasta que lainquisición en ciertas aglomeraciones de lagalaxia ha revelado su cadencia normal.

14

SECCIONES3

HACE...50, 100 y 150 años.

4APUNTES

30CIENCIA Y SOCIEDAD

Calisto, un océanoen sus entrañas... Proteínas

BAG... Premios Rolexa la iniciativa 2002...

Inestabilidad genómica.

36DE CERCAManglares:

los bosques inundados.

El largo brazodel sistema inmunitarioJacques Banchereau

Las células dendríticas atrapana los invasores y comunican al sistemainmunitario cuándo y cómo deberesponder. De ellas depende la eficaciade las vacunas y en ellas se confíapara potenciar la inmunidad contrael cáncer.

6

SECCIONES82

CURIOSIDADES DE LA FÍSICAFuerzas de marea,

por J.-M. Courty y E. Kierlik

84JUEGOS MATEMÁTICOS

El número de oro,por Juan M. R. Parrondo

86IDEAS APLICADAS

Radar meteorológicopor Mark Fischetti

88NEXOS

Salsa boloñesapor James Burke

90LIBROS

Ilustración... Agresividad...Estación Espacial.

96AVENTURAS PROBLEMÁTICAS

Billar perfecto,por Dennis E. Shasha

38 Gladiadores:un nuevo orden de insectosJoachim Adis, Oliver Zompro,Esther Moobolah-Goagoses y Eugène Marais

El misterio encerrado en un trozo de ámbardel Báltico se resuelve en una montaña deldesierto de Namibia con un descubrimientoque ha revolucionado la sistemática de losinsectos.

44 Reglaspara un mundo cuántico complejoMichael A. Nielsen

El entrelazamiento y la criptografíaindescifrable son sólo muestras de loque podría llegar a ofrecer el nacientecampo de la información cuántica.

54 Procesos electrónico-vibracionalesRoberto Acevedo

La naturaleza e implicacionesdel acoplamiento electrónico-vibracional,o vibrónico, hallan su explicaciónen el acoplamiento entre iones nuclearesy electrones.

72 De las profundidades de la tierraa las profundidades del sistema solarMario Trieloff y Tilman Althaus

La investigación de los gases noblesguardados en las rocas del interiorde la Tierra informa acerca de los primerostiempos del sistema solar.

62 La lengua originariade los europeos prehistóricosEl vascón fue la lengua originariadel continenteElisabeth Hamel y Theo Vennemann

Tres cuartos de nuestros genesproceden de los protovascosElisabeth Hamel y Peter Forster

Portada: Don Dixon

COLABORADORES DE ESTE NUMERO

Asesoramiento y traducción:

J. Vilardell: Armas radiactivas, Hace..., Curiosidades de la físicae Ideas aplicadas,; M.ª Rosa Zapatero: Colisiones estelares; EstebanSantiago: El largo brazo del sistema inmunitario; Xavier Bellés:Gladiadores: un nuevo orden de insectos; Ramón Pascual: Reglaspara un mundo cuántico complejo; Juan Acordagoicoechea: La lenguaoriginaria de los europeos prehistóricos; Teodoro Vives: De las pro-fundidades de la tierra a las profundidades del sistema solar;A. Garcimartín: Nexos; Luis Bou: Aventuras problemáticas

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Difusióncontrolada

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, enero, 2003 3

...cincuenta años

RADIOTELESCOPIOS. «Conformese ha ido trazando el mapa del fir-mamento con mayor detalle graciasa radiotelescopios de creciente po-der separador, ha resultado más pa-tente que las regiones con mayoresconcentraciones de estrellas gene-ran las radioondas más intensas.Incluso en nuestro presente estadode incertidumbre acerca del origende las radioondas, esa ligazón esde la mayor importancia para la as-tronomía. Las investigaciones pre-cisan de un poder separador muyalto y ello requiere radiotelesco-pios de gran tamaño. El nuevo te-lescopio del observatorio de Jo-drell Bank, de la Universidad deManchester, se basa en el radiote-lescopio que allí lleva en uso va-rios años, pero será mucho mayory podrá apuntarse a cualquier por-ción del firmamento.»

