Un trocto de tecnecioEl tecnecio es un típico metal, gris, de punto de fusión muy alto, gran densidad... Es el elemento químico de número atómico 43, situado por la parte central de la tabla periódica. Durando mucho tiempo no se le identificó en la naturaleza, y fue durante muchos años el elemento que todo el mundo quería encontrar y que nadie podía. Se conocían todos los elementos desde el 1 hasta el 92 -el uranio- pero no se sabía nada del 43. De acuerdo con el convencimiento de todos los químicos, que le habían guardado una ubicación en la tabla periódica, tenía que existir y se le encontraría de una u otra manera, pero no había manera.

Mendeléyev le reservó un espacio en la tabla periódica y lo denominó, antes de encontrarlo, eka-manganeso. El 1827 Ossan dijo que lo había identificado y lo denominó polinio, pero no lo era, sino el iridio, otro metal. Rose en 1847 lo mismo, y le denominó pelopio, pero fue un falso descubrimiento. Lo mismo le ocurrió a Kern (1877) que le llamó davio, y a Barrière el 1896, que le denominó lucio, pero era iterbio impuro. Ogawa, en 1908 creyó verlo y le llamó niponio, pero resultó ser renio impuro. Gerber en 1917 creyó haberlo descubierto y le bautizó neomolibdeno; Basanquet, en 1924 lo denominó moseleyo, pero realmente lo que vio no era el El masurio en la tbla periódicaelemento que se estaba buscando. Y Noddak, en 1925 creyó que lo había atrapado y lo denominó masurio, nombre que hizo una cierta fortuna: en la figura adjunta puede apreciarse un fragmento de una tabla periódica mural de mi facultad, de los primeros años 30, con el masurio (número atómico 43). Fue un falso descubrimiento. Pero no. Nueve nombres y ocho falsos descubrimientos. Durante los siglos XIX y comienzo del XX fueron muy frecuentes los falsos descubrimientos de elementos químicos, como se puede leer en el artículo -en catalán- "Els falsos elements", publicado en la revista de la Societat Catalana de Química (9/2010, p. 66-81) [+]  La química ya no sabía más.

Lawrence había inventado el ciclotrón en Berkeley en 1932. Un ciclotrón es un acelerador de partículas elementales. Una combinación de campos eléctricos y magnéticos permite que las partículas cargadas eléctricamente giren y giren con aceleración progresiva hasta lograr grandes velocidades. Yo he visto el ciclotrón original y es tan pequeño que cabe en la superficie de una mesita: tiene un diámetro de 68 cm. A partir de aquí fueron creciendo y evolucionando hacia los sincrociclotrones y sincrotones actuales, como el Alba de Sant Cugat del Vallès (de unos 80 m de diámetro) o el enorme LHC del CERN en Ginebra, con un diámetro de unos ocho km.

Lawrence empezó a acelerar partículas en su aparato, que podemos imaginar como una centrífuga. Cuando las partículas están lo bastante aceleradas, salen disparadas por una tangente del aparato y van a colisionar con algún material puesto a la salida. La gran energía de la colisión es capaz de transmutar el material diana y obtener otros elementos no presentes anteriormente en él. Son reacciones nucleares, que cambian la naturaleza de la sustancia. En 1937 bombardeó molibdeno con núcleos de deuterio -una variante del hidrógeno-. El producto resultante lo envió a Perrier y Segré, en Sicilia. Después de analizarlo identificaron en el material salido del ciclotrón un elemento nuevo todavía no conocido, al que dieron primero el nombre de panormio, que poco después sustituyeron por tecnecio, que quiere decir artificial, nombre que se ha mantenido.Generador antiguo de tecnecio

