Estudio-de-contaminantes-radiologicos-en-cereales-y-leguminosas-mediante-tecnicas-nucleares

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE QUÍMICA 
 
 
ESTUDIO DE CONTAMINANTES RADIOLOGICOS EN CEREALES Y 
LEGUMINOSAS MEDIANTE TECNICAS NUCLEARES. 
 
 
TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
QUÍMICO DE ALIMENTOS 
 
 
PRESENTA 
JOSE CARLOS ESPINOSA MUÑIZ 
 
 
 MÉXICO, D.F. 2013 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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JURADO ASIGNADO: 
 
PRESIDENTE: M. EN C. LUCIA CORNEJO BARRERA 
VOCAL: DR. ARTURO NAVARRO OCAÑA 
SECRETARIO: DR. GUILLERMO C. ESPINOSA GARCÍA 
1ER. SUPLENTE: Q.F.B. INÉS MIRANDA MARTÍNEZ 
2° SUPLENTE: DRA. ILIANA ELVIRA GONZÁLEZ HERNÁNDEZ 
 
SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: 
INSTITUTO DE FÍSICA, UNAM. PROYECTO DE APLICACIONES DE DOSIMETRÍA. EDIFICIO VAN DE GRAFF. LAB. A-
23 
 
ASESOR DEL TEMA: 
DR. GUILLERMO C. ESPINOSA GARCÍA 
 
SUPERVISOR TÉCNICO: 
JOSÉ IGNACIO GOLZARRI Y MORENO 
 
SUSTENTANTE: 
JOSÉ CARLOS ESPINOSA MUÑIZ 
i 
 
INDICE 
 PÁGINA 
INTRODUCCION ............................................................................................................... 1 
OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................... 3 
CAPITULO PRIMERO. ASPECTOS FUNDAMENTALES .................................................. 4 
1.1.1. Antecedentes generales ....................................................................................... 4 
1.1.2. Producción y consumo de los principales Cereales y Leguminosas ..................... 6 
1.1.3. Cereales ............................................................................................................... 8 
1.1.3.1. Trigo ............................................................................................................ 12 
1.1.3.2. Maíz ............................................................................................................. 13 
1.1.3.3. Cebada ........................................................................................................ 15 
1.1.3.4. Arroz ............................................................................................................ 17 
1.1.4. Leguminosas ...................................................................................................... 18 
1.1.4.1. Frijol ............................................................................................................. 20 
1.2.1 Aspectos fundamentales de física ....................................................................... 21 
1.2.1.1 Radioactividad .............................................................................................. 21 
1.2.1.2. Nucleídos e isotopos .................................................................................... 21 
1.2.1.3. Decaimiento radioactivo (nuclear) ................................................................ 22 
1.2.1.4. Decaimiento alfa (α) .................................................................................... 23 
1.2.1.5. Decaimiento beta (β) .................................................................................... 23 
1.2.1.6. Decaimiento gamma (γ) .............................................................................. 24 
1.2.2. Radiaciones naturales ....................................................................................... 25 
1.2.3. Interacción de la radiación con la materia ........................................................... 27 
1.2.4. Interacción de la radiación gamma con la materia ............................................. 27 
1.2.4.1. Efecto fotoeléctrico....................................................................................... 27 
1.2.4.2. Efecto Compton .......................................................................................... 28 
1.2.4.3. Producción de pares .................................................................................... 29 
1.2.5. Detección de radiación gamma ......................................................................... 30 
1.2.5.1. Detector de centelleo ................................................................................... 31 
1.2.5.2. Detector semiconductor de estado solido .................................................... 32 
1.2.6. Detector de Germanio Hiperpuro ........................................................................ 33 
ii 
 
CAPITULO SEGUNDO. METODOLOGIA ........................................................................ 36 
2.1. Selección de muestras ......................................................................................... 36 
2.2. Cantidad de muestra ............................................................................................. 40 
2.3. Método de análisis de un fotopico ........................................................................ 41 
2.4. Espectro de radiación de fondo. ........................................................................... 43 
2.5. Preparación de las muestras ................................................................................. 45 
2.6. Método de análisis................................................................................................ 46 
CAPITULO TERCERO. INSTRUMENTACION ................................................................ 47 
3.1. Sistema de detección ........................................................................................... 47 
3.1.1. Detector .......................................................................................................... 48 
3.1.2. Preamplificador .............................................................................................. 49 
3.1.3. Fuente de poder y fuente de alto voltaje ........................................................ 49 
3.1.4. Amplificador .................................................................................................. 50 
3.1.5. Analizador Multicanal (MCA) ......................................................................... 50 
3.1.6. Contenedor de la muestra ............................................................................. 51 
3.1.7. Computadora ................................................................................................. 51 
CAPITULO CUARTO. ANALISIS DE RESULTADOS ...................................................... 52 
4.1. Calibración, reproducibilidad y confiabilidad .......................................................... 52 
4.2. Especificaciones de las muestras analizadas ....................................................... 55 
4.3. Discusión y Análisis .............................................................................................. 58 
CONCLUSIONES ............................................................................................................ 68 
ALCANCE ........................................................................................................................ 69 
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................ 70 
ANEXOS .......................................................................................................................... 73 
ANEXO I: NOM-028-FITO-1995................................................................................... 73 
ANEXO II: NOM-088-SSA1-1994 ................................................................................. 81 
ANEXO III: FDA. Límites radiológicos permitidos para alimentos importados. .............. 83 
ANEXO IV: Espectros de radiación utilizados en el estudio. ......................................... 88 
 
 
1 
 
INTRODUCCION 
 
 
Desde hace varios años se ha dispuesto la creación de normatividades para 
alimentos las cuales garanticen la inocuidad y seguridad de los mismos. Después 
de los accidentes nucleares ocurridos en 1979 en la isla Three Mile en Pensilvania 
Estados Unidos, en Chernobyl, Ucrania, en el año de 1986 y recientemente en el 
año 2011 en Fukushima, Japón, las autoridades internacionales reforzaron sus 
estándares de importación de productos alimenticios para garantizar la ausencia 
de radiación en los mismos ya que, en caso de un accidente nuclear, una de las 
primeras medidas protocolarias internacionales es controlar los alimentos y el 
agua, tanto para la exportación como para el consumo dentro del territorio. Por 
esto se recomienda realizar controles rutinarios de todos los alimentos que llegan 
al país, estimando el riesgo radiológico potencial para la población y decidir alguna 
medida correctiva. 
 
Los alimentos suelen contaminarse radiológicamente mediante la absorción de 
agua de la cosecha. La medición de esta radiación garantiza que los productos 
agrícolas que van a ser introducidos a diversos países tengan los niveles 
acordados en las distintas normas internacionales. 
 
Por esto, es importante conocer las concentraciones de los isotopos aceptables de 
radiación en los alimentos y utilizar un método analítico acreditado por alguna 
organización que certifique que el alimento no tiene contaminación radioactiva y 
que se apegue a la normatividad tanto nacional como internacional. 
 
Este trabajo no contempla el estudio de los alimentos irradiados, el cual es un 
método de conservación que aumenta la vida de anaquel del producto pero que 
no permanece en el mismo ya no provoca ningún tipo de contaminación 
radioactiva. (1) 
 
2 
 
Se eligió utilizar el método de espectrometría gamma debido a que es de las 
técnicas nucleares más sencillas que nos permite obtener todo un espectro 
radioactivo en una sola lectura, es un método no destructivo y de una alta 
confiabilidad. La elección del detector de germanio hiperpuro se debió a que tiene 
una mejor resolución en comparación con el de ioduro de sodio, los cuales fueron 
utilizados anteriormente para este tipo de detecciones. 
 
La principal aportación del presente trabajo es utilizarlo como base para la 
creación de un protocolo de detección de contaminantes radiológicos en diferentes 
tipos de cereales y leguminosas a través de una técnica de espectrometría de 
gamma usando como instrumentación un detector de germanio hiperpuro. 
 
La tesis se divide en cuatro capítulos fundamentales: 
 
 En el primer capítulo se explican los antecedentes del proyecto, los 
aspectos fundamentales de las matrices alimentarias elegidas y su 
importancia así como los aspectos fundamentales físicos necesarios para la 
comprensión del presente trabajo. 
 El segundo capítulo explica la metodología empleada y la forma de 
selección de las muestras utilizadas. 
 El tercer capítulo describe la instrumentación utilizada, su calibración, 
confiabilidad y la manera en cómo fueron preparadas las muestras. 
 El cuarto capítulo se plasman los resultados obtenidos y se realiza el 
análisis correspondiente de los mismos. 
 Existe un espacio dedicado a las conclusiones generales a las cuales se 
llegaron y al alcance que este proyecto puede tener para futuras 
investigaciones. 
 Los apéndices muestran las normas relacionadas utilizadas en México y 
Estados Unidos, así como los resultados de los espectros de radiación. 
 
3 
 
OBJETIVO GENERAL 
 
 
Cuantificar la presencia o ausencia de contaminantes radiológicos en cereales y 
leguminosas debido a que los mismos pueden producir problemas a la salud, 
proponer este trabajo como base en el desarrollo de un protocolo para su 
detección y determinar si estos se encuentran en las normas de importación y 
exportación tanto nacionales como internacionales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
CAPITULO PRIMERO. ASPECTOS FUNDAMENTALES 
 
 
1.1.1. Antecedentes generales 
 
La radioactividad ha existido desde la creación del universo. Los núcleos 
atómicos de ciertos isotopos al modificar espontáneamente su estructura fueron 
identificados como radioactivos. La contaminación radioactiva se define como la 
presencia no deseada de compuestos radioactivos en el medio ambiente. Ciertos 
compuestos radioactivos forman parte de la corteza terrestre o se generan en la 
atmósfera de manera natural cuando entran en contacto con rayos cósmicos. El 
mayor problema aparece cuando, por la acción humana, esta radiación natural se 
halla en concentraciones mucho más elevadas. (30) 
 
Cuando se detecta un exceso de contaminantes radiológicos en el medio, los 
alimentos pueden sufrir una contaminación accidental o natural. En la mayoría de 
los casos se intoxican por focos radioactivos debido a los accidentes nucleares, 
detonaciones nucleares al aire, la radioterapia, la medicina nuclear y de una gran 
diversidad de industrias que generan importantes cantidades de residuos 
radioactivos, que aumentan su concentración y pueden llegar a ser peligrosos. 
(15) 
 
Los componentes radioactivos producidos por el hombre pasan a través de la 
cadena alimentaria de la misma manera que la radioactividad natural y llegan a los 
cultivos, al agua potable o al mar. La entrada principal de los contaminantes 
radiológicos a los alimentos se registra mediante la adsorción desde el suelo o su 
deposición en las plantas desde la atmósfera. 
 
