Cómo hacer una radiografía usando cinta de celo

Todos hemos usado en algún momento cinta de celo. Sabemos cómo utilizarla, lo que cuesta encontrar por dónde empieza y el sonido que hace al despegarse. Pero lo que es menos conocido es que, cada vez que la desenrollas, emite rayos X. El mismo tipo de energía electromagnética que usamos para hacer radiografías.

Es más, produce suficiente radiación como para, efectivamente, hacerse una placa de rayos utilizando un rollo de celo. Lo cual es, precisamente, lo que los investigadores hicieron: radiografiar su propio dedo utilizando como fuente de radiación únicamente la cinta de celo. El resultado fue portada de la prestigiosa revista científica Nature en 2004. Y puede que no sea el descubrimiento más revelador del siglo, ni la mejor forma de radiografiar a alguien, pero habla sobre lo que es la ciencia: descubrir cosas que ni siquiera sabíamos que desconocíamos, ocultas a simple vista entre nuestras experiencias cotidianas.

Triboluminiscencia

No se trata de quimioluminiscencia, como la de esos juguetes y pinturas que brillan en la oscuridad o ante la luz ultravioleta. Lo que se encuentra detrás de esta curiosidad es uno de los fenómenos más curiosos y poco divulgados de la física: la triboluminiscencia. La capacidad de un material para producir luz al ser sometido a un estrés mecánico, esto es, deformado, partido, rozado, etc.

Lo que ocurre realmente es que se produce una diferencia de cargas eléctricas. Una zona se carga positivamente y otra negativamente, lo cual significa que hay más electrones en un lado que en otro. Como si fuera una pila, donde los electrones (partículas con carga eléctrica negativa) salen del cátodo de la pila (la parte negativa con el símbolo “-”) y viajan por todo el circuito hasta volver a la pila por el lado contrario, el ánodo (positivo indicado con su símbolo “+“) Así pues, cuando se produce una diferencia de electrones entre dos objetos, estos pueden viajar del positivo al negativo en función de lo que haya de por medio, liberando en este proceso otras partículas llamadas fotones y que conocemos bien por ser, básicamente, luz.

En el caso de la cinta de celo los propios investigadores no tienen muy claro cómo tiene lugar la triboluminiscencia, pero proponen la siguiente hipótesis. Es posible que, al despegar la cinta, la parte adhesiva que levantamos queden menos electrones que en la superficie plastificada de la cual la hemos separado, dejando la tira más positiva que el resto del rollo. Aparentemente, estos electrones viajarían del rollo a la cinta que hemos separado, liberando fotones al chocar. Estos fotones tendrían energías muy diversas, yendo desde el espectro visible (la luz que vemos) y los rayos X. Claro que el experimento no fue realizado en cualquier condición, sino en una cámara de vacío, de tal modo que los electrones pudieran viajar tranquilamente de un lado a otro sin chocar con nada por el camino y aprovechándolos así al máximo.

Con cámaras especiales han llegado a poder ver la luz que emite este proceso, mostrando que la fuente de emisión es, concretamente, el ángulo por el que se va despegando la cinta, lo cual confirma sus anteriores especulaciones. Aunque es posible que te estés planteando qué más trucos esconderá este trabajo, porque si necesitas una cámara de vacío está claro que no es del todo factible probarlo en tu casa. Tal vez la velocidad a la que hace falta despegar el celo también es prohibitiva, quizá de varios metros por segundo para que produzca suficiente energía. Pero no, de hecho, los rodillos con los que trabajaban pelaban la cinta de celo a unos 3 centímetros por segundo, lo cual no es especialmente rápido. Es algo que todos podríamos hacer en casa, aunque posiblemente no sirviera para nada.

