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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología 
Unidad Académica Mazatlán 
(Química Acuática) 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por 
espectrometría alfa, para la corroboración de edades en registros 
sedimentarios lacustres y costeros, en México 
 
T E S I S 
Que para optar por el grado de: 
Maestra en Ciencias 
 
 
P r e s e n ta : 
IBT Perla Guadalupe López Mendoza 
 
 
Tutor: Dra. Ana Carolina Ruiz Fernández 
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM 
 
Comité tutor: 
Dra. Silvia Elena Castillo Blum 
Facultad de Química, UNAM 
Dr. Carlos René Green Ruiz 
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM 
Dr. Federico Páez OSuna 
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM 
Dr. Eduardo Ordoñez Regil 
Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología , UNAM 
 
 
México, D.F., Noviembre 2015 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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DERECHOS RESERVADOS © 
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del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
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reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
 
Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología 
Unidad Académica Mazatlán 
Universidad Nacional Autónoma de México 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por 
espectrometría alfa, para la corroboración de edades en 
registros sedimentarios lacustres y costeros, en México 
 
 
T E S I S 
 
Que para obtener el grado académico de: 
Maestra en Ciencias 
(Química Acuática) 
 
p r e s e n t a 
IBT Perla Guadalupe López Mendoza 
 
Tutor: Dra. Ana Carolina Ruiz Fernández 
 
Comité tutoral: Dr. Federico Páez Osuna 
 Dra. Silvia Elena Castillo Blum 
 Dr. Carlos René Green Ruiz 
 Dr. Eduardo Ordoñez Regil 
 
 
México, D.F., Noviembre 2015 
Este trabajo se realizó en el laboratorio de Geoquímica Isotópica y 
Geocronología del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Unidad 
Académica Mazatlán, de la Universidad Autónoma de México (UNAM), bajo la 
asesoría y dirección de la Dra. Ana Carolina Ruiz Fernández, con el apoyo de 
los proyectos PAPIIT-DGAPA IN203313 “Registros ambientales de la 
acumulación de plutonio en México”, SEP PROMEP/103.5/12/4812 y 
CONACYT bilateral México-Québec C0005-2013-01/0196813. 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
Al Posgrado de Ciencias del Mar y Limnología por las facilidades brindadas para 
realizar y concluir con éxito mis estudios de maestría dentro del Instituto de 
Ciencias del Mar y Limnología, Unidad Académica Mazatlán, de la Universidad 
Autónoma de México (UNAM). 
A los proyectos PAPIIT-DGAPA IN203313 “Registros ambientales de la 
acumulación de plutonio en México”, SEP PROMEP/103.5/12/4812 por la beca 
para el desarrollo de mi proyecto de maestría y CONACYT bilateral México-
Québec C0005-2013-01/0196813 por el apoyo para el desarrollo de mi estancia 
práctica en Montreal, Canadá. 
A mi directora de tesis, la Dra. Ana Carolina Ruiz Fernández por darme la 
oportunidad de pertenecer a su equipo de trabajo, por todas sus enseñanzas, 
su asesoría, dedicación y paciencia, y sobre todo por su amistad. 
A los miembros de mi comité tutoral, Dr. Federico Páez Osuna, Dra. Silvia 
Elena Castillo Blum, Dr. Carlos René Green Ruiz y Dr. Eduardo Ordoñez Regil, 
por sus múltiples asesorías, correcciones y sugerencias, así como al Dr. Joan 
Albert Sanchez Cabeza por sus enseñanzas y apoyo que permitieron avances 
importantes en este proyecto. 
Al Dr. Bassam Ghaleb y al Dr. Michel Preda, por permitirme realizar mi 
estancia académica en sus respectivos laboratorios de GEOTOP en la 
Universidad de Québec en Montreal, por su asesoría, entrenamiento y apoyo, 
pero sobre todo por su amistad. 
A todas las personas que colaboran diariamente en el Laboratorio de 
Geoquímica Isotópica y Geocronología, por su apoyo y paciencia. A mis 
compañeros Dr. José Rigoberto Raygoza Viera, M.C. Sara Bojórquez Sánchez, 
Dr. Jorge Feliciano Ontiveros Cuadras, M.C. Vladislav Carnero Bravo, M.C. 
Jorge Luis Serrato de la Peña, IBT. Estephanie Meza Guerrero, Dr. Misael Díaz 
Asencio y Tomasa del Carmen Cuéllar Martínez. En especial a M.C. Libia 
 
Hascibe Pérez Bernal por brindarme sus conocimientos y apoyo, imprescindible 
en el laboratorio, por escucharme, compartir alegrías, tristezas y por su valiosa 
amistad durante estos años. 
Dentro del instituto de Ciencias del Mar y Limnología, agradezco a María 
Margarita Cordero Ruiz, Guadalupe Godoy Medina, Gabriela Almaraz Mejía, 
Diana Juárez Bustos, Natalia Guadalupe Medina Barba, Chantal Ruiz Guerrero 
y a la Dra. Gloria Vilaclara Fajctó por su disposición y ayuda en todos los 
trámites administrativos. Al bibliotecario Daniel Oviedo Juárez por su ayuda en 
la recopilación de información, y por supuesto, por su amistad. A Germán 
Ramírez Reséndiz y Carlos Suárez Gutiérrez por su disposición y ayuda en los 
servicios de cómputo. 
Por último, pero no menos importante, agradezco a mi familia y amigos, 
quienes me apoyaron y animaron durante todo el proceso. 
 
 
 
A Dios, por darme la sabiduría y fortaleza que me permitieron 
llegar hasta este momento. 
 
A mis padres Graciela Mendoza Arámburo y Pedro Zamora 
Sánchez por su amor y sus consejos, por estar a mi lado siempre 
que los necesito, por brindarme su hombro y su abrigo, por ser mi 
apoyo incondicional, por enseñarme a ser y enseñarme a creer, 
por todo y cada uno de nuestros días compartidos. 
 
A mis hermanos Dulce María López Mendoza y Omar Alonso 
Taboada Mendoza porque de una forma u otra me ayudaron a 
salir adelante, luchar por mis ideales y seguir mi camino. 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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ÍNDICE GENERAL Pág. 
1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………..…………. 
2. MARCO CONCEPTUAL…………….………………..……………………… 
Sedimentos……………..………….…………….…………...………...…… 
Suelos…………………………………..……………………...……………… 
Circulación atmosférica………..……………….……………………….… 
Contaminación atmosférica……..…………….………………………….. 
Radioactividad………………………………………..………………...…… 
 Ley de desintegración radioactiva…………………………………..…. 
Cronología reciente por métodos radioactivos……………………..…. 
Plutonio…………………………………………………………..……….…… 
 Fuentes de plutonio al ambiente………………………………….……. 
 Comportamiento físico-químico del plutonio………………………… 
 Comportamiento en disolución…………………………….…………… 
 Interacción con las partículas en suspensión………………………. 
Espectrometría alfa………….……....…………………..…..……………. 
3. 239+240Pu COMO ALTERNATIVA PARA CORROBORAR 
FECHADOS RECIENTES…………………………………………………… 
4. ANTECEDENTES……………………………….……………………....……. 
Antecedentes a nivel mundial……………………………………………. 
Antecedentes en México…….………………….….………………………. 
5. OBJETIVOS…………………………………………………….……………… 
Objetivo general……………………………………….....….…....……….. 
Objetivos específicos………….…………………………...….……………. 
6. HIPÓTESIS………………………………………………………………….…. 
7. ÁREAS DE ESTUDIO…………………………………………………..……. 
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corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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Estudio de núcleos sedimentarios………………..……..…………….. 
 Lago de la Luna (Nevado de Toluca)………….……....…….……….. 
 Laguna de Alvarado (Golfode México)…………….………..….…… 
 Golfo de Tehuantepec…………………....…………………….....……. 
Estudio de núcleos de suelos…………………………….................. 
 Ocotlán, Jalisco….…………....…………………………….……......... 
 Lago de Santa María del Oro, Nayarit.……..…..…….…………….. 
 Mazatlán, Sinaloa….…….……………………………………….....….. 
8. METODOLOGÍA………………....………………………………....……..… 
Muestreo………………………....………………….……….................. 
 Núcleos sedimentarios……….….………………….………………… 
 Núcleos de suelos……………..……………..………………………… 
Preparación de las muestras…………………………….……………… 
 Sedimentos…………………….……………….……….……….……… 
 Suelos…………….……………….……………….……………….…….. 
Análisis de laboratorio……………………………………..…………….. 
Separación radioquímica de los isotopos de plutonio…………….. 
Determinación de la actividad de 239+240Pu y 238Pu mediante 
espectrometría alfa…………….……….……….…….……………….…. 
 Estimación del inventario de 239+240Pu………….……………….….. 
9. RESULTADOS………………....……………………………..…....………… 
Núcleos sedimentarios……………………………..….…………………. 
 Lago La Luna………....………………………………....…………….. 
 Laguna de Alvarado (Golfo de México)….…………..………..…… 
 Golfo de Tehuantepec………………………………....………………. 
Núcleos de suelos…………………………….……….…………………… 
 Ocotlán, Jalisco….……………………………....…………………….. 
 Santa María del Oro, Nayarit………………………………....…….. 
 Mazatlán, Sinaloa………………………………....…………………… 
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corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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Factores que influencian el depósito de 239+240Pu………………..… 
 Latitud………………………………………………………..…....…….. 
 Altitud………………………………………………………..…....…….. 
 Precipitación………………………………………………………..….... 
 Tamaño de grano……………………....…………………………....… 
 Contenido de materia orgánica……………………....…………….. 
10. DISCUSIÓN……………....…………………………………....……………… 
239+240Pu en núcleos de sedimentos……………………....…………... 
 Corroboración de fechados.…………..……………..…….….....….. 
 Niveles de actividad…………....…………………………………....... 
239+240Pu en núcleos de suelos……..……………………....……….... 
 Niveles de actividad…………....…………………………………....... 
 Inventarios de 239+240Pu……....…………………………………....... 
11. CONCLUSIONES………....………………………………....……………….. 
12. GLOSARIO………………....………………………………....……………… 
13. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………....……………. 
14. ANEXOS……………....………………………………....…………………….. 
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corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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ÍNDICE DE FIGURAS Pág. 
Figura 1. Formación de los sedimentos…………………………………… 
Figura 2. Horizontes de los suelos (SSSA, 2013)…..…………………… 
Figura 3. Esquema de presión y viento en superficie sin (a) y con (b) 
distribución de océanos y continentes (MB, 2014)……………………... 
Figura 4. Posición geográfica de la República Mexicana (INEGI, 
1991)............………………………….…………………….………………… 
Figura 5. Viento predominante en México (~ 3000 msnm) (SMM, 
2004)............………………………….…………………….………………….. 
Figura 6. Formación del plutonio. Modificada de Hewitt (2002)……. 
Figura 7. Confinamiento de polvo radiactivo de plutonio procedente 
de las pruebas nucleares atmosféricas (Kathren, 1984)………………. 
Figura 8. Actividades de 239+240Pu en mares y océanos del mundo 
(IAEA, 2005)………….……………………….…………………………………. 
Figura 9. Dispersión y depósito del polvo radiactivo de plutonio 
(UNSCEAR, 2000)………………………………………………………………. 
Figura 10. Sitios de muestreo de suelos (globos rosas) y sedimentos 
(globos azules)…………………….………………….…………………………. 
Figura 11. Nucleador de gravedad UWITECTM..………………………… 
Figura 12. Corte de núcleos de sedimentos……….……………………… 
Figura 13. Corte de núcleos de suelos…..………………………………… 
Figura 14. Perfil de actividades de 239+240Pu en el lago La Luna, 
Nevado de Toluca……………………………………………………………….. 
Figura 15. Perfil de actividades de 239+240Pu en la Laguna de 
Alvarado, Veracruz…………………………………………………………….. 
Figura 16. Perfil de actividades de 239+240Pu en el Golfo de 
Tehuantepec…………………………………………………………………….. 
Figura 17. Perfil de actividades de 239+240Pu en el núcleo OC……...... 
Figura 18. Perfil de actividades de 239+240Pu en el núcleo SMO……… 
Figura 19. Perfil de actividades de 239+240Pu en el núcleo MZT………. 
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corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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Figura 20. Inventarios totales de 239+240Pu versus latitud en sitios 
de estudio ubicados entre 20 y 40 °N (a) y entre 20 y 26 °N (b)……… 
Figura 21. Inventarios totales de 239+240Pu versus altitud en sitios 
de estudio ubicados entre 20 y 40 °N (a) y entre 20 y 26 °N (b).…….. 
Figura 22. Inventarios totales de 239+240Pu versus precipitación en 
sitios de estudio ubicados entre 20 y 40 °N (a) y entre 20 y 26 °N (b) 
Figura 23. Tamaño de grano (%) en núcleos de suelo de Ocotlán (a), 
Santa María del Oro (b), y Mazatlán (c)……………………………………. 
Figura 24. Contenido de materia orgánica (%) en núcleos de suelo 
de Ocotlán, Santa María del Oro (SMO) y Mazatlán (MZT)….………… 
Figura 25. Equipo de electrodepósito……………………………………… 
 