Algunos de los elementos radioactivos tienen la peculiaridad de desintegrase en 
periodos de tiempo bajos, con lo que no suponen ningún peligro si ocurre algún 
accidente nuclear. Sin embargo, existen elementos de vida mucho más larga, que 
http://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/ciencia-y-tecnologia/2010/04/08/192233.php
5 
 
se mantienen en el ambiente durante muchos años y se convierten en 
contaminantes permanentes, como es el caso del cesio137 que, hoy en día, aún 
persiste en el ambiente de zonas donde ha ocurrido algún accidente nuclear. (12) 
 
Cada uno de los países cuentan con su propia normatividad para la importación y 
exportación de productos alimenticios, tal es el caso de Estados Unidos, Reino 
Unido, Canadá, la Unión Europea y México. Estos documentos son utilizados 
como referencia para asegurar que el comercio de alimentos importados son 
seguros para su consumo. 
 
Siempre existe la posibilidad de que un alimento este contaminado con radiación. 
Después de Chernobyl, los países cercanos a Ucrania adoptaron ciertas posturas 
para evitar que otros alimentos se encontraran contaminados. 
 
En el caso de la leche, los radionúclidos llegaron por contaminación del césped, el 
alimento o el agua consumida por los animales. Esta contaminación fue 
considerada como emergencia debido a que los recién nacidos y los niños son 
más sensibles a la radiación que los adultos y porque la leche representa un alto 
porcentaje de su ingesta diaria. Los ganaderos la intentaron prevenir manteniendo 
a sus animales en buenas condiciones dándoles agua limpia y alimento que no 
fuera sido expuesto al aire desde que la contaminación inició. 
 
En el caso de hongos y frutas, muchos estudios determinaron que en frutos y 
hongos silvestres tenían un alto nivel de contaminación radioactiva proporcional a 
su peso. Con esta base, los gobiernos recomendaron evitar consumir estos 
productos silvestres. Muchas autoridades recomendabanhacer un análisis para 
garantizar su seguridad, pero el problema venia debido a que estos productos son 
perecederos, por lo que la alimentación de estos productos secos o congelados 
aumento exponencialmente debido a que estos ya estaba garantizado el no 
contener ningún contaminante. 
 
6 
 
La carne de animales, al igual que la leche, se protegió de la radiación 
manteniéndolos en espacios cerrados y previéndoles de alimentos limpios y 
empacados. Las autoridades recomendaban no consumir ningún animal hasta que 
se garantizara su seguridad. De la misma manera, las gallinas fueron protegidas 
para evitar la contaminación de huevos y así poder realizar los análisis necesarios 
para ser consumidos. 
 
En zonas donde la contaminación radiológica era sospechada o estaba 
documentada, los gobiernos debieron restringir la caza, pesca o recolección de 
plantas silvestres como alimentos debido a que podrían estar contaminados. El 
mayor riesgo era la pesca en pequeños cuerpos de agua, debido a que esta es un 
factor determinante por donde la radiación se transmite 
 
Un gran riesgo de contaminación fueron los cultivos de cereales, leguminosas y 
otros productos como zanahorias, espinacas, papas, entre otros debido a que 
todos estos productos necesitan agua para crecer y poder desarrollarse 
favorablemente. (34) 
 
 
1.1.2. Producción y consumo de los principales Cereales y Leguminosas 
 
La producción de cereales en México es muy alta, y aunque la gran mayoría del 
producto disponible para el consumo se utiliza en el mismo territorio nacional, una 
parte del mismo se exporta y otro aún mayor se importa de distintas partes del 
mundo. (27) 
 
Para consumo humano, la producción y el consumo de cereales dependen 
fundamentalmente de la posición geográfica del país. El trigo el principal cereal 
consumido en Norteamérica; el arroz, principalmente en China, Japón e India; el 
centeno, en Rusia y en algunas partes de Europa central, mientras que el maíz 
7 
 
principalmente se consume en México, Sudamérica y en gran parte de los Estados 
Unidos. (26) 
 
Tabla 1.Cultivos más consumidos y balanza de disponibilidad: Producción, exportación, importación y 
consumo de los principales cultivos en México durante 2010. (En Miles de Toneladas) 
 
 consumo 
 Producción exportación importación industrial pecuario humano siembra merma total 
Maíz blanco 15988.1 50.5 403.3 0 1563.4 11607.2 192.9 567.7 13931.2 
Maíz amarillo 9587.9 0 7231.4 0 6120.4 311.7 0 136 8942.8 
Trigo 7187.7 1001.2 3180 0 316.6 5510.4 120.2 39.5 5986.7 
Cebada 1588.2 0 549.4 1325 60 0 42.2 14.3 1441.6 
Frijol 1560.2 5.5 147.8 0 0 902.4 81 168.5 1151.9 
Arroz 907.8 1.8 737.6 0 0 745.6 1.8 1.6 749 
 
FUENTE: Elaborado por el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), SAGARPA. 2010 
 
 
 A pesar de unas perspectivas mejoradas para la oferta y del debilitamiento de la 
demanda, las condiciones de los mercados de productos agrícolas siguen siendo 
bastante difíciles, lo cual constituye el factor principal que sustenta los precios. 
 
Con respecto a los cereales, el aumento se debe no sólo a las perspectivas 
mejoradas para la producción sino también al crecimiento más lento de la 
demanda, por lo que los precios de los mismos seguirán siendo altos y 
extremadamente volátiles ya que varían con la inestabilidad de los mercados 
financieros y los mercados de valores. A las fuertes variaciones de los precios en 
los mercados agrícolas también contribuyen las fluctuaciones en los tipos de 
cambio y las incertidumbres en los mercados de energía. (36) 
 
El estudio más reciente de la FAO sobre la producción mundial de cereales en 
2011 confirmó una producción récord de 2 325 millones de toneladas en todo el 
mundo, superior en 3,7 por ciento a la del año anterior. El incremento global 
8 
 
comprende un aumento del 6,0 por ciento de la producción de trigo, un incremento 
de 2,6 por ciento de la cosecha mundial de cereales secundarios y un alza de 3,4 
por ciento de la producción de arroz. 
 
La utilización total de cereales en 2011/12 llegó a 2 309 millones de toneladas y 
en el ámbito mundial, el consumo alimentario de cereales se mantendrá a la par 
del incremento demográfico. 
 
En México, según la FAO, durante el 2012 se produjeron 47.5 millones de 
toneladas de cereales y se consumieron 202.4 millones de toneladas, de los 
cuales 15.1 millones fueron importados y aproximadamente 1 millón de toneladas 
de cereal fueron exportadas. 
 
A pesar de todo esto, México no es autosustentable en materia agrícola, ya que 
tiene importar maíz, trigo y arroz para satisfacer las necesidades de abasto de la 
base de la pirámide alimenticia. Esto es debido principalmente al aumento en el 
consumo interno de estos productos así como en la demanda de otros países, 
principalmente China, el cual es consumidor de aproximadamente el 30% de los 
alimentos que se producen a nivel mundial. Otra razón es la reciente utilización de 
estos productos como biocombustible, lo cual aumenta la demanda y, por lo tanto, 
su precio. (4) 
 
 
1.1.3. Cereales 
 
Los Cereales y Leguminosas son productos altamente consumidos y producidos 
en México encontrándose en los anaqueles de todos los centros comerciales 
debido a su aporte nutricional y su relativo bajo costo. 
Según la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-147-SSA1-1996, BIENES Y 
SERVICIOS. CEREALES Y SUS PRODUCTOS. HARINAS DE CEREALES, 
SEMOLAS O SEMOLINAS. ALIMENTOS A BASE DE CEREALES, DE SEMILLAS 
9 
 
COMESTIBLES, HARINAS, SEMOLAS O SEMOLINAS O SUS MEZCLAS. 
PRODUCTOS DE PANIFICACION. DISPOSICIONES Y ESPECIFICACIONES 
SANITARIAS Y NUTRIMENTALES, Cereal son los granos comestibles de ciertas 
plantas pertenecientes a la familia de las gramíneas de un solo cotiledón tales 
como trigo, maíz, arroz, avena, centeno y cebada. 
 
Los cereales son de gran importancia como materia prima para la producción de 
alimentos. Los nutrientes que proveen en países industrializados son 
aproximadamente el 50% de los requerimientos diarios de hidratos de carbono, un 
tercio de las proteínas y el 60% de la vitamina B. Además de esto, los cereales 
son fuente de minerales y elementos traza. (5) 
 
Los miembros de la familia de las Gramíneas que producen granos de cereal 
generan frutos secos con una semilla a la cual se le denomina grano. Este fruto, 
llamado cariópside, está cubierto por el pericarpio. La semilla está constituida por 
un embrión y endospermo, los cuales están encerrados dentro de una epidermis y 
de la cubierta de la semilla. 
 
