En este proyecto se contempla desarrollar una línea de investigación básica y aplicada sobre alimentos irradiados, utilizando los policristales minerales de cuarzo y feldepatos potásicos y sódicos contenidos de manera natural en los alimentos de origen vegetal. Se considerarán condimentos, especias, hierbas aromáticas deshidratadas y frescas de origen Mexicano que tienen alto consumo en el país. Esos poliminerales en los alimentos son normalmente de tipo policristalinos y contienen trampas con distintas energías de activación asociadas capaces de atrapar defectos como cargas generadas por la ionización de la radiación ionizante gamma en el medio policristalino. A su vez los defectos atrapados en la banda gap pueden excitarse mediante estimulación óptica o térmica, a la primera se le conoce como estimulación ópticamente estimulada (OSL) y la segunda como luminiscencia térmicamente estimulada (TL). Ambas emisiones luminiscentes ocurren siempre que el material policristalino o sólido cristalino hayan sido expuestos a ciertas dosis, desde dosis relativamente bajas hasta altas del orden de kGy, como las que interesa para fines de aplicación en preservación y esterilización de alimentos de alto valor comercial y consumo. Las muestras a estudiar serán Comino, Pimienta negra, Orégano, Clavo, Pimentón rojo, Chile guajillo, Flor de Jamaica, Hierbabuena,y el Cilantro, todos deshidratados. a).- En la parte de investigación básica se pretende estudiar para cada fracción polimineral de cada tipo de alimento, el mecanismo de atrapamiento vía luminiscencia por TL y OSL, así como la determinación de los parámetros cinéticos como la energía de activación, el parámetro de factor de frecuencia asociado a la liberación térmica y óptica del defecto de su trampa en el gap. Ese mecanismo de emisiones luminiscentes estimuladas, no ha sido entendido todavía y el comportamiento anómalo de la pérdida de las emisiones luminiscentes en los cuarzos, feldespatos y aun los biominerales irradiados no siempre guardan un comportamiento de luminiscencia esperado. Se desarrollará un modelo para la explicación de las propiedades del fading luminiscente, la reproducibilidad de sus señales, los efectos del medio ambiente como la luz UV de 200-400 nm, así como el intervalo de 400-1100 nm para simular un ambiente más drástico del efecto UV en las muestras poliminerales. También se considerará el efecto de luz solar del ambiente y el efecto de la temperatura ambiente en ausencia de luz para analizar la estabilidad de las señales luminiscentes. Del análisis del fading o pérdida luminiscente se buscarán emisiones de afterglow, esto es, las emisiones luminiscentes en ausencia de estimulación térmica al sistema policristalino, pues ello daría información sobre el mecanismo inicial del fading de las emisiones luminscentes que pueden presentar los poliminerales ionizados o excitados por la radiación ionizante gamma proveniente de las fuentes de cobalto-60 de los irradiadores del Instituto. Se buscará correlacionar las emisiones estimuladas TL y de OSL con la población de centros F y posiblemente centros M generados por la ionización del sistema policristalino. Así también se obtendrán medidas y se analizará el efecto térmico de alta temperatura en la destrucción de los centros mencionados e iniciar un modelo para la explicación de la relación entre la generación de luminiscencia estimulada y los defectos puntuales mencionados principalmente. Esta linea de investigación con seguridad brindará un panorama más amplio sobre el estudio de las emisiones luminiscentes estimuladas en sistemas Complejos como los poliminerales de los alimentos que por su naturaleza contienen distintas concentraciones de impurezas como iones de Cu, Fe, Mn, Al, de distintas valencias, y además con distintas composiciones de mezclas de los compuestos; feldespatos y cuarzos principalmente. En este caso, se hará investigación de la influencia de las composiciones de las mezclas sobre las emisiones luminiscentes estimuladas. para ello se harán muestras patrones