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ÍNDICE DE TABLAS Pág. 
Tabla 1. Coordenadas de los sitios de muestreo………………………… 
Tabla 2. Actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en el Lago La Luna, 
Nevado de Toluca. …………………….……………………………………..... 
Tabla 3. Actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en la Laguna de 
Alvarado, Veracruz…………………………………………………………….. 
Tabla 4. Actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en el Golfo de 
Tehuantepec………..…………………………………………………………… 
Tabla 5. Actividades (mBq kg-1) e inventarios (mBq m-2) de 239+240Pu 
en Ocotlán……………………………………………………………………... 
Tabla 6. Actividades (mBq kg-1) e inventarios (mBq m-2) de 239+240Pu 
en Santa María del Oro...……………….……………………………………. 
Tabla 7. Actividades (mBq kg-1) e inventarios (mBq m-2) de 239+240Pu 
en Mazatlán………….………….………….………….………….………….… 
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Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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RESUMEN 
El 239+240Pu es un radionúclido artificial presente en el ambiente como 
resultado de las detonaciones nucleares atmosféricas. El depósito 
atmosférico inicial (1951) y el máximo depósito global atmosférico (1962-
1964) de 239+240Pu han quedado registrados en horizontes discretos de 
suelos y sedimentos alrededor del mundo. Aunque puede ser medido con 
gran sensibilidad, su uso como marcador cronoestratigráfico en latitudes 
tropicales es aún escaso. El principal objetivo del presente trabajo fue 
determinar el intervalo de actividades de 239+240Pu y su distribución 
respecto a la profundidad en núcleos sedimentarios y de suelo, en diversos 
ambientes de México. La actividad máxima de 239+240Pu en los núcleos 
sedimentarios fue utilizada como marcador cronoestratigráfico para 
corroborar el fechado con 210Pb. Las actividades de 239+240Pu en los núcleos 
de suelo fueron utilizadas para estimar el inventario de 239+240Pu en los 
sitios de estudio, y evaluar su variación respecto a las diferencias de 
latitud, altitud y regímenes de lluvia tanto en México como a nivel global. 
Para este estudio se utilizaron núcleos sedimentarios previamente 
fechados con el método de 210Pb. Estos núcleos se recolectaron entre 2011 
y 2013, mediante un nucleador de gravedad en el Lago La Luna (Volcán 
Nevado de Toluca, Centro de México), en la Laguna Alvarado (Veracruz,Golfo de México) y en el Golfo de Tehuantepec (al sur del Pacífico 
mexicano). Los núcleos de suelo se recolectaron con tubos de PVC, en 
Ocotlán, Jalisco, Santa María del Oro, Nayarit y Mazatlán, Sinaloa. El 
análisis de 239+240Pu en sedimentos y suelos se efectuó por separación 
radioquímica, mediante resinas de intercambio aniónico y espectrometría 
alfa. Los máximos de las actividades 239+240Pu en los sedimentos oscilaron 
entre 178 ± 28 mBq kg-1 en la Laguna Alvarado y 2,447 ± 268 mBq kg-1 en 
el Lago La Luna. Los máximos de las actividades 239+240Pu en los núcleos 
sedimentarios se hallaron en los estratos correspondientes a las décadas 
de 1950-1960 en todos los casos, lo que permitió corroborar la exactitud 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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del fechado con 210Pb. Los niveles de actividad de 239+240Pu encontrados en 
los sedimentos de este estudio, son comparables a los registrados en 
sedimentos de otros lagos, zonas costeras y mar profundo en México y en 
el mundo. Los resultados obtenidos en este estudio demostraron la 
utilidad de la determinación de las actividades de 239+240Pu en sedimentos 
como marcador estratigráfico para corroborar la edad de núcleos fechados 
con 210Pb. El inventario total de 239+240Pu en los suelos osciló entre 21,681 
± 6,225 mBq m-2 en Ocotlán y 61,767 ± 6,425 mBq m-2 en Santa María del 
Oro. Los altos niveles de actividad e inventario de 239+240Pu que se 
encontraron en el núcleo de suelo de Santa María del Oro, se atribuyeron a 
la alta precipitación pluvial de la zona. Los inventarios totales de 239+240Pu 
en los núcleos de suelo de este estudio fueron comparables a los 
reportados en otros sitios de latitudes similares; no obstante, fueron bajos 
en comparación con los reportados para sitios de latitudes más altas, ya 
que el depósito de Pu debido a las pruebas termonucleares atmosféricas se 
ha generado y depositado principalmente en altas latitudes (30°-50° N). 
Adicionalmente se concluyó que entre los sitios estudiados, los inventarios 
de 239+240Pu en los núcleos de suelo están principalmente influenciados por 
el nivel de precipitación pluvial de la zona. 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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ABSTRACT 
239+240Pu is an artificial radionuclide present in the environment as a result 
of atmospheric thermonuclear tests. The 239+240Pu initial atmospheric 
deposition (1951) and maximum fallout (1962-1964) have been recorded in 
discrete horizons of sediments and soils. Although it can be measured with 
great sensitivity, its use as chronostratigraphic marker is still scarce in 
tropical latitudes. The main objective of this study was to determine the 
range of 239+240Pu activities and its distribution with depth in sediment and 
soil cores, in diverse sites of Mexico, by using previously 210Pb-dated 
sediment cores, and the 239+240Pu maximum activity in the sediment cores 
was used as a chronostratigraphic marker to corroborate the 210Pb dating. 
239+240Pu activities in the soil cores were used to estimate the inventory of 
239+240Pu in the study sites, and evaluate their variation owing to 
differences in latitude, altitude and rainfall regimes in Mexico, and in a 
global context. These sediment cores were collected between 2011 and 
2013, using a gravity corer, in Luna Lake (Nevado de Toluca volcano, 
Central Mexico), Alvarado Lagoon (Veracruz, Gulf of Mexico) and in the 
Gulf of Tehuantepec (Southern Mexican Pacific Ocean). The soil cores were 
collected with PVC tubes in Ocotlan, Jalisco, Santa Maria del Oro, Nayarit 
and Mazatlan, Sinaloa. 239+240Pu analysis in sediments and soils were 
carried out by radiochemical separation using anion exchange resins and 
alpha spectrometry. 239+240Pu maximum activities in sediments ranged 
between 178 ± 28 mBq kg-1 in Alvarado Lagoon and 2,447 ± 268 mBq kg-1 
in La Luna Lake. The 239+240Pu maximum activities in sediment cores were 
found in the strata corresponding to the decades 1950-1960 in all cases, 
which allowed the corroboration of ages derived from the 210Pb dating 
method. 239+240Pu activity levels in sediment found in this study were 
comparable to the values reported for other lake, coastal and deep sea 
sediments, at similar latitudes, in Mexico and in the world. The results 
obtained from this study demonstrated the usefulness of the 239+240Pu 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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activity sedimentary record as stratigraphic marker to corroborate cores 
dated with 210Pb. 239+240Pu total inventory in soils ranged between 21,681 ± 
6,225 mBq m-2 in Ocotlan and 61,767 ± 6,425 mBq m-2 in Santa Maria del 
Oro. The 239+240Pu total inventories in soil cores of this study were 
comparable to the reported values for other places at similar latitude, but 
lower than those reported for other sites at higher latitudes, most likely 
due to 239+240Pu deposition from the fallout was generated and deposited 
mainly in high latitudes (30°-50° N). It was concluded that the 239+240Pu 
inventories in the soil cores were mainly influenced by the level of rainfall 
in the study area. 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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1. INTRODUCCIÓN 
El Cambio Global (CG) es el resultado de las alteraciones que ha sufrido la 
Tierra a escala planetaria a causa de la intervención del hombre. Las 
manifestaciones del CG se pueden ver en el cambio climático originado por la 
emisión de gases de efecto invernadero; en la alteración física de los 
ecosistemas y la movilización de sedimentos originadas por los cambios en el 
uso del suelo; en la producción excesiva de residuos urbanos, industriales y 
agrícolas; y en el incremento de la concentración de contaminantes orgánicos, 
metales y actividades de radionúclidos (SEDUMA, 2015). 
Debido a la falta de datos de monitoreo de largo plazo, para evaluar las 
tendencias del CG la única alternativa viable es el análisis retrospectivo de 
registros ambientales, tales como los sedimentos, corales o espeleotemas. Sin 
embargo, los estudios retrospectivos deben tener un marco temporal confiable, 
para lo cual se realiza la construcción de cronologías de alta resolución basadas 
en el decaimiento radiactivo de radioisótopos en núcleos de sedimentos. 
El método más ampliamente utilizado para determinar las cronologías 
recientes (~100 años), es el fechado con 210Pb, que es un radionúclido de origen 
natural perteneciente a la cadena radiactiva del 238U. No obstante, las 
geocronologías determinadas mediante modelos de 210Pb deben ser validadas 
por una técnica de fechado independiente (Smith, 2001). 
Una de las técnicas más comúnmente utilizadas para la validación de las 
cronologías de sedimentos que abarca los últimos 100 años, implica el uso de 
marcadores temporales independientes, por ejemplo, eventos que ocurren en 
fechas conocidas identificables como horizontes discretos en el perfil 
sedimentario (Hancock et al., 2011). Un ejemplo de estos marcadores son los 
radionúclidos antropogénicos, que fueron emitidos a la atmósfera durante el 
período de pruebas atmosféricas de armas nucleares, entre 1951 y 1963 
(Fehner y Gosling, 2006). 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
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El radionúclido más comúnmente utilizado para la validación de fechados 
con 210Pb es el137Cs, cuyas actividades en la atmósfera alcanzaron su punto 
máximo en 1963 y luego descendieron rápidamente con la implementación del 
tratado internacional que prohíbe las pruebas nucleares en la atmósfera (1963) 
(DeLaune et al., 1978). Un perfil de las actividades de 137Cs generalmente 
presenta tres valores máximos que representan el comienzo de las detonaciones 
atmosféricas (1951), el máximo de las pruebas nucleares atmosféricas (1963) y 
el depósito de las partículas provenientes del accidente de Chernobyl (1986). No 
obstante, las actividades de 137Cs en sedimentos costeros de México se 
encuentran frecuentemente por debajo del límite de detección analítico (Ruiz-
Fernández et al., 2009a). 
Otro marcador estratigráfico radiactivo potencialmente útil para corroborar 
los fechados con 210Pb es la suma de los radionúclidos artificiales 239Pu y 240Pu 
(239+240Pu), que al igual que el 137Cs fue emitido a la atmósfera debido a las 
pruebas atmosféricas de armas nucleares (Ruiz-Fernández et al., 2009b). Los 
perfiles estratigráficos de 239+240Pu también presentan claramente los dos 
máximos que representan el comienzo de las detonaciones atmosféricas (1951) 
y el valor máximo de sus actividades (1963). 
Los isótopos 239Pu y 240Pu son emisores alfa, y la espectrometría alfa tiene 
la ventaja que alcanza límites de detección mucho menores que los de la 
espectrometría gamma con la que se mide la actividad de 137Cs, además de que 
los detectores alfa son menos costosos que los detectores gamma, aunque el 
análisis de 239+240Pu en muestras ambientales requiere de mucho mayor tiempo 
y esfuerzo para la preparación de las muestras, que el que se requiere para el 
análisis de 137Cs. Éstas son unas de las ventajas más importantes del uso del 
239+240Pu sobre el 137Cs como marcador cronoestratigráfico, además de la gran 
diferencia de los periodos de semi-desintegración entre el 137Cs y los isótopos 
239Pu y 240Pu. 
Si bien el 239+240Pu se ha utilizado como una herramienta para la 
validación de fechados con 210Pb desde finales de la década de 1970 (Goldberg 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
3 
 