Este concepto de elemento artificial requiere una digresión. Un químico es como uno que juega con las letras. Toma el vocablo AMOR y la transforma en ROMA, RAMO o MORA, o en MAR + O, o en MOR + A. Pone y saca letras, pero cada letra se mantiene intacta sn cambiar. Esto equivale a "reacciones químicas", que conservan los elementos, las letras, pero cambian la sustancia, el significado: cuando el hidrógeno reacciona con el oxígeno para dar agua, el agua final está formada por moléculas H2O en las que hay núcleos de hidrógeno y de oxígeno. En cambio, imaginemos ahora que tomamos la O de AMOR y la abrimos y la torcemos hasta hacer una U, y doblamos la M hasta hacer una N. Podemos hacer una URNA a partir de AMOR, pero a expensas de dejar de tener la O y la M, que hemos transformado en U y N. Esto son "reacciones nucleares", que transmutan los propios elementos: el sueño de los alquimistas que querían transmutar cobre en oro, y nunca consiguieron.

Pues resulta que el tecnecio fue el primer elemento químico artificial, obtenido mediante una reacción nuclear a partir de un elemento diferente, el molibdeno, de número atómico 42. Su bombardeo con deuterones (una variante de núcleos de hidrógeno) introdujo un protón en el núcleo del molibdeno, que se convirtió en un núcleo de 43 protones, que es el del tecnecio. Muchas veces los elementos así obtenidos son radiactivos y se transforman en otros elementos al cabo de un cierto tiempo, y en el caso del tecnecio así ocurre. Por ello se pensó que no habría tecnecio en la naturaleza, pero muchos años después se ha encontrado en muy pequeñas cantidades.

Hay muchos tipos de núcleos de tecnecio, que tienen masas atómicas entre 95 y 99. Todos tienen las propiedades químicas del tecnecio, y todos son radiactivos, y se descomponen a lo largo del tiempo dando otros elementos. Uno de los isótopos es el 99mTc, que es tecnecio metaestable con un núcleo de 43 protones y 56 neutrones. Se suele obtener actualmente por desintegración beta de un isótopo Decaimiento de radionúclidosradiactivo del molibdeno, el 99Mo. Este tecnecio metaestable se desintegra rapidamente emitiendo radiación gamma. En seis horas se ha desintegrado la mitad de su masa, dando otro isótopo similar, el 99Tc, también radiactivo, pero de vida media mucho más larga, que se desintegra finalmente a rutenio 99Ru, estable. Estos isótopos metaestables son bastante comunes en el mundo de los materiales radiactivos, pero se descomponen muy rápidamente, y en esto el tecnecio es una excepción porque su vida media se mide en horas.

El tecnecio 99mTc es muy usado como radiotrazador en medicina nuclear, en forma sistemática desde 1962. Se prepara una disolución, que se inyecta en algún punto del cuerpo, y se puede seguir por donde pasa con un detector de radiación gamma que se hace circular por la superficie de la piel. Donde se detecta radiación gamma indica, por ejemplo, un vaso linfático por donde circula el 99mTc. Es la técnica de la gammagrafía o escintilografia, que permite comprobar conexiones entre ganglios, difusión en el interior de los huesos y otros muchos fenómenos de interés en diagnóstico.

Puesto que el 99mTc tiene una vida media de pocas horas, no es posible un sistema de comercialización y distribución eficaz del producto. Desde el año 1968 se prepara el isótopo de tecnecio a partir de un precursor comercial, el molibdato de sodio Na299MoO4, de vida media más larga y obtenido en un reactor nuclear especial. Se pone la carga de molibdato en un recipiente, que es retenida en una masa de óxido de aluminio inerte. El molibdato va desintegrándose a pertecnetato continuamente, con un periodo de semidesintegración de 66 horas, diez veces más lento que el pertecnetato. Se hace pasar una disolución salina por el lecho de alúmina con el molibdato, que permite arrastrar el pertecnetato formado.

