Actividades de recarga en las centrales nucleares - CSN
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Revista de seguridad nuclear y protección radiológica Consejo de Seguridad Nuclear Número 38 / 2018 Actividades de recarga en las centrales nucleares Gabinete Técnico de la Presidencia del CSN Mariano Barbacid, investigador del cáncer: “Nos queda mucho que descubrir” La gestión del conocimiento en el CSN y el proyecto RECOR Rayos T, las ondas electromagnéticas Más que la imagen y las relaciones del organismo regulador del futuro más cercano
PRESENTACIÓN La parada de recarga en las centrales nucleares españolas E n este nuevo número de ALFA con- que la medicina nuclear y las radiaciones en tecnologías de imagen médica, en las tamos con dos importantes artícu- ionizantes salven vidas y se explica cómo telecomunicaciones o los sistemas de con- los técnicos; un extenso artículo so- el diagnóstico y el tratamiento de las pato- trol de calidad de nuevos materiales como bre las actividades de recarga en las logías han cambiado la manera en la que el grafeno. centrales nucleares dónde se describe la nos enfrentamos al cáncer. Siguiendo en la Además, en ALFA 38 hablamos sobre la secuencia de operaciones y actividades línea de la investigación del cáncer, conta- creación de un material revolucionario, más significativas de una parada de recar- mos con una interesante entrevista al bio- creado a partir de un patrón de la cestería ga estándar así como un artículo dando a químico, Mariano Barbacid. Barbacid, ex- japonesa. Se llama metal kagome y ha sido “ conocer la labor del área de Gestión del creado por físicos del Instituto de tecnolo- Conocimiento del CSN dedicada a identi- gía de Massachusetts (MIt, por sus siglas ficar, gestionar y compartir los en inglés) y con este material se podrán fa- conocimientos de una organización y que, “Destacamos en este bricar dispositivos eléctricamente eficien- desde 2014, lo lleva a cabo a través del número de ‘Alfa’ una tes que podrían aplicarse al campo de la proyecto denominado RECOR. entrevista y un artículo computación cuántica. Clausuramos nuestra sección ‘El CSN pOR dENtRO’ con el Gabinete técnico de la presidencia (Gtp), una parte imprescin- dible dentro del organismo regulador dónde las relaciones con el pleno, las insti- “ enfocados en la innovación de la medicina nuclear en el cáncer y la importancia de la inversión en este campo” En nuestra sección ‘CIENCIA CON NOM- BRE pROpIO’, nos centramos en una figura determinante en el mundo de la ciencia, Antoine Henri Becquerel. Becquerel, co- nocido como padre de la radiactividad, tuciones, los organismos internacionales o pero cuya carrera se extendió además por los medios de comunicación son la priori- otros campos, se convirtió en una figura dad del gabinete y lo que hace de él la cara director del Centro Nacional de clave de la ciencia a partir de una confe- más visible del CSN. Investigaciones Oncológicas (CNIO), nos rencia junto con el matemático poincaré, destacamos también dos artículos cen- explica la importancia de la financiación en enero de 1896, sobre una novedad difí- trados en la innovación de la medicina nu- en el ámbito de la investigación contra el cil de creer: los rayos X. clear en el tratamiento del cáncer y en la cáncer desde el laboratorio de Biología En la ‘RAdIOGRAfIA’, explicamos un te- importancia de la inversión en este campo Celular y Molecular del Instituto Nacional ma de actualidad, la gestión y clasificación para seguir investigando y desarrollando del Cáncer en Bethesda, Washington. de los residuos radiactivos de media y baja nuevos proyectos; en el reportaje de medi- Entre los artículos de divulgación en- actividad en España, que comprende to- cina nuclear se nos presenta la importan- contramos también el de la radiación de das las actividades necesarias desde que se cia de la investigación, la inversión y el terahercios, que en la próxima década generan hasta que se almacenan de forma apoyo de la industria farmacéutica para puede aportar importantes innovaciones definitiva (gestión final). Comité Editorial Coordinación editorial Fotografías de portada Fernando Marti Scharfhausen Manuel Aparicio Peña Estugraf Impresores S. L. Agencias Antonio Munuera Bassols Ana Gozalo Hernando Pol. Ind. Los Huertecillos, Nave 13 Fernanda Sánchez Ojanguren Felipe Teruel Moya 28350 Ciempozuelos (Madrid) Depósito legal: M-24946-2012 Enrique García Fresneda ISSN-1888-8925 Revista de seguridad nuclear Fotografías y protección radiológica Ángel Laso D’Lom Edición y distribución CSN, Estugraf, Miguel G. Rodríguez, © Consejo de Seguridad Nuclear Editada por el CSN Felipe Teruel Moya Consejo de Seguridad Nuclear Agencias (ThinkstockPhotos, Getty) Número 38 / Año 2018 Pedro Justo Dorado Dellmans, 11 Las opiniones recogidas en esta 28040 Madrid Impresión publicación son responsabilidad Comité de Redacción Fax 91 346 05 58 Estugraf Impresores S. L. exclusiva de sus autores, sin que Ángel Laso D’Lom peticiones@csn.es Pol. Ind. Los Huertecillos, Nave 13 la revista ‘Alfa’ las comparta Natalia Muñoz Martínez www.csn.es 28350 Ciempozuelos (Madrid) necesariamente. 38 aLFa 3
REPORTAJES 06 Rayos T: Ondas electromagnéticas que todo lo ven La radiación de terahercios es uno de los pocos rangos del espectro electromagnético que no se estaba utilizando para aplicaciones prácticas. Esta situación está cambiando y se calcula que, en la próxima década, puede aportar importantes innovaciones en tecnologías de imagen médica, en las telecomunicaciones o los sistemas de control de calidad de nuevos materiales como el grafeno. 23 Metal Kagome, material éxotico para la electrónica cuántica La cestería japonesa y la mecánica cuántica tienen, desde ahora, en común un nombre y un patrón. Las cestas de kagome se fabrican con tiras de bambú tejidas con un patrón simétrico de triángulos entrelazados que comparten la esquina y son una de las tradiciones de la cultura japonesa. Este patrón ha generado la curiosidad de los científicos, planteando la hipótesis: es posible organizar los átomos de un metal u otra sustancia conductiva siguiendo sus enlaces y obtener un material con propiedades electrónicas cuánticas exóticas. 