TRATAMIENTO DE LA ESQUIZO-FRENIA. «Ante lo abrumador delproblema, hoy la mayoría de los psi-quiatras se inclina por recurrir alos tratamientos, rápidos y drásti-cos, desarrollados durante los últi-mos veinte años, es decir, trata-mientos de choque de tipos diversos

(con electricidad, metrazol, insulina,anhídrido carbónico) o la lobotomíaprefrontal. Aunque producen unosefectos inmediatos espectaculares,tras años de experiencia parece ahoraclaro que sólo son temporales; unagran proporción de los pacientesrecae tarde o temprano. En los úl-timos diez años hay cada vez máspsiquiatras, especialmente los másjóvenes, que tratan la esquizofreniacon psicoterapia. En años recientesse ha demostrado que, contraria-mente a la primera conclusión deFreud, es posible conseguir una re-lación de transferencia aprovecha-ble entre un esquizofrénico y su te-rapeuta. El tratamiento dura al menosdos años, y con frecuencia más; re-sulta incomparablemente más caroque el rápido método de los trata-mientos de choque.»

...cien años

PRODIGIO INALÁMBRICO. «Desdeun árido promontorio situado enlas costas de levante de Cabo Bre-tón (Canadá), pocos días antes deNavidad, Guglielmo Marconi in-tercambió, gracias a la telegrafíasin hilos, mensajes de felicitacióncon algunas de las cabezas coro-nadas de Europa. Que el brillante

joven anglo-italiano esté hoy pre-parado para transmitir mensajes co-merciales de un lado a otro delAtlántico debe considerarse sin dudacomo el logro científico más nota-ble del año.»

UTIL PARA BORRACHOS. «En laFeria de los Tenderos de Londresse ofreció un premio de 250 libraspor una lámpara de keroseno que nopresentase peligro, esto es, para quie-nes emplean las lámparas cual pro-yectiles. El deseo de los directoresera conseguir una lámpara barata,que pudiera venderse hasta en losdistritos más pobres y usarse conla máxima seguridad. Uno de losproblemas más graves de Londresera proteger de sí mismos a losafligidos de embriaguez. Era su de-seo dar con una lámpara que, arro-jada por un borracho a su mujer oa sus hijos, se apagase automática-mente, de modo que el individuo,aunque por desgracia lastimase asu esposa, no quemara a la vez lacasa y prendiera fuego a los hijos.»

...ciento cincuenta años

FRUTOS DE LA INDUSTRIA. «ElProvidence Journal (Rhode Island)se lamenta, con voz pesarosa, deldesordenado avance del lujo: ‘Lasuma hoy necesaria para que unajoven pareja se instale en un hogarhabría resultado una fortuna parasus abuelos. Los muebles, la vaji-lla y las insensatas fruslerías con lasque toda recién casada piensa quedebe decorar su casa, puestos a in-terés en valores bancarios, equi-valdrían a una hermosa previsiónante los desastres financieros. Elgusto por muebles ostentosos es delo peor y más vulgar. Quien noprefiera el tictac del reloj de paredtras la puerta antes que un ampu-loso reloj de repisa francés en cadahabitación de su casa, no merece sa-ber la hora del día.’ Aunque esta-mos de acuerdo con algunas de susobservaciones, disentimos de otras.Nos agrada el progreso en la edifi-cación, en el vestir y en todo loque no sea inmoral.»

HACE...

El tratamiento de choque de la esquizofrenia pierde aceptación, 1953

4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, enero, 2003

APUNTES

Un asteroide con una envergadura de 25 a 50 kilómetros borraríade la faz de la Tierra a casi toda la especie humana. El mismo

daño podría hacer una piedra espacial de sólo cinco o diez metrosde diámetro si alguna nación presta a apretar el gatillo confundiesesu caída con un ataque nuclear. El general de las Fuerzas AéreasSimon P. Worden renovó esta vieja preocupación en una compare-cencia ante un subcomité del Congreso de los Estados Unidos. Revelóque un meteorito así ardió sobre el Mediterráneo el 6 de junio de2002, justo cuando la tensión entre la India y Pakistán, potencias nu-cleares ambas, estaba en lo más alto. Los satélites de alerta tem-prana divisaron el destello producido por la entrada de la roca, quegeneró una explosión comparable a la de Hiroshima. Si hubiese in-gresado en la atmósfera a la misma latitud, pero unas horas antes,quizá hubiera caído sobre la frontera entre la India y Pakistán y selo habría confundido con una detonación nuclear. Se han analizadolos datos de los satélites: unos trescientos meteoritos con un diá-metro entre el metro y los diez metros estallaron en la atmósfera su-perior en los últimos ocho años.

