Contaminación radiactiva. Los efectos de una explosión nuclear

Para comprender el significado de un arsenal nuclear que guarda 45.000 bombas, es necesario conocer la capacidad destructora de cada una de ellas. Este apartado explica cuáles son los efectos principales causados por la explosión de una bomba nuclear detonada sobre una ciudad moderna.

El poder destructivo de una bomba, sea de tipo nuclear o químico, está relacionado directamente con la energía que se libera durante la explosión. La energía que se libera en la explosión de 1.000 kilogramos de TNT (trinitro- tolueno) es inmensa comparada con las energías encontradas en nuestras necesidades diarias. Por ejemplo, la detonación de una tonelada de TNT, libera 4.000 veces más energía que la necesaria para alzar un coche de 1.000 kilogramos de peso a una altura de 100 metros. Las explosiones de bombas nucleares liberan energías que son entre 1.000 y 1.000.000 de veces mayores aún que las detonaciones químicas, como sería la del TNT.

El poder explosivo de una bomba nuclear, llamado rendimiento, se expresa mediante la comparación con el poder destructivo del TNT, y así se habla de bombas de un kilotón (un kt) si la energía liberada es la misma que se produce al detonar 1.000 toneladas de TNT. La bomba lanzada sobre Hiroshima tuvo un rendimiento cercano a los 13 kt. Si el rendimiento es de 1.000 kt, se trata de una bomba de un megatón (un Mt). Energías del orden de megatones son imposibles de imaginar dentro de las situaciones de nuestra vida diaria. El arsenal nuclear de los Estados Unidos y Rusia juntos hoy en día suma unos 12.000 megatones.

Una millonésima de segundo después de una explosión nuclear la temperatura dentro de la bomba alcanza unos 10.000.000 °C. El material que compone la bomba y el aire que la rodea brillan intensamente formando lo que se conoce como la bola de fuego. El brillo de la bola, unos segundos después de la detonación de una bomba de un megatón, es mayor que la del Sol al mediodía a distancias de hasta 80 km del punto cero. La bola se expande y en 10 segundos alcanza diámetros de un par de kilómetros para detonaciones de 1 Mt, y luego comienza a contraerse. El aire alrededor de la bola se calienta, la hace ascender a velocidades de unos 100 metros por segundo y forma el conocido hongo, cuyo tallo lo forma una corriente de aire caliente ascendente.A medida que la bola de fuego se enfría,la condensación de vapor de agua causa el color blanco, como una nube,en su extremo superior. Después de cuatro minutos, la nube de una explosión de 1 Mt ha llegado a su máxima altura,20 km,y su diámetro alcanza unos 16 km.

En los seres humanos expuestos al pulso térmico, el daño que causa depende de la pigmentación de la piel, siendo mayor para pieles morenas que blancas debido a la mayor absorción térmica que presentan las sustancias oscuras. Una quemadura de segundo grado —aquella en que se pierde parte de la piel- cicatriza normalmente en dos semanas, siempre que menos de 25% del cuerpo haya sido quemado; en caso contrario, se requiere de hospitalización. Este tipo de quemaduras se producen al recibir entre cinco y seis calorías por centímetro cuadrado en 10 segundos, lo que ocurrirá a distancias cercanas a los 13 km de una detonación de 1 megatón. Quemaduras más graves se producen al recibir mayor energía, lo que ocurre a distancias menores. La observación directa de la bola de fuego causa ceguera permanente en individuos que se encuentren a menos de 25 km, y quemadura de la retina a quien mire la explosión en un día despejado hasta los 60 km de distancia.

En caso de una explosión nuclear sobre una ciudad los sistemas de urgencia, ambulancias, personal sanitario, bomberos, etc., estarán imposibilitados de circular en calles totalmente bloqueadas por los restos de edificios y construcciones. La probabilidad de sufrir una infección debido a las quemaduras recibidas se verá aumentada a causa del daño que el sistema inmunológico recibe por la radiación.

La energía liberada por la explosión nuclear calienta la zona de la bomba -de aproximadamente un metro de diámetro inicial- a altas temperaturas. Esto produce una región de altísima presión que ejerce gran fuerza sobre las capas de aire vecinas, las que comienzan a expandirse a gran velocidad. La velocidad es mayor que la del sonido en aire, así que se forma una onda de choque esférica compuesta por aire muy denso que se desplaza alejándose del punto de explosión. Al pasar esta onda por cualquier obstáculo, edificio, árbol, o cuerpo humano, éstos sentirán un aumento repentino de la presión atmosférica. Una vez que el frente de la onda ha pasado, y debido a la diferencia de presiones, se generan vientos huracanados de gran velocidad. Son estos dos factores, la onda de choque y el viento que la sigue, la causa del daño ocasionado a personas y construcciones. La energía transportada por estos mecanismos llega a ser el 50% de la energía liberada por la bomba.

El aumento instantáneo de la presión durante el paso de la onda de choque se mide respecto de la presión atmosférica normal, a la diferencia entre ambas se la llama sobrepresión, y su unidad de medida es el psi (iniciales de libras por pulgada cuadrada, en inglés). Sobrepresiones entre medio y un psi tienen como efecto la ruptura de los vidrios de las ventanas, cinco psi causan la destrucción de construcciones de madera, entre 8 y 10 psi destruyen viviendas de ladrillo, y sobrepresiones de 45 psi causan la muerte de 50% de las personas debido a la compresión del cuerpo causada por la altísima presión. Los silos donde actualmente se guardan los misiles nucleares son construidos para soportar sobrepresiones de más de 2.000 psi. Los vientos que siguen al paso de la onda de choque llegan a alcanzar 50 kilómetros por hora tras sobrepresiones de un psi y 500 km/h tras 10 psi.