Es importante resaltar que un grano de cereal es una entidad viva, por lo que 
posee su propia información genética, maquinaria biosintética y reservas de 
energía para poder germinar. (10) 
 
La estructura anatómica de los granos de cereal similar, diferenciándose entre 
cereal y cereal por pequeños detalles. En general, los granos de trigo, centeno y 
maíz son cariópsides desnudas formadas por el pericarpio y por la semilla. El 
pericarpio, parte del fruto que recubre la semilla y está fuertemente adherida a 
ella, y el tegumento forma una piel protectora de agentes externos. 
 
Los granos de avena, cebada y arroz son cariópsides vestidos los cuales 
contienen además del pericarpio, glumas o la cascarilla que constituyen la cascara 
del grano. Todas las capas están subdivididos a su vez en varias capas y tejidos. 
10 
 
 
Las cariópsides están formadas a partir de un único carpelo, seco e indehiscente, 
es decir, que no es capaz de abrirse por sus propios medios y depende de 
terceros para esto. 
 
En general, los cereales contienen un 75% de hidratos de carbono, 10% de 
proteínas, 2% de grasa, 10% de humedad y del 1 al 2% de cenizas. El principal 
hidrato de carbono de los cereales es el almidón. Los cereales como grupo son 
deficientes en lisina y triptófano. El germen de la semilla contiene lípidos en 
proporción variable que permitela extracción de aceite vegetal de ciertos cereales. 
La semilla está envuelta por una cáscara formada sobre todo por la celulosa, 
componente fundamental de la fibra dietética. (8) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Tabla 2. Contenido nutrimental de la mayoría de los cereales 
 Maíz Arroz Trigo 
(por cada 100g de porción) Cantidad Cantidad Cantidad 
Agua (g) 76 12 11 
Energia (kJ) 360 1528 1419 
Proteina (g) 3.2 7.1 13.7 
Grasa (g) 1.18 0.66 2.47 
Carbohidratos (g) 19 80 71 
Fibra (g) 2.7 1.3 10.7 
Azucares (g) 3.22 0.12 0 
Calcio (mg) 2 28 34 
Hierro (mg) 0.52 4.31 3.52 
Magnesio (mg) 37 25 144 
Potasio (mg) 270 115 431 
Sodio (mg) 15 5 2 
Zinc (mg) 0.45 1.09 4.16 
Vitamina C (mg) 6.8 0 0 
Tiamina (mg) 0.2 0.58 0.42 
Niacina (mg) 1.7 4.19 6.74 
Vitamina A (IU) 208 0 0 
Vitamina E(mg) 0.07 0.11 0 
Vitamina K (mcg) 0.3 0.1 0 
Beta-caroteno (mcg) 52 0 0 
 
FUENTE: Elaborado por el Agricultural Research Service , USDA. 2011 
 
Su importancia radica en que son fuente de energía para el ser humano así como, 
en algunos casos, fuente de fibra. Hay que tomar en cuenta que también son uno 
de los alimentos principales en la alimentación de ganado el cual, posteriormente, 
producirá alimentos como leche y huevo, o carne para la alimentación humana. 
(40) 
 
Ante el peligro de una exposición radiológica en alimentos, países desarrollados 
han producido protocolos para la detección y prevención de la compra o venta de 
productos alimenticios que puedan estar contaminados. 
 
Existen diferentes especies de cereales y los más consumidos son los siguientes: 
12 
 
1.1.3.1. Trigo 
 
El cultivo del trigo se remonta a tiempos muy antiguos, ya que fue un cultivo vital 
para la alimentación humana. La producción mundial de trigo varía según la 
localización geográfica, pero en general se cultiva en Europa y en América del 
Norte. Aproximadamente el 70% de la producción mundial de trigo es destinada a 
la obtención de alimentos como pan y galletas, pero también como fuente de 
piensos para animales debido a su alto valor nutricional y fuente de proteína y fibra 
dietética. 
 
Su crecimiento se presenta en ambientes donde la temperatura puede encontrarse 
entre el rango de 10°C a 30°C, haciendo al trigo un producto que crece en la 
mayor parte de las regiones del mundo, siendo en China, India y Estados Unidos 
los países donde se cultiva mas este producto. 
 
La planta de trigo se divide en tres partes morfológicamente diferentes; el 
endospermo, que se representa la mayor parte del grano y que es un depósito de 
energía, la capa de salvado que envuelve el grano, y el germen, que incluye el 
embrión y el escutelo. Los granos de trigo son de forma ovoide redondeados en 
ambos extremos. El germen se encuentra en uno de ellos, mientras que en el otro 
se encuentra un cepillo de pelos finos. (3) 
 
El endospermo contiene los gránulos de almidón en una matriz de proteína que 
son separados del salvado, el pericarpio y la testa junto con la capa de aleurona, 
durante la molienda para obtener harina blanca junto con una capa de aleurona, la 
cual constituye la parte más externa del endospermo. 
 
Cabe mencionar que estos son posibles gracias a una proteína del trigo llamada 
gluten, la cual es responsable de la elasticidad de la masa de harina y que permite 
la fermentación de productos horneados como galletas, fabricación de pasta y 
pan. 
13 
 
 
El trigo se clasifica dependiendo de la textura del endospermo ya que esto es lo 
que facilita o dificulta la molienda del grano, pudiendo ser vítrea o harinosa con 
alto o bajo contenido proteínico. Los principales tipos de trigo son el Triticum 
durum, el cual genéticamente contiene 14 pares de cromosomas, que es utilizado 
para hacer pastas debido a su alto contenido de gluten, Triticum vulgare, el cual 
tiene 21 pares de cromosomas, y compactum, utilizado en galletería debido a su 
bajo contenido de gluten. (10) 
 
1.1.3.2. Maíz 
 
El Maíz se cultiva en regiones libres de heladas con alta pluviosidad. Es originario 
de América, para después extenderse a África, India, Australia y los países 
templados europeos. Sus granos pueden ser blancos, amarillos o rojizos 
dependiendo su hibridación la cual ha mejorado el rendimiento en su producción. 
 
La planta de maíz se compone de raíz, tallo, hojas, inflorescencia y granos. Unas 
variedades de plantas de maíz no llegan a los 2 metros de altura, mientras otras 
llegan hasta los 6 metros. A lo largo del tallo se producen espigas envueltas en 
hojas las cuales se convierten en mazorcas después de la polinización. 
 
 El grano de maíz es de mucho mayor tamaño que la mayoría de los cereales. El 
embrión y el endospermo se encuentran dentro del pericarpio y de la testa, las 
cuales están unidas en forma de cascara la cual es llamada cariópside, el cual se 
encuentra insertada en el olote de maíz. Se debe tener en cuenta que el maíz es 
de los pocos productos alimenticios de los que se tiene su genoma completo. 
 
El maíz debe ser plantado en regiones templadas en primavera ya que no tiene 
gran resistencia a temperaturas bajas. Esta es totalmente dependiente de la 
humedad del suelo. Actualmente el maíz es cultivado a lo largo del continente 
americano, principalmente Norte y Latinoamérica. Sin embargo, la cantidad 
14 
 
producida en los Estados Unidos es considerablemente superior que en el resto 
del continente, debido principalmente a sus características ecológicas y climáticas. 
(13) 
 
Este cereal es altamente consumido a nivel mundial ya que se puede utilizar para 
obtener muchos productos alimenticios utilizando diferentes procesos químicos. 
 
 
Figura 1. Productos provenientes de granos de maíz utilizando diferentes procesos (Dendy, 2001) 
 
 
Entre los principales productos se encuentran las palomitas de maíz, tortillas, 
tamales, etcétera. La tortilla, alimento importante en Latinoamérica, es hecho a 
base de este cereal sometiéndolo a un proceso de nixtamalización para poder 
retirar la cascara del maíz mediante hidrólisis. El aceite de maíz es otro derivado 
de este producto, el cual es utilizado para freír alimentos ricos en almidón, azúcar 
o ciertas proteínas, y proveer diferentes características en el alimento. 
 
Grano de Maíz 
Remojo 
Agua de remojo 
Desecación 
Gluten de Maíz 
Maíz remojado 
(42% humedad) 
Desgerminación 
Germen 
Aceite 
Fibra Almidón Proteína 
15 
 
Otra ventaja de este producto es que a partir de él se pueden obtener una gran 
cantidad de derivados como lo son almidones nativos y modificados que se 
emplean como agente lubricante, aglutinante, diluyente; en la fabricación de 
empaques de cartón corrugado se utiliza para preparar adhesivos; en el papel se 
emplea como aditivo para impartir resistencia interna. 
 
A partir del almidón se obtiene diferentes productos como lo son glucosa y 
dextrosa, así como jarabe de maíz de alta fructosa que, por su poder edulcorante 
y contenido de sólidos, puede sustituir a la azúcar de caña de forma parcial o total 
en muchas aplicaciones: bebidas carbonatadas, jugos, bebidas energéticas, 
derivados lácteos, panificación, así como en la fabricación de mermeladas, jaleas, 
frutas en conservas, jarabes y gelatinas. 
 
Los híbridos de maíz comenzaron a desarrollarse al comienzo del siglo XX donde 
se polinizó una variedad de maíz con una característica deseable, con polen de 
otra variedad, complementando la característica de la primera. Posteriormente se 
mezclaron polen de híbridos para crear otras especies superiores. (17) 
 
1.1.3.3. Cebada 
 
La cebada se cultiva en climas templados y tiene una distribución geográfica 
similar a la del trigo. Vegeta bien en climas fríos, por lo que ciertas especies 
pueden cultivarse en invierno, llegando a ser llamado de esta manera. Constituye 
el cuarto cereal más importante del mundo y se cree que fue cultivado en OrienteMedio. 
 
El grano de la cebada tiene forma fusiforme, gruesa en el centro y va 
disminuyendo hacia los extremos. La cascara protege al grano contra los 
depredadores y es de particular importancia para los procesos de malteado en la 
cual se hace germinar los granos en agua para secarlos rápidamente con aire 
caliente. 
16 
 
 
Presenta una composición química muy variable. Su cascarilla es rica en fibra y 
lignina. Los granos con cascara son abrasivos debido al sílice que se encuentra en 
la epidermis de la cascara. Tiene un contenido de nitrógeno hasta de 2.5% en 
función de la materia seca. 
 