32 Henri Becquerel: La semilla del átomo Una constante que se repite en la historia de la ciencia es la que sitúa la casualidad como elemento clave en la consecución de algunos descubrimientos. El hallazgo de la penicilina por Alexander Fleming sería el caso más conocido, pero el de la radiactividad por Henri Becquerel no le iría a la zaga. Estos casos parecerían señalar a algunos de los científicos más ilustres como individuos afortunados que un buen día se encontraron sobre su mesa de trabajo con la llave hacia la gloria y el premio Nobel. Una línea de pensamiento según la cual cualquiera de sus colegas podría haber llegado a los mismos resultados de haber sido agraciado con idéntico golpe de suerte. 40 Revolución permanente en la lucha contra el cáncer El uso de isótopos radioactivos para el diagnóstico y tratamiento de patologías ha cambiado la forma en la que nos enfrentamos al cáncer. Hablamos de la medicina nuclear, un campo con décadas de historia que hoy trabaja para ser cada vez más efectiva e inocua. Buena prueba del éxito de la medicina nuclear está en su relevancia clínica actual: se calcula que una de cada dos personas se beneficiará de ella a lo largo de su vida. 38 RADIOGRAFÍA Gestión y clasificación de los residuos radiactivos de baja y media actividad. 4 aLFa 38
SUMARIO EL CSN POR DENTRO 20 Gabinete Técnico de la presidencia (GTP): algo más que la imagen y las relaciones del CSN Un organismo como el Consejo de Seguridad Nuclear, con la misión de mantener la seguridad nuclear y la protección radiológica en nuestro país, sabe la repercusión que tiene este tema. Además de la parte técnica, hay una importante labor que el Consejo realiza hacia el exterior. El Gabinete Técnico de la Presidencia (GTP) es el encargado de coordinar e impulsar diferentes estrategias, como potenciar los contactos institucionales, nacionales e internacionales y aportar solidez a la imagen del organismo, además de transparencia y credibilidad. ENTREVISTA 14 Mariano Barbacid, bioquímico, investigador del cáncer “Lo que denominamos cáncer es un conjunto de enfermedades tan diversas o más que las enfermedades infecciosas”. ARTÍCULOS TÉCNICOS 27 Gestión del Conocimiento La gestión del conocimiento se define como el enfoque integrado y sistemático encaminado a identificar, gestionar y compartir los conocimientos de una organización, y a posibilitar que grupos de personas creen colectivamente nuevos conocimientos para facilitar la consecución de los objetivos de la organización. Un tema que el CSN aborda desde 2014 con la puesta en marcha del proyecto denominado RECOR. 48 Secuencia de operaciones y actividades de recarga en las centrales nucleares Las centrales nucleares necesitan paralizar periódicamente su producción de energía para extraer el combustible gastado a lo largo del ciclo e insertar elementos frescos que restablezcan la capacidad de funcionamiento a plena potencia durante un nuevo ciclo. Esta actividad se denomina ‘Parada de Recarga’ (Refueling Outage, en inglés) e involucra maniobras como el desmontaje de la vasija del reactor, que requieren el acceso a la contención y a otras zonas de habitabilidad normalmente restringida durante la operación normal. 61 Reacción en cadena 64 Panorama 68 Acuerdos de Pleno 69 csn.es 70 Publicaciones 38 aLFa 5
Los astrónomos utilizan detectores de rayos T en la red de telescopios ALMA del desierto de Atacama (Chile), una de las mayores del mundo para explorar el cielo en busca de objetos del Universo temprano. 6 aLFa 38
REPORTAJE Esta radiación puede aportar innovaciones significativas en tecnologías de imagen médica y telecomunicaciones, en los próximos diez años Rayos T: Ondas electromagnéticas que todo lo ven 38 aLFa 7
La radiación de terahercios es uno de los pocos aportar importantes innovaciones en tecnologías rangos del espectro electromagnético que no se de imagen médica, en las telecomunicaciones estaba utilizando para aplicaciones prácticas. o los sistemas de control de calidad de nuevos En los últimos años, esa situación está cambiando materiales como el grafeno. y se calcula que en la próxima década puede Texto Daniel Mediavilla Periodista H asta hace poco más de 200 años, del experimento fue mucho más impac- microondas con las que calentar la leche si alguien hubiese dicho que tante. La temperatura medida por el ter- a los rayos X que permiten ver a través existía la luz invisible, habría si- mómetro era superior a la de la luz visi- de la carne. do tomado por loco. Sin embargo, en ble y el científico concluyó que debía Una de las frecuencias menos utiliza- 1800, el astrónomo alemán William haber algún tipo de luz invisible que ha- das hasta ahora es la de los rayos T, que Herschel descubrió justo eso. Midiendo cía subir el mercurio. Tras comproba- se encuentran en un espacio entre los in- las distintas temperaturas de los colores ciones posteriores supo que había des- frarrojos descubiertos por Herschel y las que tomaba la radiación del Sol al pasar cubierto la radiación infrarroja. A partir microondas, en una banda que la Unión a través de un prisma, colocó un termó- de ese momento se fueron explorando Internacional de Telecomunicaciones re- metro justo en el extremo del arcoiris, las frecuencias del espectro electromag- serva entre los 0,3 y los 3 terahercios. un poco más allá de la luz roja. Su pro- nético y, desde entonces, hemos encon- Aunque como muchos otros tipos de ra- pósito era medir la temperatura am- trado muchas ‘luces invisibles’ con infi- diación electromagnética, están por to- biente de la habitación, pero el resultado nidad de utilidades, desde las das partes, hasta finales de los años 80 no Los rayos T penetran capas finas de distintos materiales, como la ropa, el papel o una taza, pero se detienen ante tejidos más gruesos o incluso ante el agua líquida. Sin embargo, tienen una ventaja importante respecto a otros tipos de radiación como los rayos X: no es ionizante. 8 aLFa 38