puras y muestras con impurezas divalentes de Fe y Mn. Finalmente los datos serán contrastados con los obtenidos de las muestras naturales y que guarden las proporciones e impurezas similares. Pues mediciones previas con DRX y ES en el laboratorio he encontrado presencia de tales impurezas en algunas fracciones minerales. Se emplearán los métodos de DRX, SEM, y absorción atómica para determinar las concentraciones de impurezas y composiciones de las mezclas de las fracciones minerales que se obtengan. Así mismo se harán medidas de absorción, emisión y excitación de las fracciones minerales, estimulaciones ópticas en el cuarzo y los feldespatos a fin de identificar los iones responsables de las emisiones luminiscentes en el sistema policristalino. Todos los datos que se vayan obteniendo serán acumulados en una base de datos para alimentar al modelo que se desarrolle a fin de que se mejoren las predicciones del comportamiento de las emisiones luminiscentes estimuladas por TL y OSL. Seguramente se obtendrán datos e información nueva sobre esta linea de investigación que permita el desarrollo en esta área. El impacto que se vislumbra en este proyecto, sería que los datos pueden ser útiles para iniciar el desarrollo de nuevos materiales detectores policristalinos para la detección y dosimetría de la radiación ionizante y no ionizante, y puedan ser empleadas en medir dosis en los alimentos correspondientes. También la posibilidad de caracterizar los alimentos de origen vegetal provenientes de suelos ricos con distintos minerales cuya importancia estaría en el cultivo y producción en distintas regiones del país, así también la posibilidad de determinar dosis en el medio ambiente que pueda ser expuesto a la radiación, utilizando como en este caso, los vegetales del mismo medio. b).- La parte de aplicaciones de este Proyecto, es muy clara y está relacionada con la irradiación y preservación de los alimentos por radiación. Pues se justifica primero por el gran porcentaje de Mexicanos en pobreza extrema, y también por ser este proyecto uno de muy pocos dirigidos en ese sentido que la UNAM debe atender por razones justas. En el desarrollo de las aplicaciones del estudio, se pretende primero que las dosis aplicadas a los alimentos serán las mismas en la etapa de pruebas para los minerales policristalinos y amorfos que constituyen una fracción inorgánica que será separada de la fracción orgánica de los alimentos correspondientes, utilizando diferencias de densidades de las fracciones y la metodología de laboratorio que ya se tienen probadas. Se emplearían también dosis de radiación que normalmente se utilizan para sanitizar alimentos y productos comerciales con el fin de estudiar la influencia de las altas dosis en los poliminerales naturales adheridos en los alimentos mencionados, así también se analizarían las propiedades de luminiscenia estimuladas que ya se han mencionado a las dosis altas. También se determinará el efecto de distintas dosis en alimentos frescos como el Cilantro y Chile guajillo de alto consumo en estado fresco y deshidratado, con el fin de valorar el impacto positivo del uso de la radiación ionizante en los alimentos. La finalidad del presente Proyecto estará encaminado a consolidar e impulsar la investigación en esta área de física de estado sólido, en particular en el estudio de las propiedades luminiscentes, el mecanismo de generación de defectos, y los efectos de estos en los sólidos policristalinos naturales de los alimentos. Se pretende coadyuvar a mejorar la calidad y sentar las bases para la preservación de los alimentos de origen Mexicano y que son de alto consumo en el país que hoy día se irradian alrededor de 12,000 toneladas sin entender todavía la fenomenología que subyace junto al proceso por radiación de los mismos. Se pretende pues entender el comportamiento básico y de aplicación de las emisiones termoluminiscentes que presentan los sólidos que acompañan de manera natural a los alimentos irradiados con fines de preservación y esterilización para consumo humano.