Las proteínas de la cebada no están bien equilibradas y son pobres en lisina. Los 
lípidos totales se encuentran alrededor de 3.5% y se concentran en el embrión y 
en la capa de aleurona. Contiene cantidades significativas de azúcares solubles, 
almidones, beta glucanos, pentosas y otras cantidades de polisacáridos. (25) 
 
Tabla 3. Rangos composicionales aproximados de la cebada (Dendy, 2001) 
Componente % , materia seca 
Almidón 58 a 65 
Azúcares solubles 1 a 2 
Proteína 10 a 24 
Hemicelulosas 10 a 17 
Pentosanas 7 a 11 
Beta glucanos 3 a 6 
Fibra cruda 3 a 5 
Lípidos totales 3 a 5 
Cenizas 2 a 3 
Minerales 0.001 a 0.5 
 
 
El proceso de malteado consiste en el remojo y germinación controlada del grano. 
Es posible utilizar otros cereales pero la bioquímica del grano ofrece muchas 
posibilidades favorables para utilizarla, siendo la principal que posee una cascarilla 
que protege al embrión durante el proceso. 
 
Este proceso es utilizado principalmente en la elaboración de los principales tipos 
de cerveza y algunos tipos de whisky. 
17 
 
La producción de este producto se da principalmente en Alemania, Francia y 
Ucrania, donde se sabe que el consumo de cerveza principalmente es sumamente 
alto. 
 
1.1.3.4. Arroz 
 
El arroz es considerado un alimento básico en muchas culturas, en especial en 
países orientales así como en gran parte de Latinoamérica, llegando a ser el 
segundo cereal mas consumido a nivel mundial. 
 
Es una planta que posee características únicas ya que es capaz de pasar 
humedad y oxigeno de las raíces al tallo, a pesar de encontrarse sumergida en 
agua. Crece en climas que van desde zonas tropicales, húmedas o templadas, 
tierras secas y encharcadas, agua corriente o estancada, entre otras. La 
producción mundial de arroz es liderada por China, India e Indonesia en ese orden 
respectivamente. (23) 
 
La planta de arroz es una herbácea con los granos en forma de panículo. El tallo 
tiene una longitud aproximada de 50 cm a 500 cm en el caso del tipo de aguas 
profundas. En la mayor parte del mundo el arroz se cosecha a mano, utilizando 
una pequeña hoz o un cuchillo mediante el proceso de trilla, el cual consiste en 
extraer el grano de las espigas. 
 
La cariópside del arroz se parece a la de otros cereales. La cascara tiene dos 
hojas que cubren la semilla por delante y por detrás. En el arroz seco existe un 
espacio de aire entre las cascaras y el grano. Debajo de la cascara se encuentra 
el pericarpio, una piel dura que asegura la protección frente ataque de mohos o 
diversas alteraciones. Debajo de el se encuentra el tegumento que forma parte de 
la cubierta de la semilla y que es rica en proteínas y lípidos. La capa más próxima 
al endospermo es la aleuronica, rica en proteínas, lípidos, vitaminas y acido fítico. 
Finalmente el endospermo es rico en almidón con algunas proteínas. Unido al 
18 
 
endospermo se encuentra el germen el cual es rico en lípidos, proteínas y 
vitaminas. 
 
Contiene poca cantidad de proteínas, pero es alto en lisina, uno de los 10 
aminoácidos esenciales para los seres humanos, comparado con otros cereales. 
Contiene gran cantidad de almidón en forma de amilosa, lo que le da la cohesión 
en los granos. (20) 
 
 
Tabla 4. Composición básica del arroz en base a materia seca (Dendy, 2001) 
 
Componente Cantidad 
Carbohidratos (%) 91 
Proteínas (%) 7.6 
Lípidos (%) 0.5 
Cenizas (%) 1.4 
Fibra (%) 0.5 
calcio (mg/100g) 27 
hierro (mg/100g) 0.9 
sodio (mg/100g) 6 
potasio (mg/100g) 105 
tiamina (mg/100g) 0.08 
niacina(mg/100g) 2 
 
 
1.1.4. Leguminosas 
 
Las Leguminosae son en general semillas secas pertenecientes a una familia de 
plantas distribuidas mundialmente con aproximadamente 20,000 diferentes 
especies. Junto con los cereales, estas han sido la base de la alimentación 
humana durante gran cantidad de años. Pueden ser reconocidas fácilmente por su 
tipo de fruto llamada legumbre. (2) 
 
Tienen aproximadamente dos veces más proteína que los cereales y de alta 
calidad nutritiva, asemejándose al valor proteínico de la carne. Las leguminosas 
19 
 
son una buena fuente de aminoácidos esenciales como la isoleucina, leucina, 
fenilalanina, treonina, valina y lisina. 
 
Es importante resaltar que las leguminosas son limitantes en metionina pero con 
alto contenido de lisina, mientras que los cereales tienen una cantidad apreciable 
de metionina pero deficiente en lisina, por lo que nutricionalmente es 
recomendable la mezcla de estos productos y así tener un alimento balanceado. 
 
La mayoría de las legumbres tienen un bajo contenido lipídico. También son ricas 
en carbohidratos, fibra, vitaminas, como lo es las del complejo B, y minerales, 
como calcio, hiero, zinc, entre otros. 
 
Las fabáceas, como también se les conoce a las leguminosas, es una familia que 
cuenta con aproximadamente 20000 especies. La mayoría de las especies tienen 
hábitos de crecimiento muy variados, pudiendo ser arboles, enredaderas, 
arbustos, hiervas, entre otros; también pueden ser anuales, perennes y con una 
gran cantidad de formas y estructuras. Normalmente se encuentran en regiones 
tropicales. 
 
En general, como cualquier otra planta, cuentan con hojas, raíces, flores, 
inflorescencias, fruto y semillas. El fruto es conocido como legumbre, deriva de un 
ovario compuesto el cual abre en dos en la madurez, pero hay muchas otras 
especies indehiscentes. 
 
En general, las semillas acumulan almidón, proteínas y aceites en los cotiledones, 
lo que los hace ricos en reservas y, al ser consumidos, ricos en nutrimentos. 
 
Una gran cantidad de estas especies presentan una fijación biológica de nitrógeno 
debido a que se asocian con rhizobia, una bacteria fijadora, la cual reduce el 
nitrógeno del suelo a amonio en simbiosis con la planta y es transferido a la 
20 
 
misma, lo cual ayuda a su crecimiento y competencia directa con otras especies. 
Cuando la planta muere, este nitrógeno ayuda a fertilizar el suelo. 
 
1.1.4.1. Frijol 
 
El frijol es la semilla de una planta anual herbácea que realiza fijación de 
nitrógeno. La mayoría de los frijoles tienen una gran cantidad de almidón, 
proteínas y fibra dietética, asi como una gran fuente de hierro, potasio, vitaminas y 
acido fólico. Desafortunadamente, su valor nutritivo va disminuyendo con el paso 
del tiempo así como por su cocción. 
 
Es uno de los alimentos más antiguos que el hombre conoce el cual ha formado 
parte importante de la dieta humana desde hace miles de años. Se encuentra 
entre las primeras plantas alimenticias domesticadas y luego cultivadas, 
empezando a cultivarse hace aproximadamente 7000 años A.C. en el sur de 
México y Guatemala. 
 
En su forma cruda pueden llegar a ser tóxicos debido una proteína, la 
fitohemaglutinina, la cual se produce en la planta diferentes efectos metabólicos: 
induce la mitosis celular, afecta a la membrana celular en lo referente a la 
permeabilidad de proteínas y transporte. Esta proteína puede ser totalmente 
desactivada por el proceso de cocción del producto. 
 
En general, los principales países productores de frijol son India, Brasil y China, 
pero estos productores dependen totalmente del tipo de frijol del que se está 
hablando. (28) 
 
 
 
 
21 
 
1.2.1 Aspectos fundamentalesde física 
 
Para poder entender el método utilizado, es de vital importancia conocer algunos 
aspectos de física. Estos conceptos son de uso común en las ramas de la física y 
se debe hablar de ellos para que se tenga una idea más clara de los conceptos 
que se pueden mencionar en los siguientes capítulos. 
 
1.2.1.1 Radioactividad 
 
La actividad de un radioisótopo es definida como el grado de decaimiento de un 
átomo que emite partículas ionizantes. La unidad histórica de actividad es el curie 
(Ci) que es definido como 3.7x1010 desintegraciones por segundo. Sin embargo, 
en 1975 se adopto el becquerel (Bq) como unidad estándar de actividad. 1 Bq = 
2.703 x10-11 Ci. 
 
Por su parte, la unidad de medida de la energía radioactiva es el electrón Volt (eV) 
que es definido como el estado cinético de un electrón debido a su aceleración a 
través de una diferencia de potencial de 1 Volt. 1 eV equivale a 1.602x10-19 J. (11) 
 
1.2.1.2. Nucleídos e isotopos 
 
Un nucleído es una especie atómica con un numero especifico de protones Z, 
neutrones N y numero másico A. Así, cada nucleótido se denomina según el 
átomo que genera. 
 
Los nucleídos con el mismo número común de protones Z y diferente número 
másico se le denomina isotopos. Aquellos con el mismo numero de masa A se 
llaman isobaros. Aquellos con el mismo numero de neutrones N pero diferente 
numero atomico se le llaman isotonos. 
 