—Charles Choi

Durante el Mesozoico, mucho antes de que las balle-nas se enseñoreasen de los mares, unos reptiles ma-

rinos, los plesiosaurios, eran los gigantes oceánicos. Hacemucho que se quiere saber cómo capturaban sus presasestos animales, cuya morfo-logía hace pensar en un crucede jirafa y tortuga. Se creíaque los plesiosaurios de cue-llo más corto y cabeza ma-yor, los pliosauromorfos, es-taban capacitados para laspersecuciones a gran velo-cidad, mientras que a los ple-siosauromorfos, de cuellomás largo y cabeza menor,se les daba mejor cazar em-boscados.

F. Robin O’Keefe ha estu-diado la geometría de las ale-tas de aquellos reptiles. Ha

determinado que la baja razón entre largo y ancho de lasaletas de los pliosauromorfos optimizaba la maniobrabili-dad y el ataque —como las alas cortas y corpulentas delos halcones y los cazas—, virtudes oportunas para dar

alcance a presas veloces.Pero las aletas de los ple-siosauromorfos tenían unarazón de largo y ancho alta,comparable a la de las alasmás largas y finas de las ga-viotas y los bombarderos, idó-neas para los vuelos de largadistancia. O’Keffe sostiene,pues, que los plesiosauro-morfos no debían de andaral acecho, sino que navega-ban trechos muy largos enbusca de presas menores yno tan escurridizas.

—Kate Wong

PALEONTOLOGIA

Las aletas de los plesiosaurios

Imagine unos cubos de hielo que, en vez de subir a lasuperficie, se hundiesen como piedras al echarlos en

un vaso de agua. Altas presiones y temperaturas decasi –200 grados pueden formar un hielo así, un 25 %más denso que el agua líquida (el hielo ordinario es al-rededor de un 8% menos denso que el agua). Unoscientíficos británicos y australianos han establecido conhaces de neutrones que, a diferencia del hielo normal,éste tan denso es amorfo, como el vidrio y la mayor

parte del agua helada del universo. Se trata de laquinta forma de hielo amorfo descubierta (por trece ti-pos de agua cristalina). Si se supiese mejor cómo que-dan las moléculas atrapadas en esas estructuras, cabríaexplicar el comportamiento de los sistemas desordena-dos en general y en particular el del agua en sistemasque mantienen formas de vida con fríos extremos. Quizáhasta se verificase la hipótesis de que existe unasegunda forma de H2O. —Charles Choi

FISICA

Hielo que se hunde

Una estrella fugaz prodría ser confundidacon la explosión de una cabeza nuclear

OBJETOS CERCANOS A LA TIERRA

Falsos ataques nucleares

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Los plesiosaurios reinaron en los maresdel Mesozoico

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, enero, 2003 5

Se puede ya manejar un ordenador o cualquier otro disposi-tivo electrónico personal con un teclado de luz proyectado

sobre una mesa. Se basa en un procedimiento de identificaciónde movimientos tridimensionales, tarea para la que antes seempleaban dos cámaras; las imágenes que captaban se com-paraban píxel a píxel. Los ingenieros Nazim Kareemi, CyrusBamji y Abba Rafii han presentado en septiembre de 2002 unteclado virtual, el “teclado integrado Canesta” —ése es el nom-bre de la firma que han creado—, con una unidad de percep-ción del tecleado que no actúa de esa manera. Consta del pro-yector de teclado —utiliza un láser de nueve milímetros de lado—,de una fuente de infrarrojos y de un sensor. La fuente, cilín-drica, de 6,5 milímetros de diámetro, emite un haz de luz in-frarroja que rebota en los objetos y vuelve al sensor, una ba-tería de cien por veinte píxeles fotosensibles no mayor que unguisante. Cuando se enciende la luz, se pone en marcha un cronómetro en cada píxel, que se detiene cuando vuelvela luz. El tiempo se convierte en distancias, las recorridas por la luz antes de incidir en algo, por ejemplo un dedoque toca una de las teclas virtuales. La colección de distancias proporciona un mapa tridimensional del área barrida,cosa que el dispositivo hace más de 50 veces por segundo. Como el proyector de teclado, la luz infrarroja roza lasuperficie de la mesa. Se espera que el dispositivo de Caneca cueste sólo unas decenas de euros.