et al., en 1977), su uso es extremadamente escaso en las bajas latitudes. Los 
pocos trabajos en los cuales se ha utilizado al 239+240Pu como marcador 
cronoestratigráfico en sedimentos de México, se han desarrollado en 
laboratorios del extranjero. Por lo anterior, el propósito principal de este 
proyecto es implementar la metodología para el análisis de Pu en muestras 
ambientales, para ser utilizado como marcador cronoestratigráfico en estudios 
de reconstrucciones históricas de cambios ambientales en México. 
 
2. MARCO CONCEPTUAL 
2.1. Sedimentos 
Los sedimentos son el resultado de la acumulación de fragmentos sólidos de 
material originados por el intemperismo de las rocas y/o suelos, por 
precipitación química, o producidos por la biota (Segura et al., 2005). Estos 
son transportados por el aire, los ríos y las escorrentías, hasta llegar a una 
cuenca de depósito (i.e. el fondo de lagos y océanos); lo cual propicia la 
formación de capas o estratos sobre la superficie de depósito (Rodríguez, 2010). 
 
Figura 1. Formación de los sedimentos. 
 
Los sedimentos actúan como un almacén, ya que en ellos se pueden 
encontrar diversos restos biológicos, químicos y/o contaminantes generalmente 
obtenidos de la cuenca de drenaje por donde pasan las corrientes de agua 
(Manahan, 2007). De esta forma, los sedimentos integran información acerca 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
4 
 
de los procesos de sedimentación y de las condiciones ambientales que 
acontecían en la época de depósito (Heubeck et al., 2010). 
Los núcleos sedimentarios pueden ser utilizados para el estudio de 
cambios ambientales, con base en el principio de superposición, que establece 
que el orden de transposición de los estratos sedimentarios es el mismo que el 
de su depósito; es decir, los estratos más profundos serán más antiguos que los 
estratos más superficiales. Este principio se cumple, siempre y cuando el sitio 
de depósito no tenga ninguna deformación o perturbación importante posterior 
al tiempo en que se depositaron los sedimentos (García, 1997). 
 
2.2. Suelos 
El suelo es el mineral no consolidado o material orgánico 
en la superficie de la tierra que sirve como medio natural 
para el crecimiento de las plantas terrestres. Un suelo se 
forma y evoluciona debido a la meteorización de las rocas y 
de la transformación de los fragmentos debido al impacto 
del clima (temperatura), relieve, la acción del agua 
(disolución), el desarrollo de la vegetación (crecimiento de 
raíces) y la actividad de los organismos que, en su 
conjunto y con el paso del tiempo, propician la 
transformación de los minerales que constituyen a la roca 
original y contribuyen a la formación de los horizontes 
(Navarro y Navarro, 2013; SSSA, 2013). 
El horizonte O está compuesto por todo lo orgánico, como hojas en 
descomposición. Este es delgado en algunos suelos, grueso en otros, y no está 
presente en otros. El horizonte A es la capa superior y es afectada por la acción 
de en los agentes meteóricos y biológicos, en su mayoría formada con minerales 
del material base con materia orgánica incorporada. Material que aprovechan 
las plantas y otros organismos para vivir. El horizonte E presenta una alta 
concentración de cuarzo y/u otros minerales resistentes, de éste se lixivian 
Figura 2. Horizontes 
de los suelos (SSSA, 
2013). 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
5 
 
arcilla, minerales y materia orgánica. El horizonte B es el subsuelo, rico en 
minerales que son lixiviados de los horizontes A y E y acumuladas aquí. El 
horizonte C se considera como el material base, debido a que es el depósito en 
la superficie de la Tierra desde que se desarrolló el suelo. El horizonte R es la 
roca madre, ya sea granito, basalto, cuarcita, piedra caliza o piedra arenisca 
(SSSA, 2013). 
Los suelos se forman in situ como resultado de los procesos pedogénicos, a 
diferencia de los sedimentos que son transportados de la zona de erosión a la 
cuenca de captación. Los suelos tienen concentraciones bajas de materia 
orgánica usualmente menores de 3% (Wanhong y Huang, 2006; Ritchie et al., 
2009). En contraste con los sedimentos lacustres y costeros cuyas 
concentraciones de materia orgánica pueden llegar a tener valores de hasta 
50% (Turcq et al., 2002; Soto-Jiménez et al., 2003). 
El análisis de sedimentos permite estudiar los cambios ocurridos con el 
paso del tiempo en las concentraciones de los constituyentes acarreados por 
escorrentías, producidos in situ y los depositados por vía atmosférica. En 
cambio, el estudio de suelos permite conocer las concentraciones de elementos 
derivados del transporte atmosférico, siempre que el área de estudio cumpla 
con las condiciones de ser zonas planas, no erosivas, y de no estar afectadas 
por la acumulación de materiales acarreados por escorrentías. La dirección del 
transporte atmosférico está definida por los vientos dominantes, que son 
resultado de la circulación general de la atmósfera a escala del globo terrestre. 
 
