El análisis de isótopos es una herramienta clave para controlar el origen y la calidad de los productos

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06/06/2012
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Agencia de Noticias DiCYT
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La Plataforma Nucleus de la Universidad de Salamanca cuenta con un laboratorio de análisis tan flexible que es único en España

José Pichel Andrés/DICYT El Servicio General de Análisis de Isótopos Estables de la Plataforma Nucleus de la Universidad de Salamanca se encarga de determinar las relaciones de isótopos estables en elementos que se encuentran en todo tipo de materiales cotidianos. Estos análisis proporcionan tanta información que en la actualidad constituyen una importante herramienta de control de calidad y prevención del fraude en muchos productos.

“Dentro de un mismo elemento químico no todos los átomos son iguales entre sí”, indica el director del Servicio, Clemente Recio. La configuración electrónica, que es lo que determina sus propiedades químicas, es la misma siempre, pero la configuración de su núcleo no. La masa del elemento, que está esencialmente en el núcleo, viene determinada por la suma de protones y neutrones y, si el número de neutrones en el núcleo es distinto, los átomos de un mismo elemento tienen distinta masa y distintas propiedades. Esos átomos se llaman isótopos.

La mayor parte de los ciudadanos, al hablar de isótopos piensan en elementos radiactivos, pero este servicio se ocupa exclusivamente de los estables, es decir, los que no se modifican y están presentes en el hidrógeno, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el azufre, los cinco elementos que analiza el Servicio. Cualquier sustancia que contenga estos elementos, desde muestras de aguas, minerales, sustancias orgánicas o hidrocarburos pueden ser objeto de análisis en este laboratorio. Sus propiedades químicas son siempre las mismas, pero sus propiedades físicas son diferentes y determinan un comportamiento diferente en determinados hechos naturales como la evaporación, la cristalización de un mineral o la fotosíntesis, entre tantos otros; procesos que separan el isótopo pesado del isótopo ligero.

Huellas de procesos

La razón es que los procesos afectan de forma ligeramente diferente al isótopo pesado y al isótopo ligero y “la magnitud de esta diferencia depende de propiedades termodinámicas que son intrínsecas a este proceso, de tal forma que podemos determinar cuáles han sido las condiciones en las que ha tenido lugar”.

Un ejemplo, es el ciclo meteorológico. En la evaporación del agua del océano, los isótopos ligeros se elevan con mayor facilidad que los pesados y, al contrario, en la precipitación, los pesados caen antes en forma de lluvia. “Si haces un pozo, puedes saber si el agua viene de lluvia en el entorno próximo, si es la precipitación que cayó en forma de nieve en las montañas o si viene de una explotación ganadera contaminada, porque el agua de las montañas llueve precipita a una altura y con una temperatura distinta a la del llano”, comenta el director. Si ese agua llegara a contaminarse, por ejemplo, con nitratos, “podríamos determinar el origen del contaminante”. Los análisis isotópicos dan esta información y muchas más: la procedencia de vinos o las rutas de tráfico de drogas ilegales son algunos ejemplos.

Esto hace que este Servicio, con una larga experiencia desde que se pusiera en marcha en los años 90, realice en la actualidad miles de trabajos para clientes variados, desde investigadores universitarios a empresas y administraciones públicas. “Este laboratorio está entre los que mayor capacidad tienen en todo el país”, comenta Clemente Recio, que destaca la flexibilidad de su equipo para adaptarse a todo tipo de trabajos. De hecho, es habitual encontrar servicios de análisis de isótopos muy especializados, por ejemplo, en un determinado vino o una herramienta diagnóstica clínica, pero “ningún otro esmuy pocos son capaces capaz de hacer todos los tipos de análisis que nosotros podemos hacer”, afirma.

Espectrómetros y sistemas de preparación 

La herramienta fundamental para determinar las relaciones isotópicas son los espectrómetros de masas. “Hay muchos espectrómetros, pero los nuestros son de fuente gaseosa, de sector magnético y muy sensibles, es decir, que pueden medir relaciones isotópicas en cantidades de muestra muy pequeñas”, indica Clemente Recio. “Dado que sabemos el elemento y la relación isotópica que queremos medir, podemos hacer una arquitectura que nos permita maximizar la señal”, añade.

Además, antes de llegar al espectrómetro, las muestras pasan por diversos sistemas de preparación, como cromatógrafos, equipos de concentración de gas o líneas de alto vacío específicamente construidas para cada tipo de material. Los técnicos adaptan cada caso para realizar el análisis más adecuado, ya que cada tipo de relación isotópica requiere técnicas específicas. “Tenemos más capacidad instrumental que personal para manejarlo”, asegura el director. Por eso, a veces los investigadores visitantes o los estudiantes de doctorado pueden realizar sus propios análisis si las técnicas que utilizan son sencillas.