—Mike May

Un teclado virtual de luz

INFORMATICA

Teclados virtuales

Un equipo encabezado por la bióloga molecular Pamela C. Yelick, del Instituto Forsyth de Boston, extrajo seis muelas inmaduras a

seis lechones de seis meses y las disolvió en enzimas. Dispuso lascélulas procedentes del caldo resultante en un andamiaje de polímerobiodegradable y las implantó en los abdómenes de ratas desinmuni-zadas, cerca de tejidos ricos en sangre. Al cabo de treinta semanasafloraron coronas molares de dos milímetros de ancho, completas,con cámaras de pulpa, raíces y capas óseas de dentina cubiertas deesmalte. Afirman que quizás se puedan cultivar dentro de diez añossustitutos de nuestros dientes perdidos, acaso con formas y tamañosa medida.

—Charles Choi

Sólo si uno de los dos individuos coopera se evitaráque ambos salgan escaldados, pero si uno coopera

y el otro no, éste se lo llevará todo y dejará al primerosin nada. Esta situación, o dilema del prisionero,expresa un obstáculo económico central con el que tro-pieza el establecimiento de la cooperación. Pero la coo-peración existe, y no sólo entre los seres humanos. Larepetición de la situación parece explicar cómo se llegaa aquélla: cada participante acaba por cooperar si elotro responde a sus acciones en cada repetición con re-ciprocidad, con un “donde las dan las toman”. Sin em-bargo, los estudios empíricos que intentan generar undilema del prisionero repetido efectuados con animalesarrojan que la cooperación que pueda surgir no es esta-ble. Una de dos: bien los animales aplican un descuentotemporal (una preferencia por lo inmediato) más fuerteque los seres humanos, bien no aplican la estrategia dela reciprocidad. Tres ecólogos de la Universidad deMinnesota, Stephens, McLinn y Stevens, han llevado a

cabo un experimento con arrendajos azules para calibrarel papel que le toca a cada uno de esos factores. Enuna pajarera, el salto del arrendajo ante un estímulo lu-minoso a uno de dos palos equivalía a que cooperaseo no. El estímulo luminoso le imponía al otro arrendajo,situado en una pajarera contigua de forma que el primeranimal viese qué hacía, una respuesta concreta (recí-proca o no, según eligiesen los experimentadores). Porotra parte, al primer arrendajo se le entregaba el pagopor sus acciones, bien de inmediato, bien de maneraacumulada —el pájaro iba viendo el monto creciente—tras varias repeticiones. La cooperación sólo resultabaestable cuando el descuento era bajo (se acumulabanlos premios) y el segundo pájaro respondía con recipro-cidad. Si no, la cooperación acababa desbaratándose.No garantiza su estabilidad la mera repetición, nisiquiera con reciprocidad. El problema estriba en descu-brir en la naturaleza, donde haya cooperación, qué dis-minuye el descuento en la medida suficiente.

ECOLOGIA Y TEORIA DE JUEGOS

El arrendajo azul y el dilema del prisionero

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REGENERACION DE TEJIDOS

No más dentaduras postizas

La explosión y la gran llamarada quela sigue son terribles, pero la ma-yoría de los residentes en el edificioestán ausentes, en su trabajo; nadieresulta gravemente herido. Un desfile

de coches policiales, ambulancias y camionesde bomberos se sube a los bordillos, acom-pañado de destellos de luces y resonar de si-renas. Los equipos de emergencia zigzagueanrápidamente entre fragmentos de escombroshumeantes y se preparan para entrar en el edi-ficio atacado.

De golpe, destella en el cuadro de sensoresde un camión de bomberos una luz de alarma.“¡Los detectores de radiación se han dispa-rado!”, exclama el conmocionado jefe de bom-beros. “¡Parece una bomba sucia!” La activi-dad cesa bruscamente y la alarma se extiendeentre el personal de los distintos equipos. Loque parecía un incendio normal es en realidadun ataque terrorista con un arma radiactiva.

Avisadas por radio, las agencias de controlde desastres envían al lugar equipos de miti-gación de radiaciones. El personal de rescatese pone rápidamente sus trajes protectores devivos colores. Los agentes de policía, conmáscaras antigás, comienzan a evacuar a losespectadores, pero la mayoría de los aterradosmirones ya se aleja corriendo, presas del pá-nico, con pañuelos sobre la boca.