REPORTAJE era sencillo detectarlos o produ- tos en grupos de moléculas. El cirlos. Desde la década de los 60 ya se habían generado imágenes Terahercios, de agua la absorbe con intensidad. Por eso, no puede atravesar una con esta radiación en busca de se- ñales muy lejanas, como las que lo más natural masa de este líquido, pero en pe- queñas cantidades esa sensibili- deja el eco del big bang en el fondo en la naturaleza dad se puede utilizar para hurgar cósmico, pero hasta hace menos en el interior de los tejidos huma- de 30 años no empezaron a des- La radiación de terahercios es algo que se pue- nos, que están llenos de él. pertar el interés sobre su verdade- de encontrar por todos lados en la naturaleza. Según explicaba Emma Pick- ro potencial en la vida diaria de Todo objeto con una temperatura mayor de well-MacPherson en la revista las personas. dos grados Kelvin la emite en forma de lo que Physics World recientemente, “los “Se utilizaba muy poco porque se conoce como ‘radiación de cuerpo negro’ y tejidos sanos y los tumorales inter- para generar los terahercios hací- estas frecuencias han sido muy útiles para co- actúan de una forma diferente con an falta unas máquinas grandísi- nocer el polvo frío que ocupa el medio interes- la luz en el rango del terahercio de- mas, carísimas y difíciles de ma- telar o algunos semilleros de estrellas en los bido a las distintas concentracio- nejar”, explica Javier Tejada, que se producen estallidos de nuevos astros. nes de sangre y agua, a las estruc- catedrático de física de la Univer- Los astrónomos utilizan detectores de es- turas de los tejidos y a otros sidad de Barcelona. “Pero ahora la tas frecuencias en lugares como el Observato- factores que modifican sus propie- tecnología ha hecho que estos ge- rio Submilimétrico de Caltech del Instituto de dades ópticas”. Si se iluminase con neradores sean más pequeños y Tecnología de Caifornia, la universidad califor- un rayo T un trozo de piel en el potentes y junto a la mejora del niana, el Submillimeter Array del Observatorio que hay células normales y otras hardware se ha incorporado una Mauna Kea en Hawaii o el Observatorio Espa- cancerosas, las diferencias queda- mejora en el soware, que incor- cial Herschel de la Agencia Espacial Europea. rían reflejadas en el reflejo de la pora unos algoritmos para análisis La presencia de las ondas de terahercios en luz. Sin embargo, como el agua ab- de imagen que hacen que la tecno- la naturaleza es mucho más fácil de encontrar sorbe con tanta intensidad este ti- logía sea útil de verdad”, añade. que otros tipos de radiación electromagnéti- po de radiación, es complicado Los rayos T penetran capas fi- ca más energéticas, como los rayos X, que se afinar la señal para discernir la que nas de distintos materiales, como producen en fenómenos como los relámpa- da información relevante sobre un la ropa, el papel o una taza, pero se gos, en el sol o en monstruos galácticos como tumor y la que procede de un ex- detienen ante tejidos más gruesos los agujeros negros, o los rayos gamma, que ceso de sensibilidad. Este factor es o incluso ante el agua líquida. Sin también se generan en los estallidos de estre- uno de los que han ralentizado la embargo, tienen una ventaja im- llas o en los núcleos de galaxias activas. w adopción de este tipo de tecnolo- portante respecto a otros tipos de gía según la experta. radiación como los rayos X: no es ionizante. Esto significa que puede servir además analizar lo que te encuentras ca- Biomedicina y otras aplicaciones para construir equipos de imagen médi- pa a capa”, continúa Tejada. “Esto puede La aplicación de los rayos T a la biomedi- ca sin las limitaciones de los que emplean ser interesante para enfermedades como cina se encuentra en una fase de tanteo, rayos X, que pueden resultar dañinos pa- la psoriasis, en las que para curarla tene- tratando en primer lugar de los ámbitos ra los pacientes si se les expone con de- mos que saber qué sucede capa a capa, y en los que puede aportar una informa- masiada frecuencia. Además, los rayos también ocurre algo parecido con el cán- ción más precisa o con menos efectos se- son sensibles a la composición química cer de piel”, añade. cundarios probables que las tecnologías del objeto que están atravesando, un ras- Los rayos T interactúan con la mate- actuales. En problemas como el cáncer, go muy interesante para todo tipo de ria de una manera diferente a otro tipo cualquier método para mejorar la detec- análisis. de rayos y eso hace que ofrezcan posibili- ción precoz de algunos tumores puede “En medicina, lo fundamental es que, dades complementarias. A diferencia de ser un impulso para este tipo de alternati- como tiene una radiación de onda pe- la luz infrarroja, que produce distorsio- vas, que también se han planteado como queñísima, de menos de un milímetro, nes en el agua y en otras moléculas, la ra- método para calentar y destruir células esta radiación puede penetrar en la piel y diación T provoca movimientos conjun- cancerosas. 38 aLFa 9
Otras aplicaciones de la tecnología ya secretos ocultos en las obras de arte sin las amontonaron para escanearlas emple- han mostrado su utilidad. En 2013, Teja- necesidad de poner un dedo encima de ando rayos T. Con técnicas anteriores, da utilizó la radiación que se encuentra las obras. cuando se intentaban alcanzar las pági- entre los infrarrojos y las microondas pa- Albert Redo-Sánchez, uno de los res- nas más interiores del libro e identificar ra destapar la firma oculta del pintor ponsables de aquel proyecto, se planteó las letras impresas, la señal se volvía débil Francisco de Goya en el cuadro El sacrifi- entonces si podían ir más allá. Pensó en la y no era posible acceder más allá de la cio de Vesta, de 1771. Las ondas T llegan a posibilidad de leer todo un libro sin nece- quinta capa. Con los terahercios, Redo- diferentes capas de la pintura y recons- sidad de tocarlo. Como sucede con los es- Sánchez pudo llegar hasta la página nú- truyen una imagen tridimensional de la tudios de pinturas como las de Goya, al- mero 20, algo que seguiría dejando lejos obra. Además, como sucede en el caso de gunos libros guardados en museos tienen del alcance de los eruditos los libros más los tejidos humanos, esta frecuencia elec- voluminosos, pero que multiplica por “ tromagnética se absorbe y se refleja de cuatro la capacidad de penetración de la manera diferente dependiendo del tipo técnica anterior. de pigmento y material con el que se en- Una de las frecuencias De la época en que se desveló la firma cuentre, algo que proporciona informa- menos utilizadas hasta de Goya con esta tecnología es la crea- ción espectroscópica adicional sobre los ahora es la de los rayos T, ción de una de las empresas pioneras en materiales utilizados en la obra. Midien- do la intensidad de los rayos de teraher- cios reflejados e