2.3. Circulación Atmosférica 
El calentamiento diferencial de la superficie terrestre da origen a la formación 
de zonas de alta y baja presión, que propician el movimiento del aire en forma 
latitudinal a fin de equilibrar los desbalances de presión. Si la Tierra no rotara, 
el aire se movería directamente de una presión alta a una presión baja; no 
obstante, lafuerza de Coriolis originada por la rotación de la Tierra, provoca 
que cualquier fluido que se desplaza sobre la superficie de la Tierra tienda a 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
6 
 
desviarse hacia la derecha en el hemisferio Norte y hacia la izquierda en el 
hemisferio Sur. De esta manera, las trayectorias de los vientos en las zonas 
subtropicales se inclinan en la dirección NE-SO en el hemisferio norte y SE-NO 
en el hemisferio sur, en tanto que en las zonas templadas las direcciones son 
SO-NE y NO-SE, respectivamente (Campos-Aranda, 1998; figura 3). 
 
Figura 3. Esquema de presión y viento en superficie sin (a) y con 
(b) distribución de océanos y continentes (MB, 2014). 
 
México se localiza en el hemisferio Norte y se extiende desde el paralelo 14° 
30' N hasta 32° 43' N (Campos-Aranda, 1998; figura 4). Por su posición 
geográfica, se sitúa casi por partes iguales, al norte y sur del Trópico de Cáncer 
(paralelo 23° 27’ de latitud norte), lo cual deja la mitad sur del territorio 
nacional dentro de una zona climática tropical y al norte como subtropical 
(INEGI, 1991; INECC, 2007). 
 
Figura 4. Posición geográfica de la República Mexicana (INEGI, 1991). 
a
) 
b
) 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
7 
 
Con base en los informes meteorológicos de la Subdirección de 
Meteorología y Modelación (SMM, 2004) de la Secretaría del Medio Ambiente los 
vientos dominantes en la región norte son de O a NE y en la región sur son de E 
a O (figura 5). 
 
Figura 5. Viento predominante en México (~ 3000 msnm) (SMM, 2004). 
 
2.4. Contaminación Atmosférica 
El desarrollo industrial ha dado lugar a una contaminación desigual alrededor 
del mundo, aunque generalmente es más elevada en las altas latitudes donde 
se ubican la mayoría de los países desarrollados, los cuales generan una mayor 
emanación de contaminantes procedentes de plantas industriales, el uso de 
automóviles, y explosiones o accidentes con sustancias peligrosas que se 
distribuyen globalmente por la circulación atmosférica (IAEA, 2005). 
Los contaminantes contenidos en la atmósfera, ya sean de origen natural o 
antropogénico, se distribuyen por la influencia de la advección (desplazamiento 
horizontal de una masa de aire) y la dispersión (debida a turbulencia) (Solís y 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
8 
 
López, 2003). Los contaminantes atmosféricos pueden llegar al suelo o a los 
sistemas acuáticos, por dos mecanismos de transporte diferentes: el depósito 
seco y el depósito húmedo. El primero se presenta cuando los contaminantes 
en fase gaseosa o adheridos a partículas se depositan en la superficie de la 
litosfera debido a turbulencia atmosférica y/o por acción de la gravedad; en el 
segundo los contaminantes están disueltos o suspendidos en gotas de agua 
atmosférica que precipitan e impactan sobre la superficie terrestre (Figueruelo y 
Marino, 2014). De esta manera, si el suministro de contaminantes es 
constante, las áreas que muestren mayor precipitación también presentarán 
mayor concentración de contaminantes (Mietelski et al., 2008). 
Los parámetros que definen el flujo atmosférico son: (a) la forma en la que 
se encuentran los contaminantes presente en la atmósfera (gaseosa o de 
partículas); (b) la solubilidad que tienen dichos contaminantes en agua; (c) la 
cantidad de precipitación en la región; y (d) la altura del terreno y tipo de 
cubierta de la superficie (Seinfeld y Pandis, 2012). 
Una vez en la superficie, los contaminantes son absorbidos o adsorbidos 
por los diversos compartimentos en los que inciden (suelo, sedimentos, 
partículas suspendidas en la columna de agua, biota, etc.); y se distribuyen de 
manera diferente dependiendo de las propiedades de cada sustrato (IAEA, 
2005), e.g. el tamaño de grano, ya que a menor tamaño de partícula, mayor 
capacidad de adsorción, debido al aumento en el área superficial (Vernet, 
1992); o, la concentración de materia orgánica, que tiene una alta capacidad de 
adsorción de contaminantes como los metales (IAEA, 2005). 
La distribución de los contaminantes en suelos, tiene que ver con cómo y 
dónde fueron liberados. Sus concentraciones pueden variar dependiendo de si 
se trata de un sitio industrialmente contaminado, del movimiento de las 
partículas por el aire y el agua, y de la altitud del sitio (Shayler et al., 2009). 
Debido a que el viento influye en el movimiento de las partículas contenidas en 
la atmósfera, el polvo asociado a contaminantes como los pesticidas, puede 
extenderse sobre un área más grande, pero las concentraciones del material 
transportado lejos del origen serán cada vez menor (FAO, 2000). Además de los 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
9 
 
patrones de viento, la trayectoria de los contaminantes está asociada a otras 
condiciones meteorológicas, y a las transformaciones químicas y/o físicas a las 
que pueden estar sujetos (Solís y López, 2003). 
La concentración de estos contaminantes en las montañas puede mostrar 
valores más altos que en otros lugares debido a que la tasa de depósito 
atmosférico es más intenso a altitudes más altas. Los contaminantes se pueden 
depositar en tierra elevada directamente desde el aire (Mietelski et al., 2008). 
 
2.5. Radiactividad 
La radiactividad es un fenómeno natural que implica la desintegración 
espontánea y la transformación de núcleos atómicos inestables, acompañada 
de la emisión de radiación ionizante en la forma de partículas alfa o beta, y 
rayos gamma (L'Annunziata, 2007). 
Las partículas alfa están compuestas de dos protones y dos neutrones: son 
núcleos de un átomo de helio con dos cargas positivas y una masa 
aproximadamente cuatro veces la del átomo de hidrógeno (González, 1996). 
Cuando un átomo radiactivo emite partículas alfa se convierte en otro elemento 
de número atómico y masa atómica menor al elemento original, dos y cuatro 
menos, respectivamente (Jha, 2004). El decaimiento del 238U, por ejemplo: 
234
90
238
92 TU 

 
donde –α representa la pérdida de una partícula alfa. 
Las partículas beta, tienen carga negativa (-e) y su masa es 1/1837 de la 
masa del átomo de hidrógeno (aproximadamente cero) (González, 1996). 
Cuando un átomo radiactivo emite partículas beta se convierte en otro elemento 
con número atómico mayor que el del elemento original, pero con el mismo 
peso atómico (Jha, 2004). El decaimiento del 234Th, por ejemplo: 
234
91
01234
90 PaTh
e
 
 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
10 
 
donde -1e representa la pérdida de un electrón y 0α indica que no ha ocurrido 
la pérdida de partículas alfa. 
Los rayos gamma son paquetes de fotones de energía electromagnética, no 
tienen masa ni carga eléctrica, siendo la radiación gamma, radiación ionizante 
de muy alta energía (EPA, 2013), las desintegraciones beta y alfa suelen ir 
acompañadas de emisión gamma, al quedar el núcleo residual en estado 
excitado o de mayor energía (UL, 2013). En la desintegración gamma, el núcleo 
final es el mismo que el inicial; tiene la misma A (número atómico), Z (número 
de protones), y N (número de neutrones), pero en un estado de energía más 
bajo (Cutnell y Johnson, 2009). 
 
2.5.1. Ley de Desintegración Radiactiva 
La ley de la desintegración radiactivaindica que la velocidad de desintegración 
de una sustancia radiactiva es proporcional al número (N) de átomos excitados 
presentes, esto es: 
N
dt
dN
 
donde, λ es la constante de proporcionalidad o constante de 
desintegración, la cual es igual a ln2/T, siendo T el tiempo de semi-
desintegración del núclido. T es el tiempo necesario para que una cantidad 
inicial cualquiera del isótopo se reduzca a la mitad de su valor inicial. Su 
magnitud puede variar desde millones de años a millonésimas de segundo 
(Pickering, 1980). 
La ley de desintegración radiactiva es la base a partir de la cual se puede 
estimar el tiempo transcurrido desde el depósito de una capa sedimentaria, 
utilizando las medidas de la actividad de radionúclidos que tengan un tiempo 
de semi-desintegración acorde al periodo de tiempo que se pretende estudiar 
(Pickering, 1980). 
 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
11 
 