El ingenio explosivo, con el aditamento decesio radiactivo, ha liberado una nube de polvotóxico. Cuando el viento la arrastra, la radia-ción cae sobre unas sesenta manzanas de la

ciudad. Edificios, aceras, calles y vehículosno tardan en cubrirse de residuos radiactivos.Cuando los sistemas de ventilación de los edi-ficios vecinos aspiran ese polvo, las personasinhalan pequeñas cantidades de partículas can-cerígenas.

Tras permanecer deshabitadas y en cuaren-tena durante un corto período, las inmedia-ciones se convierten en el campo de trabajode cuadrillas de operarios que descontaminanlas superficies con aspiradoras, chorros de aguay otros aparatos; la limpieza se prolongará largotiempo.

El incidente ha causado pocos daños perso-nales, la mayoría por accidentes de tráfico du-rante el frenético éxodo. Los residentes, me-drosos, se niegan a volver. Los ingresos de losnegocios y los valores inmobiliarios se des-ploman. Hay que demoler algunos edificios cer-canos a la zona cero. El costo final se eleva adecenas de miles de millones de euros.

Situaciones así podrían ser una realidad enun futuro no muy lejano. Defendernos de laamenaza de las armas radiactivas se ha con-vertido en una cruel necesidad. Los compo-nentes y conocimientos necesarios para pre-parar una bomba sucia están al alcance decualquiera. El arresto a principios del 2002del simpatizante de Al Qaeda José Padilla (Ab-dullah al Muhajir) bajo la sospecha de quetramaba construir y hacer estallar una bombasucia nos indica el interés en construir esa arma.

Un arma radiactiva, o bomba sucia, no essino un tosco dispositivo compuesto de ex-plosivos ordinarios, tales como TNT o una mez-cla de fuel-oil y fertilizante, a los que se hanañadido materiales de intensa radiactividad.Los explosivos generan un golpe de calor que

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, enero, 2003 7

ArmasradiactivasArmasradiactivas

1. VIENTO MALIGNO: El mayor peligro de una bomba sucia no es elestallido en sí, sino las partículas radiactivas que proyecta al aire.C

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Difundirían polvo radiactivo por las ciudades;

cundiría el pánico, aumentaría el número de casos de cáncer

y se necesitarían costosas descontaminaciones

Michael A. Levi y Henry C. Kelly

8 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, enero, 2003

vaporiza o convierte en aerosol el material radiactivoy lo dispersa por una zona muy extensa.

Los expertos en armas consideran que las bombasradiactivas, pese a su pobreza técnica, pueden ser efec-tivas y producir unos daños psicológicos tremendos,habida cuenta del miedo popular a las radiaciones in-visibles. Armas de desestructuración masiva, que no dedestrucción masiva, esos ingenios causarían grandesestragos económicos al convertir sus objetivos en zonasprohibidas durante largos períodos. Nunca se han usadolas bombas radiactivas, sobre todo porque durante mu-cho tiempo se las ha considerado inapropiadas para fi-nes militares: su efecto se demora demasiado y resul-tan demasiado impredecibles para decidir una batalla.

Aunque en principio parezca bastante sencillo, cons-truir y desplegar uno de esos ingenios es difícil. Nose trata sólo de envolver un cartucho de dinamita conmateriales robados. Un arma tan chapucera se limi-taría a esparcir grandes trozos de material; se redu-ciría la zona afectada y facilitaría la descontamina-ción. Eso sí, una bomba sucia es mucho más fácil deensamblar que un arma nuclear, aunque se requiere detodas maneras una pericia considerable. Un problemaimportante es que el constructor podría exponerse fa-talmente a isótopos radiactivos. Pero una dosis mortalde radiación quizá tarde semanas en surtir efecto; nodisuadiría a unos suicidas.

Hormigón armado radiactivo

En centenares de aplicaciones médicas, industrialesy académicas se emplean materiales muy radiac-

tivos. Sólo en EE.UU., hay del orden de dos millones

de fuentes de radiación ionizante, miles de las cualesson de buen tamaño. Sus usos comprenden la des-trucción de bacterias en los alimentos, la esterilizaciónde productos farmacéuticos, la aniquilación de célulascancerosas, la inspección de soldaduras, la prospec-ción petrolífera y la investigación en física e inge-niería nuclear. Durante las décadas de 1960 y 1970,el gobierno federal propició la distribución de isóto-pos del plutonio para la investigación. Gran parte deese material sigue allá adonde fue a parar porque elgobierno estadounidense no ha estado dispuesto a pa-gar su recuperación.