22 
 
Cabe mencionar que no todos las combinaciones de neutrones y protones 
producen iones estables. Un nucleido inestable emite particulas y energia nuclear 
para transformarse en un nucleido mas estable lo cual es llamado decaimiento 
radioactivo. (14) 
 
1.2.1.3. Decaimiento radioactivo (nuclear) 
 
Existen dos tipos de transformaciones nucleares: el decaimiento y la reacción 
radioactiva. El decaimiento radioactivo empieza cuando un nucleído inestable 
expulsa una partícula transformándose un nucleído más estable. Este cambio no 
es afectado por la presión ni la temperatura y permite caracterizar a las partículas 
radioactivas por su constante de decaimiento que se refiere a la probabilidad de 
que un nucleído se desintegre en un tiempo determinado y se denota con la letra 
λ. 
 
N = N0 e 
–Λt 
 
 
Donde N = numero de núcleos radioactivos 
 N0 = numero de núcleos radioactivos al tiempo 0 
e –Λt = exponencial del diferencial de tiempo 
 
 
Por lo tanto, se puede observar que a medida que avanza en tiempo, los núcleos 
radioactivos decrecen exponencialmente. 
 
El tiempo de dependencia de decaimiento radioactivo se expresa como vida 
media, que es el tiempo para que la mitad de los átomos radioactivos en 
decaimiento. Esta puede variar desde millones de años a fracciones de segundos. 
(18) 
 
23 
 
El decaimiento radioactivo involucra una transición de un estado de energía 
definido de un nucleído a otro estado de energía del producto. La diferencia de 
energía entre estos dos niveles corresponde a la energía de decaimiento o 
energía de transición (Q). 
 
1.2.1.4. Decaimiento alfa (α) 
 
Sucede cuando un núcleo atómico emite una partícula alfa, la cual consta de dos 
protones y dos neutrones, y decae a un átomo de masa atómica 4 veces menor y 
2 veces menor el número atómico. 
 
Tienen estados energéticos específicos. Está regido por la interacción entre una 
fuerza nuclear y una electromagnética, ocurriendo normalmente en átomos 
pesados. 
 
Las partículas alfa causan una extensiva ionización de la materia pero su poder de 
penetración en la materia es muy bajo. Si se hace pasar a través de un gas, los 
electrones liberados por la ionización pueden ser colectados en un electrodo 
positivo para producir un pulso. Las partículas alfa al interactuar con la materia 
también pueden ocasionar excitación molecular, que puede resultar en 
fluorescencia la cual permite la observación de las partículas nucleares. 
 
Las “cámaras de ionización” y los “contadores proporcionales” son instrumentos 
que también puede medir esta partícula. Este permite la cuenta individual de cada 
una que es emitida por una muestra. (29) 
 
1.2.1.5. Decaimiento beta (β) 
 
Ocurre cuando una partícula beta, la cual consta de un electrón o un positrón, es 
emitido por un átomo para compensar la relación de neutrones y protones. 
 
24 
 
Existen 3 procesos que son formas del decaimiento beta: el beta menos, en la cual 
un electrón es emitido de un núcleo cuando un neutrón se transforma en un 
protón, y el beta positivo, que sucede cuando se emite un positrón de un núcleo 
cuando un protón se transforma en un neutrón. (6) 
 
En una captura de electrón, uno de los electrones orbitales de una capa interna de 
la nube se va al núcleo, transformándose en un protón o un neutrón. Por lo tanto, 
los electrones con mayor probabilidad de ser capturados debido a la cercanía al 
núcleo son los que se encuentran en la capa electrónica K. 
 
Los electrones energéticos pueden causar tanto ionización como excitación en la 
materia. La masa de las partículas beta al ser menor que las de las partículas alfa, 
su movilidad en el material es mayor pero su poder de ionización menor. Por dicha 
razón es más difícil de detectar que las partículas alfa. 
 
El efecto debe ser amplificado por un contador individual de partículas beta. La 
ionización es usada en “contadores proporcionales” y “contadores de Geiger”. El 
centelleo también puede ser usado con diferentes sistemas de detección. 
 
1.2.1.6. Decaimiento gamma (γ) 
 
La energía de movimiento interno de un núcleo es medible. Cuando un núcleo se 
pone en un estado excitado ya sea por un bombardeo de partículas de alta 
energía o por una transformación radioactiva, puede decaer al estado 
fundamental emitiendo fotones, llamados rayos gamma, con energías 
características. 
En otras palabras, el decaimiento gamma ocurre cuando un núcleo en estado 
excitado libera el exceso de energía emitiendo radiaciones electromagnéticas. 
 
También se puede tener una serie de liberaciones simultáneas entre radiaciones 
gamma en diferentes niveles de excitación, llamadas transiciones cruzadas. 
25 
 
 
La conversión interna es un proceso alternativo a la emisión gamma en donde la 
energía de excitación de un núcleo excitado es transferida a un electrón orbital 
expulsándolo de su órbita en lugar de la emisión de un fotón. 
 
La radiación gamma no posee ni masa ni carga eléctrica, por lo que produce muy 
baja densidad de ionización en gases, así que naturalmente no son contados, por 
contadores proporcionales o por contadores de Geiger. Sin embargo, la 
fluorescencia producida en los cristales como ioduro de sodio hace en conteo del 
centelleo de la radiación gamma eficiente. Puede ser medida con una muy alta 
precisión usando detectores semiconductores. (16) 
 
 
1.2.2. Radiaciones naturales 
 
Las radiaciones naturales provienen de rayos cósmicos provenientes del espacio 
exterior y de los elementos naturales radioactivos en el aire, agua, alimentos, 
incluso de nuestro propio cuerpo. Existen más de 70 radionucleidos naturales tales 
como el uranio, torio y radio. La mayoría de son elementos pesados que se 
encuentran en la cadena de decaimiento, pero hay otros elementos ligeros tales 
como el hidrogeno, carbono y potasio que también presentan actividades 
radioactivas. Estas especies se encuentran en la naturaleza, como las plantas, 
animales, aire y suelo. (22) 
 
Se pueden clasificar como: 
 
 Primordiales: aquellos que han sobrevivido desde la formación de los 
elementos. 
 Cosmogénicos: aquellos de vida corta formados continuamente por la 
interacción de los rayos cósmicos con la materia. 
26 
 
 Antropogénicos: aquellos que son introducidos en el ambiente por acción 
humana. 
 
Existen 3 cadenas principales de decaimiento radioactivo. 
 Uranio 238: decae a través de 14 nucleídos inestables hasta formar el 
plomo 206 estable. 
 Uranio235: decae a través de 11 nucleótidos inestables hasta formar el 
plomo 207 estable. 
 Torio 232: decae a través de 10 nucleótidos inestables hasta formar el 
plomo 208 estable. 
 
 
Figura 2. Serie de decaimiento del U 238, 235U y 232Th. (Loveland et. Al 2006) 
27 
 
 
1.2.3. Interacción de la radiación con la materia 
 
La radiación se propaga normalmente e interactúa con la materia durante el 
camino. Estas permiten que se observe la radiación, sus efectos y determinar la 
naturaleza de transición. Estas interacciones también causan cambios químicos, 
físicos y biológicos. 
 
Dentro de esta interacción con la materia, podemos encontrar partículas con 
carga, tales como protones, iones pesados y electrones, y partículas sin carga, 
como neutrones y radiación gamma. 
 
Mientras las partículas grandes y cargadas dispersan los electrones sin perder 
mucha energía, la colisión de un electrón con otro libera energía y un fotón puede 
ser desviado o absorbido por un simple electrón. Los neutrones solo interactúan 
muy débilmente con los electrones e interactúan predominantemente con el 
núcleo. (24) 
 
 
1.2.4. Interacción de la radiación gamma con la materia 
 
Existen diferentes efectos e interacciones de la radiación gamma con la materia 
que conlleva la transferencia parcial o total de energía de los fotones de la 
radiación gamma a la energía del electrón. 
 
1.2.4.1. Efecto fotoeléctrico 
 
Sucede cuando un fotón es absorbido en un átomo y desaparece por completo. En 
su lugar, el fotoelectrón en movimiento es expulsado del átomo. Esta interacción 
es necesaria que se lleve a cabo con electrones de un átomo completo ya que no 
se lleva a cabo con electrones libres, creando un átomo ionizado que puede 
28 
 
absorber un electrón en sus niveles cuando se deja en ese espacio que es llenado 
mediante la captura de un electrón libre generando rayos X característicos de los 
fotones, los cuales generalmente son reabsorbidos cerca del sitio original de 
absorción fotoeléctrica involucrando niveles de menor energía. 
 
 
 
Figura 3. Diagrama de absorción fotoeléctrica. (Bryan J. 2009) 
 
 
1.2.4.2. Efecto Compton 
 
Sucede entre un fotón proveniente de la radiación gamma y un electrón del 
material absorbente. El fotón es desviado en un ángulo θ y transfiere cierta 
energía al electrón (electrón de retroceso) que puede cero desde cero hasta una 
fracción importante de energía, esto debido a que todos los ángulos de desvío son 
posibles. Esta radiación es la predominante en las radiaciones gamma típicas. 
 
29 
 
 
Figura 4. Diagrama del efecto Compton (Glenn F. 2000) 
 
 
1.2.4.3. Producción de pares 
 
Sucede cuando un fotón de radiación gamma desaparece y es remplazado por un 
par electron-positron. El exceso de energía encima de 1.02 MeV (energía de la 
masa en reposo de un electrón) que fue requerida para crear este par se dispersa 
como energía cinética compartida. Para que se pueda llevar a cabo, la energía de 
radiación gamma debe superar dos veces la energía de la masa en reposo de un 
electrón. 
 
El positrón formado es aniquilado con el electrón del medio formándose dos 
fotones, llamados de aniquilación con 0.511 MeV de energía cada uno, los cuales 
pueden interactuar con la materia por Efecto Compton o fotoeléctrica, provocando 
una cadena de interacciones secundarias. 
 
30 
 
 
Figura 5. Diagrama de producción de pares. (Bryan J. 2009) 
 
 
 
1.2.5. Detección de radiación gamma 
 
Es necesaria cierta instrumentación para convertir la radiación gamma producida y 
convertirla en señales que se pueden observar e interpretar. 
 