2.6. Cronología Reciente por Métodos Radiactivos 
La técnica más frecuentemente utilizado para determinar las tasas de 
acumulación de sedimentos en periodos recientes (100 años) implica el uso del 
método de fechado con 210Pb (Robbins, 1978; Appleby y Oldfield, 1978; 
Sanchez-Cabeza y Ruiz-Fernández, 2012). 
Sin embargo, la reconstrucción histórica derivada del método de 210Pb 
siempre debe ser contrastada con algún método alternativo para confirmar el 
fechado (Smith, 2001); dentro de los cuales, el más popular es el 137Cs. 137Cs 
(T= 30.14 a) es un radionúclido artificial presente en el ambiente 
principalmente debido a las pruebas nucleares atmosféricas que comenzaron a 
inicios de la década de 1950. Las actividades de 137Cs alcanzaron su punto 
máximo en 1963 y luego descendieron rápidamente con la implementación del 
tratado internacional que prohíbe las pruebas nucleares en la atmósfera 
(DeLaune et al., 1978). 
Las actividades de 137Cs en sedimentos de muchas áreas del mundo están 
debajo de los límites de detección analítica o son tan bajas que, con el fin de 
obtener un grado aceptable de precisión, su medición requeriría tiempos de 
conteo extremadamente largos. Las zonas costeras del Pacífico mexicano son 
unas de esas áreas del mundo donde se presenta esta falta de actividades 
detectables de 137Cs, las cuales han sido explicada sobre la base de: (1) la alta 
solubilidad de 137Cs en agua de mar y (2) un flujo atmosférico bajo 137Cs en la 
región debido a los patrones de circulación atmosférica y el clima seco en la 
costa norte del Pacífico de México, ya que los flujos de 137Cs se correlacionan 
directamente con la cantidad de precipitación (Ruiz-Fernández et al., 2009b). 
Otros marcadores estratigráficos potencialmente útiles para corroborar los 
fechados con 210Pb son la concentración de elementos contaminantes (e.g. Cu, 
Zn, etc.) o la presencia de tefras volcánicas, sobre las cuales se conozca la fecha 
de su introducción al medio; así como otros elementos radiactivos, tales como 
los radioisótopos artificiales de Pu, 239Pu y 240Pu (Ruiz-Fernández et al., 
2009b). 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
12 
 
2.7. Plutonio 
El plutonio (símbolo químico Pu) es un metal radiactivo con número atómico 
94. Es considerado un elemento artificial, aunque existen rastros de plutonio 
de origen natural (Ketterer et al., 2011; EPA, 2013). Los isótopos de plutonio 
fueron preparados por primera vez en 1940 por el químico estadounidense 
Gleen T. Seaborg en Berkeley (López y Rodriguez, 2009). Actualmente se 
conocen alrededor de veintiséis isótopos diferentes de plutonio, todos ellos 
radiactivos y con números másicos entre 228 y 247 (IAEA, 2015), cuyos 
periodos de semi-desintegración y modo de decaimiento se encuentran en el 
anexo I, aunque los más conocidos son el 238Pu, 239Pu y 240Pu (EPA, 2013). 
El 239Pu es un emisor de partículas alfa, que se prepara mediante el 
bombardeo de neutrones al 238U y la consiguiente desintegración β- de los 
productos que generan la siguiente secuencia de reacciones nucleares 
(Williams, 1990): 
PuNpUnU
dm 239)4.2(239)5.23(239238 ),(   
 
 
Cuando un núcleo de 238U absorbe un neutrón se transforma en un núcleo 
de 239U, este núcleo emite una partícula beta y forma un núclido con 
aproximadamente la misma masa pero con una unidad más de carga: el 
neptunio-239, que a su vez emite una partícula beta y se transforma en 
plutonio-239, el cual puede sufrir una reacción de captura neutrónica bajo el 
flujo de neutrones térmicos y de esta manera convertirse en plutonio-240 
(Hewitt, 2002; Figura 6). 
 
Figura 6. Formación del plutonio. Modificada de Hewitt (2002). 
 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
13 
 
2.7.1. Fuentes de Plutonio al Ambiente 
Un aporte importante de Pu proviene de las descargas radiactivas ya sean 
controladas o accidentales de las instalaciones nucleares de Sellafield (Reino 
Unido), La Hague (Francia), Hanford (este del Pacífico Norte), Marcoule (Mar 
Mediterráneo), entre otras; y de accidentes relacionados con aviones y satélites, 
siendo los principales el incidente del satélite SNAP-9A que contenía 0.63 TBq 
de 238Pu y el accidente de Palomares, España (1966), en el cual aeronaves que 
transportan armas nucleares colisionaron, se destruyeron y cayeron, 
depositando Pu al ambiente. (Lindahl et al., 2010). 
Sin embargo, la máxima incorporación de Pu al medio ambiente se debe a 
la detonación de armas nucleares en la atmósfera. Debido a la ubicación de los 
sitios de prueba, la mayoría del polvo radiactivo se depositó en el hemisferio 
norte, con la mayor densidad de depósito entre 40 y 50 °N (Hardy et al., 1973; 
UNSCEAR, 2000; Lindahl et al., 2010). Se ha estimado que desde la primera 
prueba (Alamogordo, Nuevo México, 16 de julio de 1945) se inyectaron en la 
atmósfera alrededor de 16 TBq de 239+240Pu en aproximadamente 400 
detonaciones (Perkins y Thomas, 2009). De acuerdo a Lindahl et al. (2010) 
entre las décadas 1950 y 1960, se estima que alrededor de 12 PBq de 239+240Pu 
fueron depositados en el océano mundial, de los cuales se considera que más 
del 70% provenía de Nueva Zembla (Rusia) y las Islas Marshall (Pacífico Norte). 
Los isótopos de Pu, producto de las pruebas de armas nucleares, se 
liberaron a la atmósfera en forma de óxidos, como polvo fino e insoluble en 
agua; lo cual ha permitido su transporte y distribución a nivel global por la 
circulación atmosférica (Jiménez, 2001; Neu et al., 2010). Dependiendo de la 
ubicación de la explosión (altitud y latitud) y la potencia de la bomba, los 
desechos radiactivos entraron en el medio ambiente de forma local, regional y 
global (UNSCEAR, 2000), aunque quedaron confinados mayoritariamente en el 
hemisferio norte, donde se produjeron la mayor cantidad de pruebas nucleares 
(Kathren, 1984; figura 7). En la figura 8 se presentan las actividades promedio 
de 239+240Pu en los océanos y mares del mundo, estimadas hasta el año 2000; y 
se observa como las actividades de Pu varían de región a región, con las 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
14 
 
actividades más altas en los mares europeos y las más bajas en el hemisferio 
sur, especialmente en el Océano Antártico. 
 
Figura 7. Confinamiento de polvo radiactivo de plutonio procedente de las 
pruebas nucleares atmosféricas (Kathren, 1984). 
 
 
En la figura 9 se exhibe una representación desarrollada sobre la 
dispersión atmosférica yel depósito del polvo radiactivo producido en las 
pruebas nucleares atmosféricas. 
 
 
Figura 8. Actividades de 239+240Pu en mares y océanos del mundo (IAEA, 2005). 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
15 
 
 
Figura 9. Dispersión y depósito del polvo radiactivo de plutonio (UNSCEAR, 2000). 
 
El diagrama muestra a la atmósfera dividida en regiones ecuatoriales y 
polares tanto para el hemisferio norte como para el hemisferio sur (de 0° a 30° 
Y 30° a 90° de latitud, respectivamente). Para efectos del modelado se asume 
que la troposfera está a una altitud media de 9 km en la región polar y 17 km 
en la región ecuatorial; que la estratosfera inferior se extiende a 17 km y 24 km, 
respectivamente; y la estratosfera superior a 50 km en ambas regiones 
(UNSCEAR, 2000). 
Las flechas del diagrama representan al polvo radiactivo que se encuentra 
presente en las mayores altitudes de la atmósfera (alta atmósfera y estratósfera 
superior) que desciende por gravedad y posteriormente es transportado por las 
corrientes de viento en los niveles inferiores (estratósfera inferior y tropósfera). 
En la estratósfera inferior hay una difusión turbulenta que provoca la 
migración irregular de las masas de aire. En la troposfera, el patrón de vientos 
es producido por las celdas de Hadley (cuya amplitud y posición varía 
estacionalmente). El polvo radiactivo presente en la estratosfera inferior tiene 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
16 
 
un tiempo de residencia promedio que varía de 3 a 12 meses en las regiones 
polares y de 8 a 24 meses en las regiones ecuatoriales (UNSCEAR, 2000). 
 
2.7.2. Comportamiento Físico-Químico del Plutonio 
El plutonio es muy reactivo y se oxida rápidamente en aire u oxígeno y se 
disuelve fácilmente en la mayoría de los ácidos (Neu et al., 2010). 
2.7.2.1. Comportamiento en disolución 
El comportamiento ambiental del Pu es complejo, debido a que está 
determinado principalmente por los diferentes estados de oxidación que puede 
presentar en solución: Pu (III), Pu (IV), Pu (V) y Pu (VI) (Cleveland, 1979; 
Coughtrey et al., 1984). Su existencia y estabilidad están primordialmente 
determinados por factores ambientales (la química del medio, los agentes 
complejantes y la cantidad de materia en suspensión) (Cleveland, 1979). Los 
estados de oxidación más comunes en la fase acuosa son el Pu (V) y Pu (VI) 
(Cleveland, 1979; Coughtrey et al., 1984). 
2.7.2.2. Interacción con las Partículas en Suspensión 
Los isótopos de plutonio con estado de oxidación III y IV son los más comunes 
en los sedimentos. Lo anterior se debe a que Pu (III) y Pu (IV) tienen la 
característica de ser relativamente insolubles en soluciones acuosas, y por 
consiguiente presentan una fuerte tendencia a fijarse a las partículas en 
suspensión de la columna de agua, lo cual los lleva a incorporándose a los 
sedimentos (Nelson y Lovett, 1981; Coughtrey et al., 1984). Además son fuertes 
formadores de complejos con aniones que contienen oxígeno (óxidos, 
hidróxidos, fosfatos, carbonatos y sulfatos) y fluoruros (Sholkovitz, 1983). 
 
