Desde hace mucho tiempo atrás se ha venido utilizando los rayos X para diversas actividades que han beneficiado la ciencia y al propio ser humano, sin embargo estos rayos X conllevan también cierto peligro.

Es por eso que se investiga a profundidad como utilizar los rayos T sin que represente complejidad y costos elevados, pues sus beneficios son mucho mejores.

Leganés, una ciudad situada al sudoeste de Madrid, no es Silicon Valley. Pero desde allí también es posible alumbrar y hacer crecer una empresa de tecnología punta que se sitúe a la cabeza de la innovación en un terreno tan poco conocido hasta ahora como la radiación de teraherzios.

La empresa en cuestión es Luz WaveLabs, creada en 2013 por Rubén Criado, sobre la base de su tesis doctoral en la universidad Carlos III de Madrid. Dando por hecho que la mayoría de los mortales desconocemos las nociones mínimas de la electrónica y la fotónica como para entender de qué habla Criado cuando se entusiasma con las posibilidades de los rayos T, lo mejor es recurrir a los ejemplos comparándolos con los archiconocidos rayos X.

Estos son una forma de radiación electromagnética que puede atravesar objetos, de ahí su extendida utilización en medicida (las radiografías) y en dispositivos de seguridad para ver los contenidos de un recipiente cerrado.

El problema con los rayos X es que pueden producir alteraciones en la materia y, dependiendo de la dosis, incluso provocar cáncer en los seres humanos. Los rayos T son también radiaciones electromagnéticas con unas propiedades similares a los rayos X, pero al portar menos energía no alteran la materia y, por lo tanto, resultan inocuos.

Si hasta ahora esta radiación por teraherzios no ha sido más utilizada es porque sus costes son muy elevados, no se sabía cómo amplificar la calidad de la señal y requieren unas capacidades técnicas complejas. Unas limitaciones que pueden pasar a la historia en un futuro muy cercano si iniciativas como las de Luz WaveLabs continúan desarrollándose.

Qué son los rayos X

A comienzos del mes de noviembre de 1895, Wilhelm Röntgen, profesor de la Universidad de Würzburg, en Alemania, observó durante un experimento con tubos al vacío unos rayos invisibles que atravesaban libros y paneles de cartón haciendo brillar una pantalla fluorescente. Por desconocer su naturaleza, los llamó rayos X (como las cantidades desconocidas en una ecuación). Apenas un mes después, Röntgen usó los rayos X para tomar en una placa fotográfica una imagen de la mano de su esposa. Era la primera radiografía de la historia.

Los rayos X son radiación electromagnética que puede atravesar la piel y los músculos, pero se atenúan en sustancias más densas, como el tejido rico en calcio que compone los huesos. Por eso son una de las herramientas no invasivas más importantes para estudiar el interior del cuerpo humano. Sin embargo, no son inocuos; la exposición prolongada puede causar daños a los tejidos y a las moléculas que guardan nuestra información genética, y no son muy efectivos para diferenciar tejidos que no tienen grandes diferencias de densidad.

Los humanos evolucionamos en un ambiente donde hay niveles de radiación natural que nuestros cuerpos toleran sin dificultad. Pero al hacernos una radiografía de un brazo o una pierna nos exponemos en un instante al equivalente de tres horas de radiación natural, lo cual no es mucho. Pero una radiografía de la columna vertebral equivale a seis meses de radiación natural y una tomografía del abdomen, a tres años de radiación natural.

Estos niveles de exposición a la radiación ionizante se acumulan, y aunque no son graves para un paciente promedio, sí pueden llegar a ser considerables para pacientes que necesitan diagnósticos continuos, como por ejemplo aquellos que sufren de distintos tipos de cáncer.

Por esa razón, la medicina moderna busca continuamente alternativas a los rayos X. Y una de ella son los rayos T.

Estos también son radiación electromagnética y se los conoce bastante en astronomía; corresponden a las frecuencias de la luz en las que se estudia la emisión del polvo interestelar en las nubes de gas donde nacen las estrellas como nuestro Sol. Estas frecuencias corresponden a millones de millones de pulsos por segundo, es decir, terahercios, por lo que se les llaman rayos T, aunque los astrónomos jamás los llaman por ese nombre.

Qué son los rayos T

Los rayos T permiten detectar a distancia y sin contacto todo tipo de materiales, proporcionan gran cantidad de información de sustancias, son muy sensibles al agua y, además, se trata de una radiación totalmente segura. Sus aplicaciones prácticas pueden aportar un gran avance en terrenos muy diversos como la biomedicina, la seguridad, la ciencia (en radioastronomía o espectroscopia), análisis de estructuras y materiales, conservación de obras de arte, defensa, o telecomunicaciones, entre otros.

En la actualidad Luz WaveLabs fabrica un generador fotónico de terahercios con una calidad de señal un millón de veces superior a la mejor solución comercial existente. Pero el futuro puede deparar descubrimientos aun más interesantes asegura Criado: “Nosotros ya hemos conseguido meter gran parte de nuestro sistema en un primer chip que estamos testeando. Por ahí pasa la democratización de la tecnología. Nos abre todo un nuevo rango de información para i+d o para nuevas posibilidades en estudio de proteínas, por ejemplo. Ahora estamos viviendo el desarrollo de esta tecnología que permitirá explotar esas posibilidades”.

Los rayos T para diagnosticar el cáncer

Los rayos T se atenúan con gran facilidad en la atmósfera; por eso, los observatorios que los estudian tienen que estar en la cima de montañas muy altas, como el telescopio James Clerk Maxwell en el punto más alto de la isla de Hawái; en globos, como BLASTPol, que se lanzó desde Antártida y alcanzó una altura de vuelo de 40 kilómetros, o a bordo de un satélite, como el observatorio Herschel de la Agencia Espacial Europea. Pero pueden penetrar varios milímetros en la piel, viajando sin atenuarse en tejidos con bajo contenido de agua, como el adiposo bajo nuestra piel.

Al portar menos energía que los rayos X, los rayos T no producen mayores efectos en los tejidos y pueden utilizarse para diagnosticar tempranamente el cáncer en la piel, de boca o de seno. Probablemente, también podrían usarse en el futuro como una alternativa o un complemento a las biopsias del tejido epitelial. Sin embargo, estas aplicaciones dependen del desarrollo de fuentes de rayos de terahercios pequeñas y eficientes, algo que por el momento implica grandes costos de producción y un alto consumo de energía.

Muy recientemente, los científicos especializados en fotónica (la ciencia de la generación, control y detección de luz) han reportado considerables avances en el desarrollo de dispositivos láser en frecuencias de terahercios. Una de sus primeras aplicaciones será en el Observatorio Galáctico Espectroscopio de Terahercios (Gusto, por sus siglas en inglés), un experimento que se lanzará en un globo desde la Antártica en los próximos años para estudiar la composición de los lugares de nuestra galaxia en donde se están formando estrellas y sistemas solares.

Los rigurosos límites de energía y tamaño de este experimento inspiran nuevas soluciones para producir y medir rayos T con mayor eficiencia. Por lo menos en este caso no es una metáfora decir que mientras más aprendemos a observar los lugares a cientos de años luz de nuestro planeta, más nos acercamos a ver el universo que se esconde bajo justo nuestra piel.

Con información de El Tiempo, El País y Vodafone

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