La función de un detector es registrar la radiación tomando como base los 
principios de interacción de la radiación con la materia. Existen dos tipos de 
detectores que tienen como base diferentes principios: Los detectores por 
ionización son los detectores de gas y los detectores semiconductores (estado 
sólido); y los detectores por excitación son los detectores de centelleo. (21) 
 
Los criterios usados para evaluar el desempeño de un detector son los siguientes: 
 
31 
 
 Sensibilidad del detector: el tipo de radiación que va a medir el detector. 
 Resolución de la energía del detector: la medición de la energía de 
radiación que recibe. 
 Tiempo de resolución: es la cantidad de cuentas o partículas que mide el 
detector sin cometer errores mediante la medición del tiempo de llegada de 
la partícula al detector. 
 Eficiencia del detector: es un valor que representa la cantidad de 
radiaciones detectadas por el detector. 
 
En la espectrometría gamma se colecta la información de “cuentas” y la 
información de energía representada en un plano para poder visualizar diferentes 
energías al mismo tiempo. 
 
1.2.5.1. Detector de centelleo 
 
Cuando los pares de iones se recombinan, o los electrones excitados regresan a 
su estado basal, se puede emitir luz visible. Solo unos cuantos fotones son 
producidos cuando la radiación viaja a través de un centelleador lo cual es difícil 
de detectar, de manera que se amplifica a través de un tubo fotomultiplicador 
convirtiendo los fotones de la luz visible en electrones y amplificando esa señal. 
 
Cuando los fotones de la luz visible dejan el centelleador, chocan con un 
fotocátodo, el cual convierte los fotones en electrones, los cuales serán la señal 
generada por la radiación ionizante. 
 
Los electrones se aceleran usando una carga eléctrica hacia una serie de 
electrodos en un patrón de zig-zag. Al cabo de cierto tiempo, los electrones son 
expulsados en una cantidad mayor a la inicial, amplificando la señal. Estos 
electrones chocan con el ánodo en el fin del tubo fotomultiplicador y se registrará 
una señal eléctrica. Los cristales más usados son ioduro de sodio (NaI) o ioduro 
de cesio (CsI), los cuales son baratos y eficientes, pero con una resolución pobre. 
32 
 
Una desventaja de usar fotomultiplicador es que con su uso se pierde precisión 
debido a que la energía de la señal original se preserva dentro del tubo, teniendo 
una resolución pobre. (9) 
 
1.2.5.2. Detector semiconductor de estado solido 
 
La energía requerida para producir fotoelectrón es del orden de los 100 eV o más, 
y el número de fotoelectrones creados normalmente no son suficientes para 
alcanzar este valor. Esto provoca una limitación en la resolución de la energía que 
puede ser archivada bajo las mejores circunstancias. La única manera de reducir 
el límite estadístico en la resolución de la energía, es incrementar el número de 
fotoelectrones por pulso. 
 
El uso de materiales semiconductores puede resultar en la formación de un 
número mayor de fotoelectrones, lo cual no es posible con otro detector común. 
 
Para estos detectores, el materia con el que está construido debe ser capaz de 
soportar un gran campo eléctrico para que los iones puedan ser recolectados y 
transformados en un pulso electrónico y que ninguna corriente debe de fluir en 
ausencia de radiación. Asimismo los electrones deben ser fácilmente removidos 
del material y los átomos ionizados deben ser capaces de viajar fácilmente a 
través del material. 
 
El semiconductor cumple con ambas condiciones, de aislante y de conductor. El 
Silicio y el Germanio son los semiconductores más comunes y son usados en la 
construcción de “cámaras de ionización”. Estos materiales deben ser puros para 
observar la ionización y deben ser enfriados para reducir el ruido térmico para 
poder observar las señales. 
 
 
 
33 
 
1.2.6. Detector de Germanio Hiperpuro 
 
Este detector funciona debido a que tiene el Germanio tiene una valencia con 
valor de 4. Las impurezas en el cristal pueden ser aceptores, con 3 átomos de 
valencia, o 5 átomos en los casos de los donadores. 
 
En un cristal de Germanio o Silicio, existe una región de energías por encima de la 
banda de valencia enla que no están permitidos los niveles de energía, las cual se 
les conoce como espacio prohibido, y por encima una banda de conducción , la 
cual permite la migración de electrones a través del cristal. Al remplazar un átomo 
de la red con una impureza donadora, provoca una ruptura de la red ya que un 
sitio queda libre. Este electrón podrá ser removido y puede ser promovido a la 
banda de conducción, provocando la conducción eléctrica a través del cristal. A 
estos se les conoce como semiconductor N. 
 
 
Figura 6. Niveles de energía del silicio con impurezas donadoras. (From Wang et al., 1975.) 
 
 
Cuando una impureza aceptora remplaza a un átomo de la red, un átomo del 
Germanio queda libre, provocando un hueco de electrón en la red, ocupando un 
nivel de energía cerca de la banda de valencia, promoviéndose a la misma. A 
estos se les conoce como semiconductor P. 
 
34 
 
 
 
Figura 7. Niveles de energía del silicio con impurezas receptoras. (From Wang et al., 1975.) 
 
 
Al suceder ambos fenómenos al mismo tiempo, los electrones de la capa N 
migrarán a través de la unión y llenan los huecos de la capa P, creando huecos en 
la banda de valencia y electrones en la de conducción, creando un pulso eléctrico 
en la salida del dispositivo. 
 
 
Figura 8. Diagrama de una unión p-n. (Wang et al., 1975.) 
 
 
35 
 
Cabe mencionar que la resolución de un detector semiconductor, es en promedio 
diecisiete veces mejor que un detector de centelleo. Esto se puede realizar 
igualmente con una red de Silicio, pero la resolución será menor debido a que se 
necesita más energía para formar este hueco electrón. 
 
En aplicaciones donde es necesaria una excelente resolución de energía se 
emplean los detectores semiconductores de germanio hiperpuro (HpGe), que 
tienen una resolución energética mejor que va desde los 3 keV a 1 MeV. Sin 
embargo su costo es más elevado, son menos eficientes y precisan criogenia 
durante su funcionamiento debido a que la zona prohibida en la red de Germanio 
es tan pequeña que la excitación térmica a temperatura ambiente conlleva a la 
formación de pares hueco-electrón en el sólido, por lo que deben ser operados la 
temperatura del nitrógeno líquido (77°K) para prevenir el ruido térmico electrónico 
de abrumar a las pequeñas señales de la ionización primaria. (19) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
CAPITULO SEGUNDO. METODOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9. Diagrama de bloques de la metodología a seguir en el proyecto 
 
 
Es importante tener una metodología para el estudio ya que es necesario poder 
reproducirlo en cualquier otro laboratorio y disminuir lo más posible la 
incertidumbre para que los resultados sean confiables y puedan ser comparados 
entre sí. 
 
 
2.1. Selección de muestras 
 
Para poder seleccionar las muestras para este análisis es necesario conocer los 
productos más consumidos, importados y exportados en México. 
 
Tomando en cuenta la información obtenida en el primer capítulo de este trabajo, 
se ha decidido utilizar 4 diferentes tipos de cereal y 1 leguminosa debido a los 
Selección de 
muestras 
Preparación de la 
muestras 
Normalización de 
muestras 
Geometría de 
detección 
Blindaje bajo fondo 
Analizar durante 24 h. 
Después de transcurrido el 
tiempo, retirar la muestra. 
Obtener e interpretar 
el espectro de 
radiación. 
Realizar el análisis al 
fotopico 
Análisis de resultados y 
referencia bibliográfica 
37 
 
parámetros que se eligieron, los cuales son su consumo y la cantidad de producto 
exportado e importado: 
 
 Maíz: Se eligió este cereal debido a que es el de mayor consumo, 
exportación e importación en nuestro territorio. Es el segundo cereal mas 
consumido a nivel mundial, por lo que es un producto importante 
económicamente hablando ya que puede ser utilizado como alimento 
humano, alimento para ganado o como fuente de diversos productos 
industriales, con el fin de alimentar a la creciente población mundial. 
 
Se realizaron muestreos de un producto nacional obtenido en la Central de 
Abastos de la Ciudad de México, por lo que no se cuenta con ningún número de 
lote ni fecha de caducidad, pero puede considerarse como una muestra 
representativa del producto consumido en la capital de México. 
 
 Trigo: es el cereal número uno consumido internacionalmente. Este cereal 
está aumentando su consumo en el país año con año debido al alto 
consumo de sus subproductos, principalmente los de la industria de la 
panificación. 
 
Se realizaron muestreos en un producto nacional marca “Realeza” con el numero 
de lote 302 20 y fecha de caducidad 01 14. 
 
 Frijol: leguminosa de gran importancia desde el punto de vista económico y 
nutricional en la dieta de la población mexicana y a nivel mundial ya que es 
el tercer cultivo de mayor producción en nuestro país y tiene un alto 
contenido proteínico, siendo una excelente fuente de minerales. 
 
Se realizó el muestreo a un producto de marca nacional “Verde Valle” con el 
número de Lote L2011G2C y con fecha de caducidad Jun 13. 
 
38 
 
Asimismo se realizo un muestreo a un producto de marca internacional 
“Thompson” proveniente de Canadá con el numero de lote OC07TL y fecha de 
caducidad Ago 13. 
 
 
 
Figura 10. Imagen de Frijol Blanco de Canadá marca “Thompson” 
 
 
 Arroz: es un alimento altamente consumido en el país y se exporta grandes 
cantidades. Es uno de los cultivos más importantes a nivel mundial debido a 
sus características ya que tiene grandes cantidades de almidón, calórico y 
de proteínas que otros cereales. 
 
Se realizó el muestreo a un producto de marca nacional “Verde Valle” con número 
de lote L3032GIE y fecha de caducidad Feb 14. Asimismo, se realizo un segundo 
análisis al mismo producto con un número de lote L2242G1 y fecha de caducidad 
Ago 14. El motivo por el que se duplico este análisis se explicara más adelante en 
el cuarto capítulo del presente trabajo. 
 