2.8. Espectrometría Alfa 
La mayoría de los isótopos de Pu, incluyendo 238Pu, 239Pu y 240Pu, son emisores 
de partículas alfa (anexo I), y sus actividades específicas pueden ser 
determinadas a partir de la técnica de espectrometría alfa (Burcham, 1974). 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
17 
 
La espectrometría alfa es una técnica radioanalítica ampliamente utilizada 
por su alta sensibilidad, debida a su alta eficacia de conteo y bajo fondo 
intrínseco. El uso de esta técnica requiere la separación de los radionúclidos de 
interés de la matriz de la muestra, lo cual implica la disolución de la muestra; 
la adición de un isótopo del elemento de interés cuya actividad es conocida 
(trazador) para cuantificar la recuperación del elemento en el proceso, ya que al 
ser isótopos del mismo elemento, el comportamiento químico es el mismo; el 
aislamiento de los radionúclidos de interés presentes en la muestra y del 
trazador; y la preparación de una fuente de medida, usualmente un disco de 
acero o plata sobre el cual se deposita el radionúclido a analizar (Burcham, 
1974). 
La medida de la actividad de un radionúclido se deriva del número de 
desintegraciones que dicho radionúclido emite en un tiempo dado. La unidad 
en la que se mide la radiactividad en el sistema internacional es el Bequerelio 
(Bq), que es equivalente a una desintegración por segundo. La cuantificación de 
la actividad de una muestra requiere de la determinación de los parámetros de 
la propia muestra (T, λ y la superficie de la sección transversal del núcleo y la 
fecha de muestreo), la actividad de fondo de los detectores y la actividad con 
que contribuyen los reactivos y/o material de laboratorio (blanco analítico). 
Conocida el área neta de los picos de 239+240Pu y el trazador (242Pu) en el 
espectro, la actividad de una muestra viene dada por la ecuación (Aggarwal et 
al., 1987; Sanchez-Cabeza et al., 2012): 
m
FC
A muestramuestra


 (1) 
donde Amuestra es la actividad del radionúclido de interés (239+240Pu, Bq kg-1); 
Cmuestra es la tasa de cuentas respecto al tiempo del radionúclido de interés (cps 
-cuentas de 239+240Pu por segundo-); F es la tasa de cuentas respecto al tiempo 
de fondo (cps -cuentas de 239+240Pu por segundo-); Ω es el ángulo sólido entre el 
detector y la fuente de Pu (°); ρ es la recuperación del proceso radioquímico; y 
m es la masa (kg) de la muestra analizada. 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
18 
 
La actividad del trazador se determina por la misma ecuación (1) y bajo la 
suposición de que la recuperación química de la muestra y del trazador es la 
misma, se puede calcular la actividad de la muestra a partir de la ecuación de 
dilución isotópica (Aggarwal et al., 1987; Sanchez-Cabeza et al., 2012): 
m
A
N
N
A trazador
trazador
muestra
Pu240239 (2) 
donde Amuestra es la actividad del 239+240Pu en la muestra (239+240Pu, Bq kg-1); NPu-
239+240 son las cuentas del máximo de 239+240Pu (cps); Ntrazador son las cuentas del 
máximo del trazador (cps); Atrazador es la actividad del trazador (Bq kg-1) añadido 
al inicio del proceso radioquímico; y m es la masa de la muestra analizada (g). 
242Pu es un trazador adecuado para la determinación de 239+240Pu y 238Pu 
porque presenta ventajas ante otros isótopos de Pu: i) sus energías de emisión 
están lo suficientemente separadas de las de los isótopos 238Pu, 239Pu y 240Pu, 
de tal manera que se evita el solapamiento de picos, por las colas de baja 
energía; y ii) no tiene descendientes que interfieran energéticamente con los 
picos de 238Pu y 239+240Pu en el espectro (Merino, 1997). 
 
3. 239+240Pu COMO ALTERNATIVA PARA 
CORROBORAR FECHADOS RECIENTES 
La utilización de 239+240Pu como marcador cronoestratigráfico ofrece varias 
ventajas sobre las medidas de 137Cs: (1) Los isótopos de Pu son relativamente 
inmóviles tanto en ambiente marino como lacustre (Sholkovitz, 1983), a 
diferencia del 137Cs que tiene un alto potencial de movilidad diagenética que 
reducen la utilidad de este marcador temporal para corroborar los fechados con 
210Pb (Appleby 2001; Corcho et al., 2014); (2) la medida de la actividad de Pu 
por espectrometría alfa (o espectrometría de masas) tiene mayor sensibilidad 
que la medida de 137Cs por espectrometría gamma (Hancock et al., 2011);(3) la 
determinación de Pu por espectrometría alfa es mucho más barata que la 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
19 
 
determinación de 137Cs por espectrometría gamma, considerando el costo de los 
detectores gamma y el consumo de nitrógeno líquido requerido para el 
enfriamiento del sistema; y (4) el periodo de semi-desintegración de 137Cs es de 
30.08 años (IAEA, 2015), de tal manera que, aproximadamente el 70% de 137Cs 
depositado a partir de las pruebas de armas nucleares atmosféricas ha decaído 
(Corcho et al., 2014) y en algunos años no será posible detectarlo; a diferencia 
de los isótopos 239Pu y 240Pu que tienen periodos de semi-desintegración mucho 
mayores (24,110 años y 6561 años, respectivamente; IAEA, 2015). 
 
4. ANTECEDENTES 
4.1. Antecedentes a Nivel Mundial 
En diversas regiones del mundo se han analizado las actividades de Pu con el 
propósito de corroborar fechados recientes de 210Pb. 
El primer estudio de Pu como marcador estratigráfico fue realizado por 
Goldberg et al. (1977), quienes realizaron las cronologías de 210Pb en 
sedimentos de la bahía Narragansett y las corroboraron con el perfil de 
239+240Pu y un horizonte temporal asociado al huracán de 1954. El perfil de 
239+240Pu no mostró un máximo bien definido que podría estar relacionado con 
el máximo depósito global originado por las detonaciones atmosféricas de 
armas nucleares; no obstante, el hallazgo de actividades detectables 239+240Pu 
en secciones profundas del núcleo (correspondientes a 1954 según el fechado 
con 210Pb) podría estar relacionado al inicio de las detonaciones. 
Koide et al. (1985) estudiaron las proporciones de 240Pu/239Pu en glaciares 
polares. Dado que el valor de las proporciones de 240Pu/239Pu son diferentes 
antes (0.21-0.34) y después (0.09-0.22) del periodo de moratoria (suspensión de 
pruebas nucleares entre 1958-1961; Lindahl et al., 2010) se concluyó que las 
proporciones 240Pu/239Pu se pueden utilizar como una herramienta 
cronoestratigráfica para complementar los fechados de sedimentos con 210Pb, 
137Cs o 90Sr. 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
20 
 
Yeager et al. (2004) realizaron un estudio en sedimentos del Golfo de 
México para evaluar las tasas de sedimentación y acumulación sedimentaria 
mediante el fechado con 210Pb y su corroboración con 137Cs y 239+240Pu. Se 
estimaron los intervalos de las tasas aparentes de sedimentación y 
acumulación, derivadas del modelo de fechado con 210Pb pero no fue posible su 
corroboración mediante el uso de los trazadores alternativos, debido a que las 
actividades de 137Cs no eran detectables en los sedimentos y a que la resolución 
de 239+240Pu no era suficiente como para mostrar el máximo de sus actividades 
en el perfil sedimentario. 
Ravichandran et al. (1995), Zheng et al. (2008a) y Alonso-Hernández et al. 
(2012) utilizaron las actividades del perfil de 239+240Pu, que indican el periodo de 
1963-1964, para estimar la tasa de acumulación sedimentaria en núcleos de 
sedimentos del estuario Sabine-Neches en Texas, del lago Hongfeng en China y 
del estuario de Sagua la Grande en Cuba, respectivamente. El estudio de 
Alonso-Hernández et al. (2012) concuerda con la tasa de acumulación másica 
derivada de la cronología 210Pb y 137Cs elaborada por Díaz-Asencio et al. (2009). 
Zheng et al. (2008b) realizaron un estudio sobre la distribución de la 
actividad de 239+240Pu en el Lago Chenghai, China. Los resultados de las 
actividades de Pu obtenidas presentaron un patrón de distribución similar a las 
actividades de 137Cs a lo largo del núcleo de sedimentos, en el cual se 
encuentran tres máximos bien definidos, los cuales probablemente 
corresponden al depósito global de polvo radiactivo entre 1963 y 1964, a una 
serie de pruebas nucleares chinas entre los 60s y 70s, y al depósito de las 
partículas resuspendidas de Pu provenientes del accidente de Chernobyl. 
Wan et al. (1987), Hancock et al. (2011) y Corcho-Alvarado et al. (2014) 
compararon las geocronologías de 210Pb con los perfiles de las actividades de 
239+240Pu y 137Cs en núcleos de sedimentos del lago Greifensee en Suiza, de 
sedimentos lacustres del Pacífico Sur y en sedimentos costeros de regiones 
tropicales, respectivamente. Los tres estudios concluyeron que las cronologías 
de 239+240Pu son confiables. Además Hancock et al. (2011) y Corcho-Alvarado et 
al. (2014) demostraron que las cronologías de 239+240Pu son más confiables en 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
21 
 
sedimentos costeros y marinos, ya que la movilidad del 137Cs en estos 
ambientes es alta y por lo tanto la señal es baja. Hancock et al. (2011) 
destacaron que las determinaciones de Pu, que se realizan por la técnica de 
espectrometría alfa o espectrometría de masas, tienen mayor sensibilidad que 
las medidas de 137Cs por espectrometría gamma. 
 