Hay fuentes de radiación ionizante —el cobalto 60,el cesio 137, el iridio 197— que emiten rayos gamma;otras, así el americio 241 y el plutonio 238, producenpartículas alfa. Esos materiales suelen ser caros. Lasautoridades supusieron siempre que sus propietariosya se cuidarían, por razones económicas, de no de-jarlos al alcance de los ladrones. Los responsablespolíticos no pensaban que fuese necesaria una mayorvigilancia de esas sustancias; nadie se arriesgaría aexponerse a los niveles de radiación letales que pro-ducen.

Pese a esas garantías, en chatarrerías, vehículos ydomicilios, tanto en EE.UU. como en Europa, se hanhallado abandonadas cantidades de material suficien-tes para construir bombas sucias. Según un estudio re-ciente de la Comisión Reguladora Nuclear de EE.UU.(NRC), desde 1996 la industria y las instalaciones deinvestigación americanas han perdido la pista de casi1500 aparatos que contenían piezas radiactivas; mu-chas bastarían para una bomba sucia. La mitad aún nose han recuperado. A principios del año pasado, se en-contró en una planta de reciclado de acero, entre lachatarra, una fuente radiactiva. Hace varios años, unacantidad de cesio radiactivo pasó, sin que lo detecta-ran, por una instalación de recuperación de material;acabó fundida y moldeada como barras de acero parael hormigón armado.

En junio pasado, la Agencia de Energía Atómicadeclaró que casi todos los países del mundo disponende los materiales radiactivos necesarios para construiruna bomba sucia. Más de cien naciones carecen delos controles suficientes para evitar el robo de esosmateriales. Un caso: a fines de 2001, dos leñadoresresultaron irradiados en la ex república soviética deGeorgia por un generador radiotérmico (una fuentegrande de estroncio 90 radiactivo) que hallaron en losbosques y emplearon como calefactor. En 1995 losrebeldes chechenos sembraron el miedo al dejar en unparque de Moscú un recipiente blindado de cesio 137(sustraído de un equipo de tratamiento del cáncer);informaron del lugar a los periodistas rusos. Ocho añosantes, unos chatarreros irrumpieron en una clínica on-cológica abandonada de Goiâna (Brasil) y robaron unaparato médico que contenía cesio radiactivo. A esafuente estuvieron expuestas unas 250 personas, de lasque ocho enfermaron y cuatro murieron. El incidenteprodujo 3500 metros cúbicos de desechos radiactivos—suficientes para cubrir un campo de fútbol hasta laaltura de las caderas— y dejó devastada la economíalocal.

BOMBAS SUCIAS Y BOMBAS NUCLEARESA veces se confunden las armas radiactivas con las armas nucleares

UNA BOMBA SUCIA es una suerte de dispositivo elemental dondeel TNT o el fuel-oil y explosivos de fertili-zantes se combinan con materialesmuy radiactivos. La bomba, unavez detonada, vaporiza o seconvierte en aerosol y lanza alaire los isótopos tóxicos.

UNA BOMBA DE FISION es un mecanismo más complejo, que sebasa en la creación de una reacción nuclear en cadena desbocadaen el uranio 235 o el plutonio 239. Un tipo de bomba de fisión constade un conjunto de largos conos de plutonio apuntados hacia dentro,rodeados por un caparazón de explosivo detonante. Cuando deto-

nan, los explosivos producen una onda dechoque implosiva que dispara los trozos

de plutonio sobre una esfera que con-tiene una pastilla de berilio/polonioen su centro; así se crea la masacrítica. La consiguiente reacción defisión hace que la bomba estallecon una fuerza tremenda; proyecta

al aire ondas electromagnéticas ypartículas radiactivas de alta energía.

Materiales radiactivos

Explosivosdetonantes

Núcleode berilio/

polonio

Explosivosdetonantes

Componentesde plutonio

Armadura pesada

SA

RA

CH

EN

Efectos de la radiación

Además de problemas sanitarios agudos —el malde radiación—, los materiales radiactivos produ-

cen cáncer. Cuantificar los niveles de irradiación pe-ligrosos es difícil; no se conocen con certeza sus efec-tos concretos sobre la salud.

Los efectos de la radiación suelen medirse en rem.Todos recibimos alrededor de un cuarto de rem al añopor exposición a las fuentes naturales, comprendidoslos rayos cósmicos y el uranio de los lechos graníti-cos. En general, las personas sometidas a 100 o másrem desarrollan radiopatías y requieren una atenciónmédica inmediata. La mitad de las personas expuestasa 450 rem muere en un plazo de 60 días. Incluso do-sis inferiores aumentan el riesgo de contraer cáncer.Por término medio, si 2500 personas se exponen asólo un rem, una de ellas morirá de cáncer inducido.