39 
 
 Asimismo se realizo un muestreo a un producto de marca internacional “Dainty”, 
cultivado en Estados Unidos pero proveniente de Canadá sin contar con número 
de lote y fecha de caducidad. 
 
 
 
Figura 11. Imagen de Arroz de Canadá marca “Dainty” 
 
 
 Cebada: es un producto utilizado ampliamente en todo el mundo, 
considerándose como el quinto lugar nivel mundial a nivel de cultivo. En la 
industria alimentaria es utilizada para el malteado y obtención de mostos 
para la elaboración y producción de cerveza, o destilándola para la 
producción de otras bebidas alcohólicas. 
 
Se realizó el muestreo a un producto de marca nacional “Realeza” con el número 
de lote 30220 y fecha de caducidad Ene 14. 
 
 
 
 
 
40 
 
Tabla 5. Resumen de los cultivos utilizados en el estudio, así como la información más relevante del los 
mismos. 
 
Nombre del 
producto 
Marca No. de Lote Contenido 
Neto 
Lugar de 
Obtención 
País de Origen 
Maíz Sin marca Sin Lote 500 g Central de 
abasto 
México 
Trigo Realeza 302 20 500 g Tienda Naturista México 
Frijol Verde Valle L2011G2C 1000 g Supermercado México 
Frijol Thompson OC07TL 400 g Supermercado Canadá 
Arroz Verde Valle L3032GIE 1000 g Supermercado México 
Arroz Verde Valle L2242G1 1000 g Supermercado México 
Arroz Dainty Sin lote 600 g Supermercado Canadá 
Cebada Realeza 30220 500 g Tienda Naturista México 
 
Cabe mencionar que la información de los productos utilizados en el estudio son 
los que se obtienen únicamente en el empaque del mismo. El numero de cosecha, 
la región en la que fueron cultivadas y otra información no viene indicada. 
 
 
2.2. Cantidad de muestra 
 
Para cualquier experimento científico es necesario normalizar la cantidad de 
muestra que se va a utilizar y así disminuir lo mayor posible la incertidumbre 
respecto a la masa. 
 
La cantidad de muestra utilizada fue de 300 g de producto ya que conesta 
cantidad se distribuían homogéneamente en el contenedor utilizado. Esta 
geometría es importante para que los granos se encuentren homogéneamente 
alrededor del detector y el resultado sea lo más preciso posible. 
 
 
 
41 
 
2.3. Método de análisis de un fotopico 
 
Para poder analizar un fotopico deseado, contamos con el Software mas moderno 
de la marca ORTEC llamado MAESTRO. A través de este programa se realiza la 
selección del pico deseado con la función “ROI”, la cual marca desde el centro del 
pico hacia la derecha e izquierda del pico, marcando toda el área bajo la curva. (7) 
 
Una vez seleccionado el fotopico, el programa arroja datos tales como la energía 
del mismo, el área gruesa y el área neta del pico, el probable radioisótopo al que 
corresponde, entre otros datos como se muestra en las siguientes figuras: 
 
 
 
Figura 12. Ampliación de un fotopico de un espectro marcado con la función “ROI” 
 
 
 
42 
 
 
 
Figura 13. Información relevante arrogada del pico por el programa MAESTRO de Ortec. 
 
 
La función del programa MAESTRO marca Ortec es calcular el número de cuentas 
del área neta que se encuentran en cada una de las muestras, lo cual es calculado 
matemáticamente de la siguiente manera. 
 
 
 
Figura 14. Área bajo la curva de un fotopico. 
 
El Área neta (An) es la resta del Área Neta Ajustada (Aag), la cual es la suma de 
todos los canales marcados, menos la Base (B), que es la suma de las cuentas en 
el límite menor del pico (l) mas la suma de las cuentas en el límite mayor del pico 
(h), multiplicada por un valor Z que involucra igualmente los valores h y l, tal y 
como lo muestra la siguiente ecuación: 
 
43 
 
2.4. Espectro de radiación de fondo. 
 
Se realizaron espectros de fondo para conocer de qué tipo de radiación se 
contaba en el laboratorio donde se realizaron los experimentos, y así poder 
restarlo del valor encontrado en nuestra muestra para que se pueda conocer el 
valor real de la misma. La radiación de fondo está compuesta principalmente de 
rayos cósmicos, Radón, impurezas y radiación natural del medio. Es necesario 
calibrar el espectro de fondo por lo que se tienen que utilizar dos valores 
conocidos de energía para que el resto de los espectros tengan las mismas 
energías. 
 
Para calibrar el espectro de fondo se utiliza el pico de Potasio 40, que se conoce 
que su energía es de 1460 KeV y el punto inicio del espectro se marca con una 
energía de 0 KeV. 
 
El número de cuentas es el valor que se encuentra en el eje de las X que esta 
relacionado directamente con el número de desintegraciones de la muestra la cual 
nos hace referencia a la energía de emisión. Teniendo previamente una referencia 
del orden y tamaño de paso formado en el detector y la energía de radiación, el 
eje X se divide en número de canales los cuales representan cada uno una 
energía del total del espectro de radiación dada por el multicanal MCA, 
dividiéndolo en 16383 canales. 
 
Se realizaron mediciones del contenido radiológico de 8 muestras de diferentes 
cultivos tanto nacionales como internacionales a los cuales se les realizo 2 
espectros de fondo para cada 4 muestras. 
 
Se considera oportuno realizar un promedio de los espectros de radiación de 
fondo realizados y obtener estadísticamente un único espectro de fondo 
disminuyendo la incertidumbre en la medición. Este determinara la cantidad de 
44 
 
contaminantes radiológicos en nuestras muestras como “testigo” mediante su 
comparación con nuestras muestras. 
 
A continuación se muestra el espectro de fondo utilizado para el cálculo de la 
radiación en las muestras y el pico que sobresale del resto del espectro y que 
serán en los cuales se basará la medición en el cual se puede observar los 
fotopicos naturales del ambiente de Plomo, Bismuto, Sodio, Cesio, Potasio y 
Terbio principalmente mostrados en la Tabla 6. 
 
 
 
 
Figura 15. Espectro de fondo ideal calculado por el promedio de los fondos realizados durante el 2012 
 
 
 
 
 
 
45 
 
Tabla 6. Relación de picos encontrados en el espectro de fondo con el área neta, el radionúclido al que 
pertenece y su energía. 
 
No. Pico Área neta Radionúclido No. Canales Energía (KeV) 
1 338±45 Pb-212 1840-1860 238 
2 335±23 Pb-214 2280-2310 295 
3 846±85 Bi-211 2710-2745 351 
4 1047±25 Na-22 3950-3995 511 
5 449±119 Tl-208 4515-4540 582 
6 1410±56 Bi-214 4715-4755 609 
7 1441±260 Cs-137 5120-5160 661 
8 212±40 Pa-234 7075-7105 911 
9 154±38 Tb-160 7515-7545 969 
10 210±52 Bi-214 8690-8720 1120 
11 4805±339 K-40 11320-11370 1460 
12 14±4 Bi-214 13425-13445 1739 
13 255±57 Bi-214 13680-13730 1775 
 
 
2.5. Preparación de las muestras 
 
Después de la selección de muestra a utilizar se pesa y se normaliza la cantidad 
de producto a utilizar tomando siempre la misma cantidad de muestra para que los 
resultados tengan la menor incertidumbre entre sí. Todos los productos fueron 
normalizados a una masa de 300 g la cual es colocada dentro de un contenedor 
(Contenedor Marinelli). 
 
Una vez pesada la cantidad deseada, el contenedor se coloca en el detector de 
Germanio HiperPuro y se deja corriendo la muestra durante un tiempo de 24 horas 
para que se detecte la mayor cantidad de elementos radioactivos que estén 
presentes en la muestra. Al paso de estas 24 horas, se detiene la determinación 
de iones radiológicos y se interpreta el espectro obtenido. 
 
46 
 
 
2.6. Método de análisis 
 
Se tomo como referencia como método de análisis la NORMA OFICIAL 
MEXICANA NOM-088-SSA1-1994, BIENES Y SERVICIOS. CONTAMINACIÓN 
POR RADIONÚCLIDOS EN ALIMENTOS DE CONSUMO MASIVO 
IMPORTADOS. LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES que establece el 
procedimiento para el uso del Método de Espectrometría Gamma para la 
determinación de Cesio-134 y Cesio-137 en alimentos y agua envasada de 
importación en su Apéndice Normativo A como procedimiento a seguir para 
analizar nuestras muestras el cual se muestra en el Anexo II del presente trabajo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
CAPITULO TERCERO. INSTRUMENTACION 
 
 
Los detectores deben utilizarse dependiendo del tipo de radiación que se desea 
medir y de que partículas se obtienen con este tipo de radiación. El método de 
detección se realizó mediante espectrometría gamma de alta resolución, usando 
un detector de germanio hiperpuro (Ge-Hp ORTEC) y el software MAESTRO de 
Ortec. 
 
 
Figura 16. Diagramas representativos del sistema experimental del detector de Germanio Hiperpuro utilizado. 
 
 
3.1. Sistema de detección 
 
La espectrometría gamma consiste en la obtención de colectar la distribución 
energética (espectros) de las radiaciones gamma emitidas por una fuente 
radioactiva característica. 
 
 
 
 
 
Marinelli 
48 
 
3.1.1. Detector 
 
Como se ha comentado, el detector utilizado es el de Germanio Hiperpuro marca 
Ortec; ubicado en el Laboratorio de Aplicaciones de Dosimetría, en el Instituto de 
Física, UNAM 
 
 
 
Figura 17. Imagen del recipiente que contiene Nitrógeno liquido para enfriar el detector. 
 