El daño en las construcciones se debe al efecto directo de la sobrepresión y del viento. En caso de una explosión de 1 megatón a 1.500 m de altura, todo lo que se encuentre en la superficie a una distancia menor que 2.5 km del punto cero sentirá sobrepresiones mayores que 20 psi seguidas por vientos de al menos 700 km/hora. En estas condiciones, incluso los edificios  reforzados resultan destruidos. Sobrepresiones cercanas a un psi se darán en puntos que se encuentran a unos 15 km del punto cero, y en esta zona el daño a viviendas y comercio será moderado.

En los seres humanos el efecto directo más serio de la sobrepresión es el daño a la estructura pulmonar, que comienza a las 12 psi. A 100 psi de sobrepresión prácticamente no hay sobrevivencia humana.

El daño causado por una exposición a esta radiación se debe a que, al atravesar el organismo del ser vivo expuesto, los rayos gamma y los neutrones son absorbidos por el cuerpo, pudiendo resultar lesionadas algunas de sus células. Este daño celular se traduce, posteriormente, en trastornos físicos que, según la cantidad de radiación absorbida, pueden llegar a ocasionar la muerte.

De acuerdo con los conocimientos actuales, el daño biológico causado por cualquier tipo de radiación está directamente relacionado con la cantidad de energía depositada por la radiación en el organismo.

La unidad que se usa para medir dosis de radiación es el rad. Todo ser vivo sobre la Tierra recibe anualmente alrededor de un décimo de rad a causa de factores ambientales naturales, como los rayos cósmicos que nos llegan desde el centro de la galaxia, o la radiactividad natural de la corteza terrestre Dosis similares a este valor se consideran relativamente libres de riesgo debido a que la vida que hoy conocemos sobre nuestro planeta ha logrado desarrollarse y evolucionar en la presencia continua de estos niveles de radiación. En el extremo opuesto, una dosis de 400 rads se considera letal para 50% de los seres humanos expuestos a ella. Las muertes ocurren dentro de los 30 días posteriores a la exposición, y aquellos que consiguen sobrevivir lo hacen gracias a la atención médica especializada.

La dosis inmediata causada por una explosión nuclear puede llegar a dos millones de rads cerca del lugar de la detonación, pero es rápidamente atenuada por el aire. En el caso de una bomba de alto rendimiento(megatones), la zona de dosis letal se sitúa adentro de la región devastada por el calor y la presión, por lo que la radiación inmediata no contribuye con nuevas víctimas. Para bombas pequeñas (pocos kilotones), la zona de dosis superior a los 400 rads coincide con la zona donde los efectos de la onda de choque y del calor son causa probable de muerte.

Se llama lluvia radiactiva a la caída sobre la superficie terrestre del material radiactivo producido por una explosión nuclear. Los átomos que forman esta lluvia emiten continuamente algún tipo de radiación que en potencia es dañina para los seres vivos alcanzados por ella.

Durante la explosión de una bomba nuclear, se producen muchos tipos de núcleos radiactivos, en particular los fragmentos de la fisión del uranio. Estos núcleos permanecen localizados en la zona que ocupaba la bomba y son vaporizados por la alta temperatura de la bola de fuego. También se producen neutrones que escapan de la bomba a gran velocidad y son absorbidos por los materiales sobre la superficie. Muchos núcleos estables al absorber un neutrón se transforman en núcleos radiactivos que a partir de ese momento comienzan a emitir radiación espontáneamente.

El principal riesgo biológico de la lluvia radiactiva lo constituyen los rayos gamma emitidos por el material activado. Esta radiación es muy penetrante y atraviesa el cuerpo de los seres humanos depositando en ellos parte de su energía. También se emiten partículas alfa y beta, pero son poco penetrantes, el grosor de la ropa o la piel las detiene, y sólo causarían quemaduras si se depositaran directamente sobre la piel. Un riesgo especial lo constituye la incorporación de núcleos radiactivos a la cadena alimentaria, ya sea a través de la comida ingerida por los animales o en forma directa por el ser humano. En este caso, la radiación poco penetrante emitida desde el interior del cuerpo es totalmente absorbida por el mismo organismo y el riesgo de enfermedades genéticas y de cáncer es muy alto, incluso para dosis pequeñas de radiación.

Una protección sencilla contra la lluvia radiactiva la constituye cualquier subterráneo o construcción de muros suficientemente gruesos. Unos 30 cm de concreto o medio metro de tierra reducen la intensidad de la radiación en un factor de 10. Ya que 80% de la dosis es recibida durante el primer día, la permanencia en un refugio puede reducir considerablemente los efectos de la radiación.

La macabra estrategia militar actual recomienda que toda ciudad con más de tres millones de habitantes sea el blanco de tres bombas de 1 megatón, 10 bombas de 500 kilotones, y otras tantas de menor poder explosivo. De este modo, es seguro que no habrá sobrevivientes.

Para el Dr. Gabriel Lobo, Jefe del Departamento de Medicina Nuclear de Chile : “Los efectos ambientales debidas a las explosiones nucleares pueden ocasionar cambios severos en todo el planeta: depresión de la capa de ozono, trastornos climáticos y en la salud humana y animal, oscurecimiento y enfriamiento del planeta. Todo esto se traduciría en grandes cambios en la flora y la fauna con consecuencias impredecibles”.