Científicos y legisladores hace tiempo que debatensobre los niveles de exposición tolerables. Las normasfederales prohíben que los trabajadores sometidos a irra-diación reciban más de cinco rem al año. La Agenciade Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) recomiendaabandonar las zonas contaminadas si las medidas des-contaminadoras no reducen el riesgo añadido de muertepor cáncer a un caso por cada 10.000 personas, apro-ximadamente. Ese riesgo añadido equivale a 25 radio-grafías de tórax en toda la vida o a una exposición ala radiación cósmica en Denver (en el interior, comocontraposición a estar en la orilla del mar) durante tresaños. Como regla, la NCR fija un umbral menos exi-gente, equivalente a un incremento del riesgo de muertepor cáncer de uno entre quinientos a lo largo de 50años. Pero tales estimaciones son discutibles, pues nohay estadísticas aceptables que muestren en qué cuantíaaumenta el cáncer como consecuencia de unos nivelesde irradiación bajos. Hoy en día, los expertos evalúanlos peligros de la exposición suponiendo que la pro-babilidad de desarrollar un cáncer disminuye en pro-porción a la radiación recibida. Presuponen tambiénque no hay un nivel mínimo inocuo.

Nube radiactiva en la ciudad

Para entender las repercusiones potenciales de unabomba sucia, examinamos toda una gama de ata-

ques verosímiles. Estudiamos cómo se dispersaría laradiación en diversas situaciones hipotéticas y calcu-

lamos la extensión de las zonas cuya contaminaciónsobrepasaría distintos umbrales de irradiación. Nosservimos del código informático HOTSPOT, desarro-llado en el Laboratorio Nacional Lawrence de Liver-more, que simula los movimientos de las partículas ra-diactivas. Los resultados del modelo los combinamosseguidamente con datos experimentales y teóricos so-bre los efectos de la radiación para evaluar los ries-gos relativos a la salud y la contaminación.

Una dispersión simulada depende de todo un con-junto de variables, entre las que se cuentan la hora deldía, el tiempo atmosférico, la velocidad del viento ylos métodos de dispersión. Así, unos vientos intensosesparcen los materiales sobre zonas más extensas y re-ducen la contaminación en cada punto concreto. Paraasegurarnos de que nuestras conclusiones no eran sóloel resultado de unas condiciones iniciales específicas,ejecutamos el programa para más de 100 situaciones

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, enero, 2003 9

MICHAEL A. LEVI y HENRY C. KELLY, físicos, traba-jan para la Federación de Científicos Americanos (FCA),una organización para la investigación y defensa legal consede en Washington que se interesa por la ciencia y lapolítica pública. Levi dirige el Proyecto de Seguridad Es-tratégica de la FCA y sus investigaciones se centran en lano proliferación nuclear y en la política de armas nuclea-res. Kelly es presidente de la FCA. Antes de ingresar enésta, fue director ayudante para la tecnología en la Ofici-na de Ciencia y Técnica de la Casa Blanca entre 1993 y2000. Los autores expresan su agradecimiento a Jaime Yas-sif, de la FCA, por haberles ayudado en la investigación.

Los autores

La piel y la ropabloqueanlos rayos alfa

RAYOS ALFA

RAYOS GAMMA

Los rayos gammapueden producirmutacionescarcinógenas

Los rayos alfapueden causarmutacionesgenéticas quedesemboquenen cáncer

La precipitaciónde partículas depolvo emisorasde rayos alfapuede llegar,por inhalación,a los pulmones

Los residuos radiactivoscaídos sobre el suelo

pueden emitir rayos gammaque penetren en el organismo

SA

RA

CH

EN

EFECTOS DE LA RADIACION SOBRE EL CUERPO HUMANO

LOS RAYOS ALFA generan mutaciones genéticas; las células sedividen rápidamente y convierten en cancerosas. Las partículassuspendidas en el aire que emiten rayos alfa se alojan en los pul-mones, donde dañan los tejidos internos y causan tumores.