interpretándola con al- goritmos matemáticos, apareció la firma de Goya, que se había plasmado con gra- que se encuentran “ en un espacio entre los infrarrojos descubiertos por Herschel España en el uso comercial de los rayos T. En 2012 y asesorados por Tejada, Esteban Morrás y Eduardo Azanza fundaron Das-Nano, una compañía con sede en Navarra que ya trabaja con gigantes de la fito. Este logro habría sido imposible con automoción, las industrias aeroespacial y imágenes de rayos X, por ejemplo, por- farmacéutica o la banca. “La idea surgió que la marca de la firma se confundiría porque previmos que esa parte del espec- con el entorno de la pintura. En este caso, un valor incalculable y el solo hecho de tro electromagnético que aún no se utili- las ondas THz son más sensibles a la hojearlos pone en peligro su integridad. zaba demasiado, por la experiencia que composición molecular y la reflectividad Según explica Redo-Sánchez, la radia- tenemos, se acabaría utilizando”, explica del carbón para esta longitud de onda ción de terahercios permitiría extraer el Azanza. Por ahora, las tres principales también es diferente de la pintura que lo contenido de los libros o de documentos aplicaciones comerciales que tenemos rodea. Tejada cuenta que el impacto de antiguos sin tocarlos. Para comprobar si son para la industria eólica, para la aero- aquel trabajo fue tal que recibieron multi- era posible, él y su equipo del MIT impri- espacial y para la inspección de carrocerí- tud de peticiones de museos para buscar mieron letras en nueve hojas y después as de vehículos”, añade. En el caso de las palas, por ejemplo, se puede analizar si hay un pequeño defecto que puede hacer La tecnología ha hecho posible que los generadores de rayos T sean más que pierda eficiencia a la hora de conver- pequeños y potentes. La optimización del ‘software’ ha incorporado unos algoritmos para análisis de imagen que mejoran sus aplicaciones. tir el soplo del viento en energía. En este tipo de equipamientos, como en el de los vehículos, la radiación de terahercios puede atravesar capas de materiales no conductores, ofrece información sobre el espesor de las capas y se puede determi- nar si tienen defectos que escapan a las inspecciones oculares habituales en el ca- so de los equipamientos eólicos. Otra de las aplicaciones que también está explorando Das Nano y que tendrá más importancia en el futuro es poder determinar las características físicas del 10 aLFa 38
REPORTAJE Los pulsos ASÍ FUNCIONA manejan una antena EL LÁSER fotoconductora DE RAYOS T Los láseres se mezclan para hacer pulsos de I-THz Transmisor Frecuencia láser =x fibra óptica Receptor La disposición y las distancias entre los detectores Frecuencia láser en un plato receptor representan los componentes = x * I THz de frecuencia espacial de la imagen Las frecuencias espaciales se agregan para producir la imagen 2 frecuencias espaciales 3 5 10 grafeno que se utilice para aplicaciones nología para tratar de evaluar su calidad. tras más amplias, como puede suceder industriales y ayudar a definir los están- Aunque en muestras diminutas como las con una oblea de grafeno de cuatro u dares de calidad de este nuevo material. empleadas en algunos proyectos de in- ocho pulgadas”, afirma Redo-Sánchez. Muchas de las aplicaciones de la radia- “Para conseguirlo, desarrollamos un “ ción en terahercios tiene que ver con el equipo que podía analizar estas obleas de control de calidad. Ya en 2008, un grupo una forma no destructiva y sin contacto de científicos demostró que era posible con el material”, continúa. Con esta tec- encontrar objetos no metálicos dentro La aplicación de los nología pretenden ayudar también a cre- de unas barritas de chocolate. De este rayos T a la biomedicina ar un estándar de calidad para el grafeno modo, era posible detectar antes de que se encuentra en una fase que vaya acompañado de una serie de hiciesen daño a los consumidores trozos de piedra, plástico o cristal que habrían superado la prueba del detector de meta- les que se aplica a estos productos de consumo para evitar que incluyan obje- tos peligrosos. “ de tanteo en los ámbitos que pueda aportar una información más precisa y menos efectos secundarios pautas para alcanzarlo cuando un grupo de investigadores pretenda fabricarlo en su laboratorio. Así, entre otras cosas, será posible que los resultados de distintos centros de investigación o departamen- tos de I+D de empresas sean compara- En el caso del grafeno, Redo-Sánchez, bles y útiles. que también acabó en Das Nano, explica Una de las claves para la generaliza- desde un congreso celebrado en San Se- vestigación es posible emplear técnicas ción de estas tecnologías es reducir el ta- bastián en torno a este material que lle- de microscopía electrónica, “faltaban maño y el coste. Recientemente, un equi- van cuatro años desarrollando una tec- métodos de control para analizar mues- po del Fraunhofer Heinrich Hertz 38 aLFa 11
cretos de una pintura de hace siglos aún puede suponer meses de trabajo. Como sucede con otras aplicaciones médicas, la industria farmacéutica ya se puede beneficiar de la capacidad que tie- nen los rayos T para penetrar en la mate- ria sin dañarla. Este tipo de radiación puede ofrecer una imagen precisa de la estructura de los cristales que conforman un fármaco y de esa manera comprender también mejor su función. En este senti- do, tiene un particular interés cómo las diferentes formas cristalinas de un mis- mo compuesto pueden tener efectos dife- rentes en la absorción del fármaco o en cómo se excreta una vez que ha cumplido su función. Además, una patente sobre una molécula puede aplicar solo a una de Los rayos T penetran capas finas de distintos materiales, como la ropa, el papel una taza de loza. Y poseen sus formas con sus correspondientes una ventaja importante sobre los rayos X: no son ionizantes. efectos principales y secundarios. Para conocer estas características de los fár- Institute (HHI) alemán presentó un arte- bina las ventajas de la electrónica y la fo- macos se ha usado tradicionalmente la facto diseñado para su aplicación en sis- tónica para conseguir, según ellos mis- cristalografía de rayos X, pero esta técni- temas de seguridad. La longitud de onda mos, “una calidad de señal un millón de ca es más lenta, difícil de aplicar y no se de los