4.2. Antecedentes en México 
Hasta ahora, sólo se pueden encontrar tres trabajos publicados realizados en 
México, en los cuales se utiliza 239+240Pu como marcador estratigráfico para 
corroborar edades de fechados con 210Pb. 
Fernex et al. (2001) estudiaron las actividades de 210Pb y 226Ra en núcleos 
de sedimentos del lago de Chapala, evaluaron las tasas de sedimentación en el 
área con el método de 210Pb y las corroboraron con los perfiles de 137Cs y 
239+240Pu. 
Ruiz-Fernández et al. (2012) efectuaron un estudio para evaluar el impacto 
del cambio de uso del suelo y las actividades industriales en el medio ambiente 
costero adyacente del río Coatzacoalcos, mediante el análisis de un núcleo de 
sedimento de la plataforma continental del Golfo de México. El núcleo se fechó 
con el método de 210Pb y el intervalo de edades se corroboró por medio de las 
determinaciones de 137Cs y 239+240Pu. Aunque ninguno de los dos radionúclidos 
antropogénicos mostró un máximo bien definido que podría estar relacionado 
con el máximo del depósito global de ambos radionúclidos, su presencia a todo 
lo largo del núcleo, indicó que los sedimentos eran más jóvenes que el inicio del 
depósito atmosférico de ambos radionúclidos artificiales (1950s), lo cual resultó 
consistente con la edad derivada del método de fechado con 210Pb. 
Sánchez-Cabeza et al. (2014) estimaron las actividades, el flujo y la 
cronología de 210Pb en un núcleo de sedimentos del lago de Chapala (C1); y 
determinaron el perfil de actividades de 239+240Pu en un núcleo cercano (C2) que 
tiene la señal de susceptibilidad magnética idéntica al núcleo C1. Los 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
22 
 
resultados del flujo de 210Pb son comparables con los valores reportados por 
Fernex et al. en el 2001. La cronología de 210Pb se corroboró con el perfil de las 
actividades de 239+240Pu, que presentó un máximo en la sección de 30-31 cm y 
la primera detección de 239+240Pu en la sección de 40-41 cm, que, de acuerdo al 
fechado con 210Pb, corresponden a 1964-1965 y 1952-1953, respectivamente. 
 
5. OBJETIVOS 
5.1. Objetivo General: 
Implementar la metodología para el análisis de Pu en muestras ambientales en 
México, con el propósito de ser utilizado como marcador cronoestratigráfico en 
estudios de reconstrucciones históricas de cambios ambientales en sistemas 
acuáticos mexicanos. 
 
5.2. Objetivos Específicos: 
1. Poner en marcha las técnicas de: 
(a) separación de Pu mediante resinas de intercambio aniónico y 
electrodepósito en discos deplata. 
(b) análisis de Pu por espectrometría alfa. 
2. Conocer el intervalo de actividades típico de 239+240Pu y determinar el 
registro estratigráfico de actividad de 239+240Pu en núcleos sedimentarios 
fechados con 210Pb en el lago La Luna en el Nevado de Toluca, en el Golfo de 
México y en el Golfo de Tehuantepec. 
 
3. Determinar el intervalo de actividades e inventarios de 239+240Pu en los 
núcleos de suelo recolectados en Ocotlán, Jalisco; Santa María del Oro, 
Nayarit; y Mazatlán, Sinaloa. 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
23 
 
6. HIPÓTESIS 
El presente trabajo pretende contestar la siguiente pregunta de investigación: 
¿Es posible mejorar la confiabilidad del fechado de sedimentos en ambientes de 
México por el método de 210Pb, mediante la incorporación del trazador temporal 
independiente 239+240Pu? 
Con base en la información recopilada y análisis realizados se aspira demostrar 
que: 
(1) los isótopos 239Pu y 240Pu pueden ser determinados confiablemente y de 
manera rutinaria por espectrometría de partículas alfa usando detectores de 
silicio de superficie de barrera (Arnold y Kolb, 1995). 
(2) que la metodología puede ser aplicada a cualquier sistema acuático en el 
país, debido a que las actividades de 239+240Pu en México son detectables por el 
método de espectrometría alfa. 
(3) que la determinación de las actividades 239+240Pu por espectrometría alfa 
ofrece ventajas en términos de costo y de tiempo frente al análisis de otros 
métodos tradicionales de corroboración de edades recientes, e.g. 137Cs y 7Be. 
 
7. ÁREAS DE ESTUDIO 
 
Figura 10. Sitios de muestreo de núcleos de suelo (globos rosas) y de 
sedimentos (globos azules). 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
24 
 
7.1. Estudio de Núcleos Sedimentarios 
7.1.1. Lago La Luna (Nevado de Toluca) 
El lago La Luna se encuentra en el Nevado de Toluca (Volcán Xinantécatl) que 
se localiza entre las latitudes de 18° 51' 31'’ y 19° 19' 03'’ N y entre las 
longitudes de 99° 38' 54'’ y 100° 09' 58'’, su superficie es de 1,517 km2 y 
cuenta con una altura de 4,680 m. El clima en la región es templado-
subhúmedo con lluvias en verano, la temperatura promedio es de 3.7°C y la 
precipitación anual de 1,026.5 mm (INEGI, 2011). Los vientos dominantes en la 
región van del Noreste al Suroeste con una velocidad de 7.2 km/h (SMN, 2014). 
 
7.1.2. Laguna de Alvarado (Golfo de México) 
La Laguna de Alvarado se localiza al sureste del Estado de Veracruz, en la 
llanura costera del Golfo de México, entre 18°44'00" y 18°52'15" de latitud norte 
y entre 95°44'00" y 95°57'00"de longitud oeste. En la zona se presenta un clima 
cálido-húmedo, una temperatura media anual de 26.4°C y una precipitación 
media anual de 2,077.9 mm (DIGAOHM, 2012). Los vientos dominantes en la 
región van del Noreste al Noroeste con una velocidad promedio de 7.5 km/h 
(SMN, 2014). 
 
7.1.3. Golfo de Tehuantepec 
El Golfo de Tehuantepec está localizado al sureste de México, al sur del Istmo 
de Tehuantepec entre los estados de Oaxaca y Chiapas, aproximadamente entre 
14°30’ - 16°12’ N y 92°00’ - 96°00’ O. Se extiende unos 350 Km en dirección 
Este-Oeste y 80 Km en dirección Norte-Sur. Sus puntos extremos son, al este la 
Barra de Santiago, Chiapas y al oeste, Puerto Ángel, Oaxaca. El clima en la 
región varía desde cálido-húmedo hasta templado-seco, con lluvias en verano, 
otoño e invierno, la temperatura media anual oscila entre los 22° y 28°C, y el 
promedio de la precipitación total anual entre 800 y 2,000 mm (DIGAOHM, 
2012). Los vientos dominantes en la región van del Este al Noroeste (SMN, 
2014) con una velocidad de hasta 150 km/h (DIGAOHM, 2012). Esta zona es 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
25 
 
altamente productiva debido al fenómeno de surgencia que se presenta entre el 
otoño e invierno debido a fuertes vientos procedentes del noreste. 
 
7.2. Estudio de Núcleos de Suelos 
7.2.1. Ocotlán, Jalisco 
El municipio de Ocotlán se localiza al centro-este del Estado de Jalisco, en las 
coordenadas extremas de 20° 17’ 20’’ a 20° 37’30’’ latitud norte y de 102° 
35’.00’’ a 102° 50’20’’ de longitud oeste, a una altura media de 1,530 m sobre el 
nivel del mar. Su extensión territorial es de 247.70 km2. El clima de la región 
donde se localiza la cabecera municipal es semicálido con temperatura media 
anual de 18° C, con lluvias en verano. El clima del municipio es semiseco con 
invierno y primavera secos, y semicálidos sin estación invernal definida. La 
temperatura media anual es de 21°C. La precipitación media anual es de 810 
mm, con una máxima anual extraordinaria de 1,146 mm y mínima de 251.1 
mm. Los vientos dominantes en la región van de Este a Oeste (IIEGJ, 2013) con 
velocidad moderada, i.e. 35 km/h (SMN, 2014). 
 
7.2.2. Santa María del Oro, Nayarit 
Santa María del Oro se ubica al sur del estado de Nayarit, entre los paralelos 
21°05’ y 21°37’ de latitud norte, los meridianos 104°23’ y 104°49’ de longitud 
oeste; a una altitud de 1,160 msnm. El clima en la zona es semicálido 
subhúmedo con lluvias en verano, con una temperatura promedio anual de 16 
a 28 °C y una precipitación anual que oscila entre 800 y 1,500 mm (INEGI, 
2009). Los vientos dominantes en la región van del Noreste al Este con una 
velocidad que oscila entre 5 y 25 km/h (SMN, 2014). 
 
7.2.3. Mazatlán, Sinaloa 
El municipio de Mazatlán está localizado entre los meridianos 105°46'23" y 
106°30'51"O y los paralelos 23°04'25" y 23°50'22"N (Montaño-Ley et al. 2000). 
El clima en la zona es tropical, con una temperatura promedio anual de 24.7 °C 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
26 
 
y una precipitación media anual de 845.7 mm (INEGI, 2012). Los vientos 
dominantes en la región van del Suroeste al Noreste (SMN, 2014) con una 
velocidad que oscila entre 11.1 y 14.8 km/h (DIGAOHM, 2012). 
 
8. METODOLOGÍA 
8.1. Muestreo 
8.1.1. Núcleos Sedimentarios 
Para la recolección de los núcleos sedimentarios se utilizó un nucleador de 
gravedad (UWITEC™) con tubo de PVC transparente de 9 cm de diámetro 
interior (figura 11). 
 
Figura 11. Nucleador de gravedad UWITEC™. 
 
8.1.2. Núcleos de Suelos 
Los núcleos Ocotlán y SMO se recolectaron con un muestreador de suelos con 
motor de percusión de gasolina (Cobra, Eijkelkamp™) con tubo de PVC 
transparente de 46 mm de diámetro. El núcleo MZT se recolectó manualmente 
con un tubo de PVC de 4 pulgadas de diámetro. 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
27 
 
En la Tabla 1 se presentan las coordenadas y la profundidad o altura de 
los sitios de recolección de muestras. 
 