Los rayos gamma, que penetran en el cuerpo, también producenmutaciones genéticas y cáncer.

de dispersión diferentes. Dada una fuente radiactivaconcreta, las variaciones en las condiciones ambienta-les alteraron nuestras estimaciones como mucho en unfactor de 10. Ese intervalo de error no afecta a lasconclusiones básicas, aunque sólo sea porque los dis-tintos factores tienden a compensarse unos a otros.Por cada factor que podría reducir a la mitad las con-secuencias de una bomba, hay otro que las duplicaría.

Si las personas próximas a una explosión no aban-donan la zona antes de que llegue la nube, inhalaránpequeñas partículas. Por incidentes pasados, sabemosque si el material es un emisor alfa, americio o plu-tonio por ejemplo, se alojará en los pulmones de lasvíctimas durante años e inducirá una irradiación alargo plazo. Pero si a los evacuados se los desconta-mina sin perder tiempo, con una limpieza concienzudade la piel y deshaciéndose de las ropas contaminadas,la exposición total será mínima.

El polvo producido por un arma radiactiva perma-necería atrapado durante largos períodos en las grie-tas y resquicios de los edificios, aceras y calles; partesería arrastrado a los interiores. Ciertos materiales quepodrían emplearse en un ataque radiactivo, como elcesio 137, se unen químicamente al vidrio, hormigóny asfalto. Más de 15 años después de la catástrofe dela central nuclear de Chernobil, sucedida en 1986, elcesio sigue adherido a las aceras de numerosas ciuda-des escandinavas, adonde lo llevó el viento. Por suerte,la exposición a las radiaciones que manan del sueloes bastante baja; aumentan el riesgo de cáncer en me-nos de un caso por cada 10.000 personas.

Si el material contiene emisores alfa, los riesgospara la salud a largo plazo proceden de respirar el polvoradiactivo suspendido en el aire por el viento, por los

neumáticos, por los peatones. En Kiev, a más de 100kilómetros de Chernobil, el polvo de las calles aúncontiene bajos niveles de plutonio. Si el material quequedase en la zona contuviera cesio 137 u otros emi-sores gamma, todos los que entrasen en ella se ex-pondrían a una radiación de baja energía que, a dife-rencia de los rayos alfa, traspasa la ropa y la piel.

Consideremos la dispersión de 3500 curios de cesio137 a causa de una explosión en la punta sur de laisla de Manhattan. Fuentes capaces de liberar tal ra-diación han quedado “huérfanas” en la ex Unión So-viética; recientemente, EE.UU. ha destinado 25 millo-nes de dólares para seguir, junto con Rusia, la pista aesos materiales. A unos terroristas que se hubiesen he-cho con una fuente de ese tipo les sería difícil mane-jarla; se necesitaría cierto blindaje para que el cons-tructor de la bomba no recibiese una irradiación quelo dejara incapacitado. Pero el cesio ya estaría en formapulverulenta; no sería muy difícil dispersarlo.

Si se hiciera estallar una fuente así, resultarían con-taminados, con un nivel superior a lo marcado por laEPA, unos 800 kilómetros cuadrados. El desastre notendría la magnitud del de Chernobil; en total liberaríamenos radiación, y ninguna en la forma de isótopospotentes de corta duración, como el yodo 131. Peropor lo estratégico del blanco, los estragos serían con-siderables. En un área de unas 20 manzanas, el riesgode morir de cáncer aumentaría entre los residentes (sino se descontaminase esa zona) en un caso por cadadiez en 30 años, un aumento del 50 por ciento sobrela tasa de fondo. La contaminación de una zona másextensa, de 15 kilómetros cuadrados —entre 4 y 20kilómetros cuadrados, según las condiciones atmosfé-ricas— sobrepasaría el umbral de reubicación reco-mendado por la Comisión Internacional de Protección

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Zona cerradapermanentemente

LUGARDE LAEXPLOSION

Zona controladapermanentemente

Zonacontroladaperiódicamente

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3. UNA LIMPIEZA COSTOSA sigue a la explosión de unabomba sucia. Operarios con trajes protectores friegan lassuperficies con chorros de agua o arena y aspiradoraspara eliminar los residuos dañinos, además de retirar lasplantas y la tierra contaminadas.

2. UN PENACHO MALSANO de desechos radiactivos se ex-tiende sobre la isla de Manhattan tras la detonación si-mulada de una bomba sucia de cesio radiactivo (se suponeque sopla viento del sudoeste). En las zonas resaltadascabría esperar unos niveles de irradiación comparables alos que causaron el aislamiento de las regiones contami-nadas en torno a la central nuclear de Chernobil.