Este proyecto contribuiría a la discusión para el entendimiento, que a pesar que se irradian alto volumen de productos comestibles en el país en los tres irradiadores industriales en México, del proceso básico que aún no está entendido, consolidando una nueva línea de investigación básica y de aplicación tecnológica en el área que debe reemplazar a los métodos contaminantes y dañinos a la salud y a la capa de ozono, el que debemos abandonar para el año 2015, que ya está próximo. Contribuirá a la discusión actual de los procesos básicos como la generación de los defectos provocados por la radiación y cuya recombinación luminiscente estimulada se obtiene pero que no está del todo entendida hoy día. Este proyecto representa un reto, una oportunidad, y una inversión oportuna para la investigación y formación de recursos humanos para el país, y además representa en la práctica un mejor conocimiento del proceso y en la aplicación tecnológica se traduciría en mejorar el control de las dosis adecuadas en los irradidaores del país para mejorar el proceso de irradiacón de los productos de alto consumo en México. Se mejoraría sin duda la metodología optimizando la extracción adecuada de los poliminerales de los condimentos y especias vegetales de origen Mexicano, y mejorar la detección luminiscente de los alimentos irradiados. Es muy posible que de los datos que se acumulen en un banco de información, se genere también una propuesta de nueva Norma Oficial Mexicana que vaya a limitar el criterio de dosis a los alimentos deshidratados Mexicano y cuya aplicación se traduzca en dar valor agregado a los productos para consumo y exportación. Pues el CODEX en los países de Europa no necesariamente indica los límites de dosis adecuadas a los demás productos de otros países cuyos suelos son distintos y por ende el cambio de las propiedades físicoquímicas de los productos vegetales comestibles. Dentro de esta línea de investigación, conllevaría hacia otras aplicaciones que están a la vista, como la posibilidad de detectar la dosis que han recibido los alimentos provenientes de cualquier país o irradiador comercial, detección de niveles de dosis en casos de accidentes con fuentes intensas de radiación en el medio ambiente, control de maduración de frutas frescas via retardo del proceso enzimático y cuyo potencial económico es grande en el mercado actual. Así también la desinfectación de insectos en productos sobretodo en los alimentos deshidratados que frecuentemente son deteriorados. Cabe señalar que esta nueva línea de investigación, ha despertado interés en la industria Nacional y aún de grupos académicos del país y fuera, que han estado participando en colaboración mediante proyectos de intercambio académico. Si bien se tienen métodos establecidos para la detección de alimentos irradiados en la Comunidad Europea, en México no los hay para sus productos nativos de sus suelos que difieren en contenido y proporciones de las fracciones minerales de los alimentos frescos y deshidratados de alto consumo. Finalmente podemos enumerar al menos tres aspectos importantes en que contribuiría este proyecto propuesto: a).- El estudio básico y sistemático del proceso de luminiscencia, la detección de la luminiscencia de los alimentos irradiados comercialmente y en laboratorio, así como su identificación, b).- Identificar las fracciones minerales contenidas en el alimento en el estudio, analizar los parámetros cinéticos de la fracción mineral, y analizar las estructuras de las curvas de brillo correspondientes a distintas dosis bajas y altas, del orden de Gy hasta kGy, c).- Formar un banco de datos que incluya los parámetros cinéticos y propiedades de la composición de las fracciones minerales e impurezas también, que serían de muestras de especias y condimentos colectadas en sitios de suelos ricos en cuarzos y feldespatos potásicos y sódicos. Elegiéndose las especias y condimentos provenientes de suelos de tipo volcánico así como arenoso por interés académico, y con alto impacto comercial. El banco de datos de luminiscencia tendría el objetivo de empezar a ordenar las características luminiscentes de las especias y condimentos Mexicano. En la UNAM, durante el desarrollo del proyecto permitiría posicionar a la Institución como líder en el área de propiedades luminiscentes e irradiación de los alimentos irradiados en México. Como consecuencia, ayudaría a afinar la determinación de las dosis, mediante protocolos más claros, que ayuden a eficientar el servicio de irradiaciones a la industria y a su vez facilitar más las irradiaciones de muestras diversas (desde instrumentos musicales como violines de maderas finas para desinfestarlas de termitas, liberar a libros e íconos infestados por hongos y bacterias, modificación de toxinas de venenos de animales para generar nuevas posibles vacunas, saneamiento de lodos infestados, hasta irradiación para modificación genética, por citar solo algunas aplicaciones), para más de una docena de Dependencias de la misma UNAM, y de otras Instituciones Nacionales y Hospitalarias, cuyas muestras han requerido de niveles de dosis bajas y altas para realizar proyectos de investigación de suma importancia para la salud, para la investigación científica y para la enseñanza en distintos niveles. Internamente se fortalecería la investigación en la Unidad de Irradiación en el área, dotando de un equipo de luminiscencia estimulada térmicamente propio al laboratorio para realizar estudios básicos de luminiscencia estimulada, razón para adquirir un equipo menor que permita el desarrollo del proyecto que propongo y se aprovecharía para determinación de dosis en sitios de operación, y sería de utilidad para el avance de tesis de distintos niveles, así como para la enseñanza con alumnos del proceso de luminiscencia térmicamente estimulada.