Algo engorroso

La radiografía del dedo era en realidad un conjunto de radiografías, una puesta detrás de la otra para poder cubrir la longitud total del dedo. El motivo principal es que estos rayos X no están dirigidos hacia donde nos interesa, como en los hospitales, cuyas máquinas son capaces de colimarlos. En este caso, alejarse de la fuente significa dejar de recibir mucha radiación, lo cual no nos interesa para hacer una radiografía. El problema es que, si decidimos acercarnos demasiado, el ángulo en el que seremos irradiados también será bastante estrecho, cubriendo solo una pequeña parte de nuestra superficie.

Los fotones de estos rayos X viajarán más o menos en línea recta hasta llegar a nuestro cuerpo. Entonces, en función del material con el que se crucen empezarán a desviarse de su trayectoria. Algunos tejidos son más fáciles de atravesar, como la grasa, con gran contenido en agua. Otros, como los huesos, son mucho más opacos a los rayos X. Así pues, del otro lado de nuestro cuerpo emergen solo aquellos fotones que han sido capaces de atravesarlo sin desviarse demasiado. Las trayectorias que han atravesado más hueso, por lo tanto, contarán con menos fotones al final de su viaje que aquellas que solo crucen músculo, y a su vez, cuanto más tejido (de cualquier tipo) crucen, más fotones serán desviados.

De este modo, solo hace falta colocar una lámina que reciba a los fotones al final de su viaje, al otro lado de la parte que hemos irradiado con rayos X. La clave está en que el material de esta lámina es capaz de oscurecerse ante la presencia de fotones, cuantos más recibe un punto de su superficie más se oscurece, indicando que la trayectoria que termina en esa parte de la imagen ha atravesado tejidos más o menos radiotransparentes. Por eso, aunque la radiografía no sea especialmente buena ni esté bien definida, estrictamente solo necesitamos una fuente de rayos X y una placa que reaccione a los fotones.

Lo cierto es que se trata de un experimento digno de MacGyver, aunque posiblemente, nos resultaría menos sorprendente si entendiéramos hasta que punto la triboluminiscencia es algo común. Si buceamos en la historia veremos que la conocemos desde el siglo XVII, gracias a Francis Bacon, y que se produce incluso cuando rompemos un terrón de azúcar. De hecho, si apagas las luces y esperas a que tu visión se acostumbre a la oscuridad, podrás ver que, machacando azúcar con un mortero, se liberarán destellos azules. Luz visible que debe su color a la gran cantidad de nitrógeno que compone el aire (un 78,08% para ser precisos).

Teniendo esto en cuenta, la magia del celo se presenta como un ejemplo más de lo poco que sabemos sobre el mundo que nos rodea. La ciencia no solo sobre púlsares, formas de vida primigenias o cuestiones de la más abstracta matemática. A veces el objeto de las investigaciones es mucho más humilde y cotidiano, pero igual de fascinante.

QUE NO TE LA CUELEN:

• No puedes hacerte una radiografía casera con cinta de celo (ni debes intentarlo) El resultado tendrá una calidad deplorable e incluso si consigues obtenerla te habrás expuesto innecesariamente a más radiación que si acudes a un centro sanitario con equipo y personal especializado.
• El celo es completamente seguro. Nadie se pasa el día despegando rollos enteros de cinta de celo y aunque lo hiciera, es parte de lo normal. Todo produce cierta cantidad de radiación: los plátanos, la arena de gato o incluso nuestros propios cuerpos. No hay peligro.

REFERENCIAS (MLA):

• Camara, Carlos G. et al. "Correlation Between Nanosecond X-Ray Flashes And Stick–Slip Friction In Peeling Tape". Nature, vol 455, no. 7216, 2008, pp. 1089-1092. Springer Science And Business Media LLC, doi:10.1038/nature07378. Accessed 4 May 2020.
• Xie, Yujun, and Zhen Li. “Triboluminescence: Recalling Interest And New Aspects”. Chem, vol 4, no. 5, 2018, pp. 943-971. Elsevier BV, doi:10.1016/j.chempr.2018.01.001. Accessed 4 May 2020.