 
Este detector tiene un nivel bajo de impurezas, del orden de 1010 átomos/cm3. La 
parte donde se coloca la muestra, es la parte del detector que interactúa con la 
radiación gamma emitida, y se encuentra protegida con una capa de aluminio, una 
de cobre y la exterior con plomo viejo para minimizar la radiación gamma 
circundante. 
 
49 
 
 
 
Figura 18. Imagen de Detector fuera de la cámara de Plomo. 
 
3.1.2. Preamplificador 
 
Durante la transmisión de señales electrónicas es importante que los niveles de 
impedancia de los componentes electrónicos se acoplen el uno al otro, o de 
manera contraria pueden generar ruido electrónico. El preamplificador acopla la 
impedancia entre el detector y el amplificador; y mejora la relación señal-ruido 
optimizando el procesamiento de la señal.3.1.3. Fuente de poder y fuente de alto voltaje 
 
La fuente de poder es básicamente el dispositivo el cual sirve de alimentación a 
los sistemas eléctricos del equipo. La fuente de alto voltaje sirve como 
alimentación del detector y regula la salida de esta corriente que fue de 3500 V. 
Estas fuentes basan su energía en la Ley de Ohm que dice que el voltaje (en 
Volts) es igual a la intensidad de la corriente (en Amp) por la carga eléctrica 
(resistencia). 
 
 
 
 
50 
 
3.1.4. Amplificador 
 
Las funciones de este dispositivo se refieren a amplificar el pulso de voltaje 
(milivolts) que emite el preamplificador a un valor máximo para que pueda ser 
analizado posteriormente por el multicanal (MCA). 
 
3.1.5. Analizador Multicanal (MCA) 
 
Forma el espectro de energía procesando los pulsos de voltaje del amplificador. 
Permite desplegar y analizar las alturas de los pulsos que pueden ser producidos 
digitalizándolas y guardándolos. Al calibrar el sistema en el número de canal, a la 
altura del pulso se puede pasar a una escalera de energía, de su ubicación sobre 
el eje horizontal y sus intensidades relativas en su ubicación en el eje vertical. Un 
convertidor analógico-digital (ADC), mide y clasifica la salida de los pulsos 
entrantes respecto a su amplitud. El intervalo de amplitud el pulso va de los 0 a 12 
volts y es dividido por el ADC en un número de intervalos. Para cada analizador 
por canal, existe una correspondiente ubicación de almacenamiento en la memoria 
del MCA, la cual cuenta con 16383 canales. 
 
 
 
Figura 19. Imagen del amplificador y el Multicanal. 
 
 
 
51 
 
3.1.6. Contenedor de la muestra 
 
El contenedor Marinelli, que es un envase de polipropileno de alta densidad en 
forma de anillo que sirve con el propósito de mejorar la posición de la muestra con 
el detector para facilitar la incidencia de la radiación, obteniendo una geometría de 
detección de casi 2Π, lo cual es casi una esfera donde se mide la radiación 
emitida por la muestra 
 
 
Figura 20. Imagen de un Marinelli. 
 
3.1.7. Computadora 
 
Todos los datos obtenidos durante el experimento son colectados en la 
computadora en el programa MAESTRO de Ortec, los cuales posteriormente 
pueden ser transformados a formatos en los cuales se pueden realizar graficas o 
análisis más fácilmente 
 
 
 
52 
 
CAPITULO CUARTO. ANALISIS DE RESULTADOS 
 
 
Después de haber realizado los espectros de fondo, se comenzaron a realizar las 
mediciones de cada una de las muestras mencionadas en la Selección de 
muestras. Los espectros obtenidos de cada uno de las muestras se presentan a 
en el anexo IV. 
 
 
4.1. Calibración, reproducibilidad y confiabilidad 
 
El espectro de calibración de energías gamma se obtiene midiendo la energía a 
fuentes radioactivas de energías conocidas, permitiendo calibrar el sistema 
multicanal y el detector utilizados. 
 
Al encontrar el eje de cada fotopico, se le asoció a cada uno de estos con la 
escala de energía correspondiendo a cada una de las energías conocidas de cada 
fuente de radiación gamma. 
 
 
 
Tabla 7. Energías asociadas al espectro de calibración del multicanal con las muestras conocidas de radiación 
gamma 
 
Radionúclido Energía asociada Área Gruesa Área Neta 
 KeV cuentas/22000 s cuentas/22000 s 
Am 241 60 2753563 2291384 ± 2584 
Cs 137 662 3239446 3176578 ±1939 
Co 60 1173 142456 127052 ± 522 
Co 60 1332 119579 106412 ± 481 
 
 
53 
 
 
Figura 21. Espectro de energía de calibración con las muestras conocidas de radiación gamma 
 
 
El Co 60 decae a Ni 60 y después emite dos energías de radiación gamma. Esta 
situación es muy útil para la calibración ya que con una sola fuente radioactiva se 
obtienen dos puntos que se asignaron a la escala de energías del espectro. 
 
Para realizar la calibración es necesario realizarla con fuentes de radiación 
gamma conocidas y es abarcando un rango de energías amplio entre cada 
radionúclido. 
 
Para comprobar la linealidad del sistema, primero se realizó un fondo previo al 
análisis de los estándares y posteriormente se analizaron tres estándares de KCl 
en polvo a las mismas condiciones (86400 s) para minimizar cualquier error. 
 
Para realizar el cálculo, a las cuentas del área neta se les resta el área neta del 
fondo y se dividen entre el tiempo de análisis para obtener las cuentas por 
segundo (cps) y estas se puedan graficar en función de la masa de cada estándar. 
 
 
 
54 
 
Tabla 8. Valores encontrados en el espectro de radiación con sus respectivas incertidumbres 
 
Estándar No. Área Gruesa Área Neta Incertidumbre 
# cuentas/86400 s cuentas/86400 s 
1 128314 116040 462 
2 55233 50289 311 
3 27400 24042 235 
 
 
Tabla 9. Valores encontrados en el espectro de radiación con sus respectivas incertidumbres 
 
Estándar 
No. 
Área Neta 
Fondo 
Área Neta 
Fondo 
Incertidumbre Masa de 
KCl 
# cuentas/86400 
s 
cps  g 
1 111988 1.296 0.006 366.6 
2 46237 0.535 0.004 161.46 
3 19990 0.231 0.003 81.85 
 
 
 
 
Figura 22. Comprobación de la linealidad y reproducibilidad del sistema. 
 
y = 0.0036x - 0.0316 
R² = 0.9976 
-0.2 
0 
0.2 
0.4 
0.6 
0.8 
1 
1.2 
1.4 
0 50 100 150 200 250 300 350 400 
A
re
a 
N
et
a 
Fo
n
d
o
 (c
p
s)
 
Masa KCl (g) 
55 
 
Con base en lo anterior, se puede comprobar que el sistema es lineal y confiable 
para realizar diversos análisis con diferentes productos, sin que estos cambien su 
valor dependiendo de la cantidad de masa utilizada. 
 
 
4.2. Especificaciones de las muestras analizadas 
 
En las siguientes tablas se muestran el número de picos, el área neta, el 
porcentaje de área neta superior a la del fondo y el radionúclido al cual pertenece 
la energía de dicho pico de cada una de las muestras seleccionadas. 
 
 
Tabla 10. Resultados de la muestra de Arroz obtenida en el supermercado marca “Verde Valle” con el 
numero de lote L3032GIE 
 
Área neta muestra Área neta fondo Área neta Total Porcentaje superior 
al fondo (%) 
Radionúclido Energía 
(KeV) 
50079 335 165±102 49.25 Pb-214 295 
1228±113 1047 181±138 17.28 Na-22 511 
1485±86 1410±56 75±142 5.31 Bi-214 609 
1815±92 1441±260 374±352 25.95 Cs-137 661 
323±86 212±40 111±126 52.35 Pa-234 911 
505±55 210±52 295±107 140.47 Bi-214 1120 
284±43 255±57 29±100 11.37 Bi-214 1775 
 
56 
 
 
 
Figura 23. Espectro ampliado en la energía 661 KeV que corresponde al Cs 137 
 
 
Tabla 11. Resultados de la muestra de Frijol obtenida de en el supermercado marca “Verde Valle” 
 
Área neta muestra Área neta fondo Área neta Total Porcentaje superior al fondo (%) Radionúclido Energía (KeV) 
473±71 449±119 24±190 5.34 Tl-208 582 
5521±156 4805±339 716±495 14.9 K-40 1465 
33±18 14±4 19±22 135.71 Bi-214 1739 
 
 
Tabla 12. Resultados de la muestra de Maíz obtenida de en la central de Abastos de la Ciudad de México. 
 
Área neta muestra Área neta fondo Área neta Total Porcentaje superior al fondo (%) Radionúclido Energía (KeV) 
366±54 212±40 154±94 72.64 Pa-234 911 
325±50 210±52 115±102 54.76 Bi-214 1120 
34±17 14±4 20±21 142.85 Bi-214 1739 
 
 
 
0 
50 
100 
150 
200 
250 
658 659 660 661 662 663 664 665 
C
u
e
n
ta
s 
Energia (KeV) 
Fondo 
Muestra 
57 
 
Tabla 13. Resultados de la muestra de Trigo obtenida en una tienda Naturista marca “Realeza”. 
 
Área neta muestra Área neta fondo Área neta Total Porcentaje superior al fondo (%) Radionúclido Energía (KeV) 
271±56 212±40 59±106 27.83 Pa-234 911 
198±40 154±38 44±78 28.57 Tb-160 969 
284±51 210±52 74±103 35.23 Bi-214 1120 
35±16 14±4 21±20 150 Bi-214 1739 
 
 
Tabla 14. Resultados de la muestra de Arroz obtenida en un Supermercado marca “Verde Valle” con el 
numero de lote L2242G1 
 
Área neta muestra Área neta fondo Área neta Total Porcentaje superior 
al fondo (%) 
Radionúclido Energía 
(KeV) 
361±56 33845 23±101 7 Pb-212 238 
1498±115