terahercios permite ver a través de veces superior al mejor generador fotóni- puede utilizar en una fábrica como se po- la ropa, de una cobertura de plástico o de co existente en el mercado”. Como en los dría hacer con los THz. una caja de cartón, algo que es útil, por casos anteriores, sus avances están consi- ejemplo, en un aeropuerto o un control guiendo que los equipos sean cada vez de Sistemas de comunicaciones “ de aduana. En principio, generar las lon- Por último, se están explorando las posi- gitudes de onda propias de los rayos T re- bilidades de esta frecuencia electromag- quiere excitar materiales semiconducto- nética como medio para transportar in- res con luz de 800 nanómetros, en el La radiación formación. Las microondas, muy límite del rango visible, con un tipo de lá- de terahercios cercanas en el espectro, ya se utilizan co- ser. Esta tecnología no es práctica, y el equipo del Fraunhofer desarrolló un tipo de semiconductor que se puede excitar con luz de 1,5 nanómetros, una longitud de onda que es estándar en las tecnologí- as de telecomunicaciones ópticas, algo “ permitiría extraer el contenido de los libros o de documentos antiguos sin tocarlos mo base para la telefonía móvil, pero la sociedad contemporánea siempre anda en busca de métodos para transmitir más información y más rápido. En un artículo publicado el año pasado en Nature Com- munications, investigadores de la Univer- que hace que los componentes ópticos y sidad de Brown (EE. UU.) demostraban los láser necesarios no sean tan caros. por primera vez la posibilidad de enviar En Madrid, la compañía Luz Wave- menor tamaño y tengan un coste que ha- datos a través de un multiplexor de tera- Labs también trabaja para convertir los ga que tenga más sentido la generaliza- hercios, un aparato que combina varias rayos T en una tecnología de uso cotidia- ción de su uso. A diferencia de una má- señales a través de un solo canal. Este sis- no. Nacida como una spin-off (empresa u quina de rayos X, los generadores de tema, que junta y separa señales, se em- organización nacida como extensión de terahercios son fáciles de transportar, plea en todos los sistemas de comunica- otra) de la Universidad Carlos III, ha des- aunque generar imágenes como las que ción, desde los móviles a la televisión. A arrollado un generador de THz que com- son necesarias para internarse en los se- través de la fibra óptica, viajan miles de 12 aLFa 38
REPORTAJE llamadas y cientos de canales de televi- gía parece lo bastante madura como para reconocer el campo en el que se descu- sión al mismos tiempo que después se se- que haya empresas dispuestas a realizar bren muchos de estos fenómenos natura- paran en las señales que se reciben de for- grandes inversiones que rentabilizarán les y se comienzan a utilizar en la búsque- ma individual. en un futuro próximo. Algunas estima- da de conocimiento puro, sin una Con la transmisión a través de teraher- ciones consideran que, dentro de una dé- aplicación evidente. Herschel, un astró- cios, será posible enviar datos 100 veces cada, comenzará a generalizarse el uso de nomo reconocido por sus descubrimien- “ más rápido que con las actuales redes de tos astronómicos y por su habilidad tec- telefonía móvil que emplean las microon- nológica para construir los innovadores das. La radiación de terahercios tiene lon- telescopios con que realizarlos, fue el res- gitudes de onda menores que las microon- ponsable de abrirnos los ojos a las mu- das y así tiene un mayor ancho de banda La industria eólica, chas luces que nos rodean. La Agencia para la transmisión de datos. Además, esta la aeroespacial y la Espacial Europea lanzó en 2009 un teles- frecuencia tiene una señal más enfocada que reduciría el consumo energético de las torres de telecomunicaciones. Los investigadores de la Universidad de Brown pudieron realizar transmisio- “ inspección de carrocerías de vehículos son algunas de las aplicaciones comerciales de los rayos T copio bautizado como Herschel en honor al científico alemán, un aparato que era una versión en terahercios del telescopio espacial Hubble. En Chile, la red de teles- copios ALMA (Atacama Large Millime- nes a 10Gb por segundo sin errores, me- ter Array), una de las mayores del mun- nos que lo necesario para reproducir du- do, también explora el cielo en esta rante una hora una película en Ultra HD, particular luz de onda en busca de obje- que solo llegaría a 7Gb. En otra prueba, los rayos T en muchas de las aplicaciones tos del universo temprano. Como ocurre los científicos incrementaron la transmi- mencionadas. con frecuencia, antes de conseguir domi- sión de información hasta los 50Gb por Mientras llegan las aplicaciones que nar la naturaleza para ponerla al servicio segundo, aunque con esta velocidad sí se conviertan a los rayos T en una presencia de la humanidad, un pequeño grupo de produjeron errores en la comunicación, tan habitual para el gran público como curiosos ha comenzado a cambiarlo todo aunque estos defectos se podrían corregir son los infrarrojos o los rayos X, se puede haciéndose preguntas. con sistemas de reparación que ya se em- plean en telecomunicaciones. Estos sistemas de comunicación ultra- rrápida aún tardarán en llegar. Por un la- do, los artefactos que están poniendo a prueba investigadores como los de la Uni- versidad de Brown funcionan, pero están lejos de ser lo bastante fiables y reproduci- bles como para implantarlos a nivel indus- trial. Además, muchos otros componentes necesarios para una red de telecomunica- ciones basada en terahercios aún no exis- ten. Los ingenieros y las compañías que se animen a construir este sistema de comu- nicación inalámbrica del futuro aún tie- nen al menos una década por delante, mientras se agota la capacidad de redes como las 4G o las ya casi presentes 5G. El primer artículo científico sobre la radiación en terahercios se publicó en la década de 1890 en la revista Physical Re- Rubén Criado y Jesús Palacid, de Luz WaveLabs, en su laboratorio de Leganés (Madrid). Su sistema de view. Ahora, por primera vez, la tecnolo- producción de rayos T puede analizar materiales sin contacto físico. 38 aLFa 13