 
8.2. Preparación de las Muestras 
8.2.1. Sedimentos 
Los sedimentos se extrudieron y se seccionaron a cada cm. Las muestras se 
colocaron en charolas de plástico, se registró el peso húmedo y se congelaron 
para posteriormente secar por liofilización en un equipo marca Labconco™ 
(modelo no. 7754042). Se liofilizaron durante tres días, a 0.1 Torrs de presión, 
con una temperatura aproximada a -40°C. Una vez liofilizadas se registró el 
peso seco para obtener el porcentaje de humedad. 
 
Figura 12. Corte de núcleos de sedimentos. 
Tabla 1. Coordenadas de los sitios de muestreo. 
Sistema Latitud Longitud Profa/alturab 
Sedimentos 
Lago la Luna, Nevado 
deToluca 
19° 6'24.00"N 99°45'9.00"O 8 ma/4680 mb 
Laguna de Alvarado, 
Golfo de México 
18°47'52.32"N 95°51'28.44"O 1.5 ma 
Golfo de Tehuantepec 15°37'16.80"N 95°16'1.74"O 880 ma 
Suelos 
Ocotlán, Jalisco 20°21’21.2’’N 102°48’41.4’’O 1637 mb 
Santa María del Oro, 
Nayarit 
21°20’42.4’’N 104°41’37.0’’O 1137 mb 
Mazatlán, Sinaloa 23°17’36.2’’N 106°26’15.6’’O 14 mb 
a Profundidad de la columna de agua. b Altura sobre el nivel del mar. 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
28 
 
8.2.2. Suelos 
Los núcleos de suelos se cortaron horizontalmente y se seccionaron a cada 5 
cm los de Ocotlán y SMO, y a cada 3 cm el de Mazatlán. Las muestras se 
colocaron en charolas de plástico y se secaron en una estufa ECOCELL, modelo 
LSIS-B2V/EC 111, a temperatura <60°C durante 1 semana. 
 
Figura 13. Corte de núcleos de suelos. 
Las muestras de suelo y sedimentos se molieron en mortero de porcelana 
(excepto aquellas que se analizarían por tamaño de grano) y se conservaron en 
bolsas de polietileno hasta su análisis. 
 
8.3. Análisis de Laboratorio 
En los núcleos de sedimentos y suelos del presente estudio se determinó el 
contenido de humedad por secado en estufa (Berner, 1981); el porcentaje de 
carbono orgánico por el método de pérdidas por ignición (Dean, 1974); y el 
tamaño de grano mediante el método de difracción de rayos láser (PSEP, 1986). 
Los detalles de las técnicas se describen en el Anexo II. 
 
8.4. Separación Radioquímica de los Isótopos de 
Plutonio 
El aislamiento de los isótopos de Pu se realizó por el método de intercambio 
aniónico (Wong, 1971) y electrodepósito en discos de plata (Puphal y Olsen, 
1972) que se encuentra descrito a detalle en el Anexo III. 
 
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
29 
 
8.5. Determinación de la Actividad de 239+240Pu y 238Pu 
Mediante Espectrometría Alfa 
El análisis de sedimentos y suelos se realizó utilizando un espectrómetro 
ORTEC-AMETEK Alpha Duo y el software MAESTRO-32 (Anexo IV). Las 
medidas de los isótopos de Pu se realizaron con el objetivo de obtener 400 
cuentas en cada uno de los isótopos de Pu (para alcanzar una incertidumbre de 
5%); no obstante, para utilizar de manera eficiente los recursos instrumentales 
del laboratorio se ha determinado como límite mínimo de conteo 1 millón de 
segundos (11.6 días) por muestra (Merino, 1997). 
 
8.5.1. Estimación del Inventario de 239+240Pu 
La estimación de los inventarios totales de 239+240Pu (mBq m-2) en los núcleos de 
suelos, se realizó con la siguiente fórmula (Kubica et al., 2002): 



A
MAc
I 
donde, Ac es la actividad de 239+240Pu (mBq kg-1) de cada sección del núcleo; M 
es la masa (kg) de cada sección; y A es el área de las muestra obtenidas, la cual 
se calculó con base al diámetro del núcleo. 
Para la estimación de la incertidumbre de los inventarios totales de cada 
núcleo, se calcula la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las 
incertidumbres de los inventarios de cada sección. 
 
9. RESULTADOS 
9.1. Núcleos Sedimentarios 
9.1.1. Lago La Luna 
En la Tabla 2 se presentan las actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en los 
sedimentos del núcleo LUNA 13-IIG recolectado en el lago La Luna del Nevado 
de Toluca. El intervalo de dichas actividades fue de 6 ± 5 a 2,447 ± 268 mBq kg-
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
30 
 
1. El perfil respecto a la profundidad muestra su valor máximo en la sección de 
8 a 9 cm que, de acuerdo al modelo de edad derivado del método de 210Pb, 
corresponde al periodo entre 1959 ± 1 y 1968 ± 1 (fig. 14). 
 
Tabla 2. Actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en el Lago La Luna, Nevado de 
Toluca. 
Lago La Luna 
Nombre Profundidad (cm) Actividad U Act. 
LUNA 13-IIG 1-2 1.5 1,086 49 
LUNA 13-IIG 7-8 7.5 1,561 107 
LUNA 13-IIG 8-9 8.5 2,447 268 
LUNA 13-IIG 10-11 10.5 309 91 
LUNA 13-IIG 13-14 13.5 250 27 
LUNA 13-IIG 19-20 19.5 44 12 
LUNA 13-IIG 31-32 31.5 25 8 
LUNA 13-IIG 37-38 37.5 6 5 
 
 
Figura 14. Perfil de actividades de 239+240Pu en el lago La Luna, Nevado de Toluca. 
 
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0 600 1200 1800 2400 3000
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(c
m
)
Ac t i v i dad de 239+240P u ( mBqKg -1) 
Núcleo LUNA 13-IIG
2012
2008
2003
1998
1993
1987
1981
1975
1968
1959
1949
1922
1936
1907
1891
1874
1858
1842
1827
1808
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
31 
 
9.1.2. Laguna de Alvarado (Golfo de México) 
En la Tabla 3 se presentan las actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en los 
sedimentos del núcleo E5A recolectado en la Laguna de Alvarado, Veracruz. El 
intervalo de dichas actividades fue de 3 ± 11 a 178 ± 28 mBq kg-1. El perfil de 
las actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) respecto a la profundidad muestra su 
valor máximo en la sección de 11 a 12 cm que, de acuerdo al modelo de edad 
derivado del método de 210Pb, corresponde a 1950 ± 8 – 1958 ± 9 (fig. 15). 
Tabla 3. Actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en la Laguna de Alvarado, Veracruz. 
Laguna de Alvarado 
Nombre Profundidad (cm) Actividad U Act. 
E5A 5-6 5.5 73 15 
E5A 9-10 9.5 102 21 
E5A 10-11 10.5 90 14 
E5A 11-12 11.5 178 28 
E5A 13-14 13.5 23 16 
E5A 17-18 17.5 3 11 
 
 
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(c
m
)
Ac t i v i dad de 239+240P u ( mBqKg -1) 
Núcleo E5A
2011
2009
2007
2004
1999
1995
1991
1986
1979
1972
1966
1950
1958
1941
1931
1920
1908
1900
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
32 
 
Figura 15. Perfil de actividades de 239+240Pu en la Laguna de Alvarado, Veracruz. 
9.1.3. Golfo de Tehuantepec 
En la Tabla 4 se presentan las actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en los 
sedimentos del núcleo TEHUA X E-3 recolectado en el Golfo de Tehuantepec. El 
intervalo de dichas actividades fue de 489 ± 168 a 1,951 ± 191 mBq kg-1. Su 
perfil respecto a la profundidad muestra su valor máximo en la sección de 4 a 5 
cm que, de acuerdo al modelo de edad derivado del método de 210Pb, 
corresponde a la fecha de 1960 ± 11 (fig. 15). 
Tabla 4. Actividades de 239+240Pu (mBq kg-1) en el Golfo de Tehuantepec. 
Golfo de Tehuantepec 
Nombre Profundidad (cm) Actividad U Act. 
TEHUA X E-3 1-2 cm 1.5 539 110 
TEHUA X E-3 2-3 cm 2.5 999 218 
TEHUA X E-3 3-4 cm 3.5 1369 110 
TEHUA X E-3 4-5 cm 4.5 1951 191 
TEHUA X E-3 5-6 cm 5.5 1138 90 
TEHUA X E-3 6-7 cm 6.5 783 63 
TEHUA X E-3 7-8 cm 7.5 550 56 
TEHUA X E-3 9-10 cm 9.5 489 168 
 
 
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1
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0 500 1000 1500 2000
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id
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(c
m
)
Ac t i v i dad de 239+240P u ( mBqKg -1) 
Núcleo TEHUA X E-3
2007
1997
1985
1972
1960
1948
1935
1923
1910
1897
 
Implementación de la técnica de análisis de plutonio por espectrometría alfa, para la 
corroboración de edades en registros sedimentarios lacustres y costeros, en México. 
33 
 
Figura 16. Perfil de actividades de 239+240Pu en el Golfo de Tehuantepec. 
9.2. Núcleos de Suelos 
9.2.1. Ocotlán, Jalisco 
En la Tabla 5 se presentan las actividades (mBq kg-1) e inventarios (mBq m-2) de 
239+240Pu en las muestras de suelo del núcleo de Ocotlán. Las actividades tienen 
un intervalo de 5 ± 7 a 193 ± 123 mBq kg-1; y los inventarios de 249 ± 319 a 
9,672