Lo que se inyecta actualmente en los hospitales es un líquido que contiene partículas muy pequeñas del compuesto con tecnecio, que se suele denominar nanocoloide. Hay muchas formas de preparación posibles, como por ejemplo mezclando pertecnetato de sodio Na99mTcO4 y sulfuro de antimonio Sb2S3, que precipita un sulfuro complejo de tecnecio y antimonio 99mTc-Sb2S3, de tamaños de partículas entre 7 y 15 nm. Los últimos diez años se han patentado otros muchos procedimientos, basados en otros compuestos químicos. Pero la base es siempre el isótopo de tecnecio, la actividad del cual es independiente de cuál sea el compuesto químico del que forme parte. La actividad radiactiva de todos los materiales va decayendo con el tiempo, y por eso el sistema requiere un calibrado continuo, para ajustar la actividad del producto y la dosis que se tiene que aplicar, que depende de la masa y la edad del paciente, y del órgano donde se tiene que inyectar.

El cuerpo del paciente evoluciona: cuando se le inyecta compuesto de 99mTc empieza a emitir radiación gamma porque se va produciendo 99Tc, y al cabo de seis horas hay la mitad del primero y la misma cantidad del segundo. Al cabo de doce horas hay la cuarta parte del primero y las tres cuartas partes del segundo, y va reduciéndose a este ritmo. Se va evacuando también todo ello por los mecanismos fisiológicos y en unos cuantos días la radiactividad del paciente es indetectable.

Nada permitía imaginar a los investigadores italianos que detectaron el tecnecio que cuarenta años después los hospitales de todo el mundo lo usarían. La era nuclear, que empezó tan mal con las armas de guerra y las bombas de Hiroshima y Nagasaki en 1945, y posteriormente con la guerra fría y la carrera de armamentos y misiles nucleares, tenía también la vertiente pacífica. El presidente Eisenhower, militar e impulsor de la guerra fría, el 1953 pronunció un discurso ante la ONU con el título "Átomos para la paz" -parece que impulsado por Einstein- donde preconizaba el uso pacífico de los conocimientos de la física nuclear para la industria, la energía, el transporte y la medicina. La empresa Ford creó un premio de un millón de dólares para científicos y políticos que trabajaran en esos temas. El primer ganador fue Niels Bohr, en 1957. Y el último, en 1969... el propio Eisenhower. Los adelantos conseguidos fueron espectaculares, empezando por las centrales nucleares y acabando por el tecnecio de diagnóstico.

Hasta ahora el tecnecio era para mí un metal de tantos, como podría ser el praseodimio o el hafnio: existen, no se habla de ellos, sirven para algunas aplicaciones pero no te conciernen. Pero ahora el tecnecio es de la familia. Sí, en casa hay hoy algo de tecnecio. De ahí esta entrada del blog.

Sello

Artículos relacionados

Claudi Mans Teixidó
Claudi Mans Teixidó

Catedrático emérito de Ingeniería Química por la Universidad de Barcelona. Autor de los libros de divulgación científica: La truita cremada (2005, Ed. Col·legi de Químics de Catalunya, catalán) y Tortilla quemada (2005, Ed. Col·legi de Químics de Catalunya). Els secrets de les etiquetes (2007, Ed. Mina, catalán) y Los secretos de las etiquetas (2007, Ed. Ariel). La vaca esfèrica (2008, Rubes editorial, catalán). Sferificaciones y macarrones (2010, Ed. Ariel), La química de cada dia (2016, Publicacions de la Universitat de Barcelona, catalán) y La Química en la cocina: una inmersión rápida (2018, Tibidabo Ediciones).

Director científico del Comité Español de la Detergencia, Tensioactivos y Afines (CED). Vocal de la junta de la Associació Catalana de Ciències de l'Alimentació (ACCA) y del Colegio-Agrupación de Químicos de Catalunya.

Página web personal

Sobre este blog

La naturaleza del ser humano es su artificialidad: la voluntad de adaptar el medio a sus necesidades. De ahí la tecnología y las ciencias aplicadas. Hablaremos de eso, especialmente de nuestra vida cotidiana. Y también de arte científico, de lenguaje científico-cotidiano... Nos lo pasaremos bien.

Ver todos los artículos (163)