Es uno de los científicos españoles más internacio- Este bioquímico nacido en Madrid (1949) se fue nales, probablemente el más reconocido mundial- en 1974 a continuar su formación en el Instituto mente en el ámbito de la investigación sobre cáncer. Nacional del Cáncer en Bethesda, a las afueras Hizo su primera gran aportación científica en 1982, de Washington, y cuatro años después constituyó cuando descubrió el primer oncogén humano, su propio equipo de investigación en el Laboratorio un gen mutado capaz de producir cáncer. Trabajaba de Biología Celular y Molecular de ese prestigioso entonces en Estados Unidos. instituto. Mariano Barbacid, bioquímico, investigador del cáncer “Lo que denominamos cáncer es un conjunto de enfermedades tan diversas o más que las enfermedades infecciosas” Alicia Rivera / Periodista Miguel G. Rodríguez / Fotografía D esarrolló en EE.UU. la primera Los mejores científicos, los que más últimos avances en la investigación del parte de su exitosa carrera cientí- profundamente comprenden la materia cáncer. fica. Pero, en 1998, cuando era vi- de la que se ocupan, son frecuentemente PREGUNTA. ¿Son todos los cánceres la cepresidente de Oncología Preclínica del los mejores divulgadores, los que saben misma enfermedad o hay diferentes tipos Instituto de Investigaciones Farmacéuti- encontrar las palabras y los argumentos de cáncer? cas Bristol Myers Squibb, decidió regresar clave para que los no expertos en la ma- RESPUESTA. No son en absoluto la mis- a trabajar a España. Diseñó y puso en teria puedan captar el sentido de su in- ma enfermedad. Hay más diferencias en- marcha el Centro Nacional de Investiga- vestigación y el conocimiento adquiri- tre los distintos cánceres que las que pue- ciones Oncológicas (CNIO), que dirigió do. Barbacid es, sin duda, uno de ellos y de haber entre enfermedades infecciosas. durante varios años convirtiéndolo en un habla con sorprendente claridad de los Un cáncer de páncreas no tiene nada que “ centro de referencia reconocido interna- ver con una leucemia o con un sarcoma. cionalmente. No abandonó en ningún E incluso entre tumores del mismo órga- momento su labor investigadora y, ahora, no, como el cáncer de pulmón, no tiene aunque ya no dirige el CNIO, trabaja allí “Han mejorado mucho nada que ver el microcítico (de células en su laboratorio, con unas 15 personas. los diagnósticos, los pequeñas), con el adenocarcinoma. Los Desarrollan ratones genéticamente ma- nipulados a los que logran generar tumo- res muy similares a los de los humanos (se ocupan, sobre todo, de cáncer de pul- món y de páncreas, los más intratables) y “ tratamientos y la cirugía, la curación más directa y completa para los cánceres que no están diseminados” dos ocurren en el pulmón, pero son dos enfermedades completamente distintas que hay que tratar de forma diferente. Es muy importante destacar que lo que de- nominamos cáncer es, en realidad, un con ellos identifican moléculas clave para conjunto de enfermedades tan diversas, o el desarrollo de los tumores. más, que las enfermedades infecciosas. 14 aLFa 38
ENTREVISTA P. ¿Todas tienen en común la prolifera- R. No tengo una opinión directa sobre es- vivencia del 4% o el 5% a cinco años, y de ción descontrolada de células? to, puesto que yo no trato con pacientes. casi el 0%, a 10 años. Igual que en las enfer- R. Sí, pero de la misma manera que las Creo que lo que dice es correcto, pero es medades infecciosas, si alguien dice “ten- enfermedades infecciosas tienen en co- muy importante que la gente, cuando ha- go una gripe”, nadie se asusta; pero si dice mún que las causa un organismo exóge- ble de cáncer, le ponga apellidos. Lo mis- “tengo ébola”… En el cáncer igual: ponga- no, ya sea un virus o una bacteria… mo que no decimos “he estado con José” mos nombre y apellidos y entonces sabre- P. En los últimos 20 o 25 años parece que porque quien nos escucha probablemente mos si debemos asustarnos o no. ha cambiado mucho la percepción social no sabrá a qué José nos referimos, ni si- P. Pero, incluso en cánceres recalcitran- del cáncer. Si antes se consideraban una quiera “he estado con José García”... Es im- tes, la supervivencia y la calidad de vida condena de muerte casi garantizada, aho- portante que se pongan apellidos al cáncer de los enfermos ha mejorado. ra se ven como enfermedades graves, di- porque no es lo mismo tener un cáncer de R. Por supuesto. Han mejorado muchísi- fíciles de tratar, pero no necesariamente mama estrógeno-positivo, cuya supervi- mo los diagnósticos, los tratamientos y la mortales. ¿Es así también desde el punto vencia está en el 95% o 98%, que un carci- cirugía, que no deja de ser, para los cán- de vista científico y médico? noma ductal de páncreas, con una super- ceres que no están diseminados; es decir, El exdirector del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Mariano Barbacid, asegura que la investigación onco- lógica está “en una situacion crítica total”. 38 aLFa 15
no metastatizados, la curación más direc- tra todas estas mutaciones. Habrá que en- dividen millones de células, sobre todo en ta y completa. También ha avanzado mu- tender cuáles son las más críticas e ir a por la cubierta del intestino y del colon, y en la chísimo el conocimiento que tenemos ellas. Si luchas contra un ejército, no pue- sangre. Y cada vez que se divide una célu- del cáncer. En 1998 se aprobó el uso de la des matar a todos los soldados, lo que in- la se tiene que copiar un libro de 3.000 mi- herceptina para el cáncer de mama con tentas es matar al general, vas a por quién llones de letras [el ADN de la célula] con Her2 positivo, y desde entonces casi to- toma las decisiones. Hay unos oncogenes un alfabeto de pocas letras, cuatro funda- dos los nuevos fármacos son terapias di- que son más críticos que otros y contra mentales ¿Cómo se copia eso en un par de rigidas contra moléculas implicadas en el esos es para los que hay que buscar inhibi- horas? En realidad, podría parecer una cáncer. Antes –y todavía ahora para mu- dores. En un melanoma causado por el Sol chapuza impresionante porque no se co- chos tumores–, la única alternativa era el también hay unas 30.000 mutaciones de pia el ADN de principio a fin, sino que se tratamiento con quimioterapia, agentes media; de esos 30.000 genes mutados, va copiando a trozos, por zonas. Luego citotóxicos que no son específicos. La ¿cuáles son oncogenes? Solamente una esos trozos se van ensamblando hasta quimio, con el tiempo, desaparecerá, pe- fracción, supongamos que sean 100 o 200. conseguir una copia lo más exacta posi- ro todavía, desgraciadamente porque no El gran reto del cáncer es que no está cau- ble, pero en cada proceso de división celu- hay otra cosa, se da más químio que tera- sado por una ni dos ni tres mutaciones, si- lar, cada vez que se copia el ADN, se pro- pias selectivas o dirigidas. La herceptina, no por decenas. Y aún no conocemos cuá- ducen errores. Es inevitable. Es como si y poco después Glives (la primera molé- les son clave y cuáles meras operadoras. copiaras a mano un libro y, por mucho cula química contra un oncogen, en este P. ¿Por qué hay unos cánceres peores que que te esmeres, metes una B en lugar de caso el de la leucemia mielógena crónica) otros? una V, o se te olvida una letra. Y eso en el supuso un cambio de paradigma. R. Es difícil responder. En general, los tu- ADN sería una mutación. Y recordemos P. Desde que usted empezó a investigar mores que tienen un componente hor- que el ADN se copia en un par de horas y en cáncer, ¿cómo ha cambiado el panora- en millones de células. Lo que es increíble “ ma? ¿Dónde estaban entonces los cientí- es que no haya más errores. ficos y dónde están ahora? P. ¿Y en una célula tumoral? R. Ha cambiado muchísimo. En primer “Cualquier persona, R. En una célula tumoral, los mecanismos lugar, porque las técnicas de secuencia- ción [genómica] masiva nos permiten, hoy en día, conocer en cuestión de horas todas las mutaciones que hay en un tu- mor. Mi equipo aisló, al tiempo que dos grupos estadounidenses, el primer onco- “ con la vida más saludable que imagine, puede desarrollar un cáncer dependiendo del tiempo que viva” de reparación de errores [de copia] fun- cionan peor que en las células normales y se acumulan las mutaciones. En realidad, cada tumor son varios tumores. Hay una serie de mutaciones que son comunes a todo tumor, que suponemos que son las gen humano en 1982, y durante una épo- mutaciones que participaron en el origen ca cada año se descubría un oncogen del tumor, pero luego aparecen otras nue- nuevo. Ahora ya se han descubierto to- monal son los menos agresivos y siempre vas que hacen que no todas las partes del dos, ya podemos saber todos los errores se puede inhibir el componente hormo- tumor sean idénticas. Es decir, una célula que hay en un tumor; lo que no sabemos nas: sin componente hormonal, como tumoral empieza a mutar y va generando todavía es cómo funcionan esas mutacio- muchos tumores de mama y próstata, sue- heterogeneidad. Por eso, sería muy impor- nes; es decir, cómo causan el cáncer. Lo len remitir. Pero ¿por qué, en general, es tante hacer distintas biopsias del tumor sabemos en algunos casos, pero no en más agresivo el cáncer de páncreas que el porque a lo mejor una determinada muta- otros muchos. de colon? No hay una respuesta clara. Ca- ción que sugiere un determinado trata- P. ¿Cuántos errores? da caso es distinto. No hay dos tumores miento solo está en una parte del tumor, R. Por ejemplo, con un agente mutagénico iguales. por lo que ese hipotético fármaco solo ac- como es el tabaco, que provoca entre otros P. ¿Por las mutaciones? tuaría contra una parte del tumor, no te- tipos de tumores el adenocarcinoma de R. El tumor es un ente que está mutando niendo ningún efecto sobre el resto. Estas pulmón, hay una media de 30.000 muta- constantemente. Se estropean los meca- mutaciones secundarias que se van acu- ciones por tumor, aunque no todas están nismos de reparación celular. Tenga en mulando durante la progresión tumoral contribuyendo a la formación del mismo. cuenta que durante el tiempo que dura hacen que el tratamiento de tumores avan- Evidentemente, no podemos luchar con- esta entrevista, en nuestro organismo se zados sea cada vez más complicado. 16 aLFa 38
ENTREVISTA Los primeros oncogenes humanos Texto A. Rivera Periodista El científico Mariano Barbacid saltó a la fama mundial en celular humana relacionada con un cáncer, los oncogenes 1982 con el descubrimiento del primer oncogén humano. RAS”, explica Barbacid. Trabajaba entonces en EE UU. “Los primeros oncogenes se ¿El descubrimiento tuvo alguna repercusión terapéuti- descubrieron en retrovirus y durante años se pensó que ca? “Fue determinante para la ciencia, porque nos dijo que eran una curiosidad científica que no tenía nada que ver el cáncer estaba causado por mutaciones en determina- con el cáncer”, recuerda. “Pero en 1975, dos investigadores dos genes, pero aquel descubrimiento concreto no ha te- estadounidenses (J. Michael Bishop y Harold Varmus) des- nido relevancia terapéutica porque desgraciadamente no cubrieron que esos oncogenes víricos no eran una curiosi- hay ningún fármaco selectivo contra los oncogenes RAS, dad de tumores en aves, sino que los genes normales, no aunque ya los hay contra otros oncogenes”, comenta Bar- mutados, estaban bacid. “Hoy sabe- también en nues- mos que los onco- tro organismo”. El genes RAS están descubrimiento en casi la cuarta les valió el Premio parte de todos los Nobel en 1989. tumores: son muy “Lo que hici- frecuentes en tu- mos nosotros fue mores con muy ba- investigar si esos jos índices de su- genes participa- pervivencia como ban en el cáncer son los de pulmón humano y la res- y páncreas. Des- puesta fue que sí. graciadamente, Así descubrimos la J. Michael Bishop y Harold E. Varmus fueron galardonados en 1989 con el Premio Nobel de aún no hay fárma- primera mutación Fisiología y Medicina por su descubrimiento del origen celular de los oncogenes retrovirales. cos contra ellos”. w P. ¿Y también las terapias se complican? que combinar varios fármacos. Una op- desarrollar un cáncer dependiendo del R. Por supuesto. Le heterogeneidad intra- ción no exenta de complicaciones por la tiempo que viva: a los 60 años, la probabi- tumoral, que es como se conoce este fe- acumulación de toxicidades. Recorde- lidad es baja, a los 100 la probabilidad es nómeno, es una de las causas principales, mos que las terapias dirigidas, aunque muy alta. Pero si además fumas, o te que- no solo de la falta de respuesta de muchos son mucho menos tóxicas que la quimio, mas al sol, o tienes una enfermedad cró- tumores sino también de las recidivas, también tienen toxicidad. nica como una cirrosis o una pancreatitis, pues en la mayoría de los tumores hay ya P. Hay mutaciones provocadas por agen- la probabilidad de tener cáncer es más al- otras mutaciones que no responden a la tes externos, como el tabaco, pero ¿hay ta porque tienes más probabilidad de terapia inicial y contra las que aún no también mutaciones intrínsecas del orga- acumular mutaciones. existen fármacos efectivos. Esto se ha vis- nismo? ¿Tiene el cáncer origen genético? P. ¿Si tiene su origen en los genes, cabe es- to en tumores de pulmón contra los que, R. Tiene un origen genético somático (el perar algún tipo de terapia génica? si bien hay cáncer de pulmón contra el factor hereditario supone solo el 5% de R. Es importante distinguir. El cáncer se que hay fármacos eficaces, el paciente, al los cánceres: principalmente cáncer de debe a mutaciones en los genes que ocu- cabo de un año, desarrolla resistencias; es mama y colon). Es una enfermedad que rren durante la vida. Solo ese 5% que se- decir, no responde al fármaco porque está en nosotros, un proceso que no po- ñalé antes se debe a mutaciones genéticas aparecen mutaciones distintas. Por eso, demos evitar. Cualquier persona, con la heredadas y en esos casos (no en todos) sí en el futuro las terapias dirigidas tendrán vida más saludable que imagine, puede que se podría, en teoría, intentar cambiar 38 aLFa 17
la mutación. Pero hay que tener en R. Claro, porque no hay un cáncer cuenta que toda edición genética va a universal. Igual que no hay una enfer- causar mutaciones en otras partes del Oncología medad infecciosa universal y el anti- ADN lo que, además de considera- biótico que te funciona contra un es- ciones éticas, desaconsejaría su uso. en España tafilococo no te funciona para el virus En el caso del cáncer hereditario sería –La investigación del cáncer en España de la gripe. más práctico hacer análisis de los em- había alcanzado un buen nivel interna- P. ¿Y las inmunoterapias? briones y eliminar los que lleven esa cional. ¿Qué tal ha resistido el declive, R. Son una revolución. La cuestión mutación, igual que con otras enfer- sobre todo de financiación, que ha su- que ha traído de cabeza a muchos medades hereditarias. Eso no es tera- frido todo el sistema de ciencia espa- científicos es por qué nuestro sistema pia génica, sino selección artificial. La ñol en los últimos años? inmune no reconoce el cáncer y lo terapia génica contra el cáncer ya está –La investigación oncológica ha sufrido elimina, como reconoce una infec- muy desacreditada salvo casos muy igual que todas, pero hay personas mucho ción. Las células tumorales son sufi- puntuales. más cualificadas que yo para hablar de es- cientemente distintas de las normales P. ¿Y la medicina molecular? to con datos. Lo que sí le puedo asegurar como para qué el sistema inmune las R. Son las terapias dirigidas o como es que, si no hubiera obtenido financiación reconozca, pero no lo hace. Parece gusta de llamarse ahora, medicina de de la Unión Europea, concretamente del que el origen del problema está en precisión. Cuando se suministra un European Research Council (ERC), no po- que las células tumorales expresan citotóxico (la quimioterapia), no im- dría seguir trabajando, porque solo con el unas proteínas que desactivan el sis- portan las mutaciones que uno tenga: dinero del Plan Nacional es imposible in- tema inmune. Estas proteínas son el fundamento científico es que mata vestigar, al menos en cáncer. Tampoco hay parte de nuestra fisiología. Recorde- a la célula tumoral más eficientemen- becas y la gente que logra algún contrato mos que cuando tienes una infección, te que a la normal, por lo que hay una tiene que esperar meses a que se haga el sistema inmune responde, y cuan- ventana terapéutica. efectivo. Es pura miseria. En cuanto a las do esa infección desaparece, nuestro P. ¿Por qué? subvenciones del ERC, tampoco represen- sistema inmune se desactiva. Ahora R. No se sabe. Es prueba y error. Por tan una solución, pues solo las recibimos se sabe que las células tumorales utili- ejemplo, taxol inhibe la mitosis, y si 90 científicos en España. zan esas proteínas que en condiciones inhibes la división celular todas las –¿Es recuperable? normales le dicen al sistema inmune células se mueren. Pero en las con- –Con esfuerzo y con mucha inversión “desactívate porque ya se ha acabado centraciones farmacológicamente será recuperable. Los científicos no han la infección”. De esta forma consi- aceptadas, estos agentes afectan más a desaparecido, han emigrado. Cuando guen que nuestro sistema inmune no las células tumorales que a las norma- vuelva a haber plazas de investigación y las ataque. Estos descubrimientos les y hay una disminución de la carga dinero, la gente volverá, pero costará mu- han permitido diseñar unos anticuer- tumoral, llegando en algunos casos a cho más dinero del que se ha recortado pos monoclonales que inhiben la ex- poder eliminar el tumor. No es un en estos años. Y recuperar la confianza... presión de esas proteínas desactiva- tratamiento selectivo, no hace falta Eso es aún más difícil. Esperemos que el doras del sistema inmune, lo que saber que mutaciones tienes, mien- nuevo Gobierno pueda conseguirlo. permite a nuestro organismo poder tras que en los tratamientos dirigidos atacar los tumores. sí. El caso más conocido es el del ade- P. ¿Impidiendo el camuflaje de las cé- nocarcinoma de pulmón (un 30% de los R. En teoría, sí, pero luego existen efectos lulas tumorales? tumores de pulmón). Ya se conocen tres secundarios: todos los fármacos tienen to- R. Efectivamente. Estos anticuerpos mo- tipos de adenocarcinoma de pulmón con xicidad. Además, hemos de recordar que noclonales permiten al sistema inmune una mutación definida y en dos de los ca- ya conocemos más de 500 genes que parti- del paciente de cáncer actuar contra las cé- sos ya existen inhibidores selectivos; es de- cipan en algún tipo de cáncer, y solo tene- lulas tumorales. Estos descubrimientos cir, ya podemos hablar de medicina mole- mos terapias dirigidas contra un número han representado una auténtica revolu- cular o medicina de precisión. muy pequeño de estos genes mutados. ción en el tratamiento de ciertos cánceres. P. ¿Con ese tipo de fármacos, solo se ata- P. No habrá, entonces, una terapia uni- El problema es que estos tratamientos solo ca a las células que tienen esa mutación? versal. funcionan en algunos tumores y solo en 18 aLFa 38
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