PROFESSOR RODRIGO PENNA IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS PROFESSOR RODRIGO PENNA

Professor Rodrigo Penna Sítio na internet: www.fisicanovestibular.com.br Blog: www.quantizado.blogspot.com Link para currículo no Sistema Lattes: http://lattes.cnpq.br/6150368513460565 EMAILs professorrodrigopenna@yahoo.com.br penna@nuclear.ufmg.br

Professor Rodrigo Penna INTRODUÇÃO Preservar os alimentos é uma técnica antiga. O SAL era utilizado para salgar as carnes e deu origem à palavra SALÁRIO. Durante os ciclos do Ouro e do Diamante em Minas Gerais, carne de charque vinha do sul do país em lombo de burro, trazida por tropeiros, para abastecer as minas. As grandes navegações partindo da Europa nos séculos XV e XVI eram originalmente em busca de rotas para comercializar especiarias, temperos, também usados em conservas. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br FORMAS DE CONSERVAÇÃO Enlatados. Óleo. Pasteurizados. Conserva. Desidratação. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

CULTURA DO DESPERDÍCIO Desperdício de alimentos segundo a Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo: Supermercados: 13 milhões de toneladas/ano! Feiras livres: mais de mil toneladas/dia! Frutas, verduras e legumes: ¼ de tudo o que se produz no país é jogado fora! Somadas às toneladas de sobras de restaurantes e cozinhas industriais. E mais o que jogamos fora em nossas próprias casas. Professor Rodrigo Penna

A FOME... Barriga inchada: cerca de um ano comendo pasto e farinha! Afeganistão. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna SEBASTIÃO SALGADO Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna A MISÉRIA AFRICANA Professor Rodrigo Penna

MISÉRIA E FOME: NOSSOS VIZINHOS Professor Rodrigo Penna

FOME E DESNUTRIÇÃO NO PAÍS Principais carências alimentares nas diferentes regiões. Professor Rodrigo Penna

A IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS Embora a técnica não seja nova, pode-se dizer que é novidade no país, dado o desconhecimento da população. Vítima de preconceitos, o alimento irradiado é recusado a priori por muita gente, inclusive no chamado primeiro mundo. Mas qualquer pessoa esclarecida não pode descartá-la a primeira vista em face do grave problema da fome e do desperdício, que assola nosso país e várias outras regiões do planeta. Professor Rodrigo Penna

QUADRO NORTE-AMERICANO 45 a 55% dos consumidores desejam comprar carne irradiada, para reduzir a contaminação. Aprovado pelo Departamento de Agricultura e Associação Médica (USDA e AMA). Produtos irradiados a disposição do consumidor nas prateleiras desde 1992, no estado da Flórida. Em alguns casos, como morango e cogumelos, os consumidores preferem os irradiados na proporção de até 10 para 1. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna PRINCÍPIOS FÍSICOS As radiações ionizantes, todas elas, dos Raios X aos Raios , partículas , etc, são capazes de provocar efeitos biológicos. Isto porque estas radiações, que são bastante energéticas, transferem esta mesma energia aos organismos vivos nos quais incidem. A energia pode matar e esterilizar bactérias e fungos patogênicos, tal como a famosa salmonella (aquela famosa das maioneses caseiras que vira e meche dão manchete nas tvs). Professor Rodrigo Penna

REPRESENTAÇÃO Esquema de um dos efeitos biológicos das radiações capaz de levar à morte um organismo vivo: a destruição do DNA. Transferindo uma quantidade de energia suficiente, a ruptura do DNA, que carrega o código genético, impede a reprodução do organismo e pode levá-lo à morte quando a dose de radiação atinge determinado patamar. Além da ionização que a incidência de radiação provoca, e que também tem implicações biológicas. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna EVOLUÇÃO HISTÓRICA-1 1895 - Descobrimento dos raios-X - Roentgen 1896 - Descobrimento da radioatividade - Becquerel 1896 - Estudo do efeito bactericida dos raios-X- Minck 1905- Primeira proposta documentada para uso da radiação ionizante na conservação de alimentos. Patente inglesa no. 1609 de 26 de janeiro de 1905, requerida por Appleby e Banks 1916 - Uso dos raios-X no controle de insetos - Runner 1918 - Patente americana  para uso da radiação (raios-X) na conservação de alimentos - Gillett 1921 - Uso da radiação para inativação do parasita Trichinella spiralis em carne de porco - Schwartz 1930 - Patente francesa para uso da radiação para eliminar bactérias em alimentos enlatados - Wüst 1943 - Esterilização de hamburgueres por radiação ionizante - Proctor 1948 - Uso de elétrons acelerados para conservação de alimentos, principalmente carnes - Brasch e Huber Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna EVOLUÇÃO HISTÓRICA-2 1951- Resultados de 5 anos de estudos pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology): esterização segura de alimentos e medicamentos pelo uso da radiação ionizante, sem uso de calor - Proctor e Goldblith 1950-1960 - Desenvolvimento de Programas de Irradiação de Alimentos pelos governos dos Estados Unidos, Belgica, Alemanha, Canada, France, União Soviética, Polonia, e outros 1960- Publicação dos primeiros livros sobre Irradiação de Alimentos: Rosenstock - USA e Kuprianoff e Lang - Alemanha 1963 - FDA (U.S. Food and Drug Administration) aprova para consumo humano bacon esterilizado por radiação ionizante 1967 - Introdução de alimentos esterilizados por radiação ionizante aos astronautas americanos do programa Apollo 1980 - A Organização Mundial de Saude (OMS) libera e recomenda o uso da radiação ionizante em alimentos até a dose máxima de 10kGy 1999- Liberação de doses de radiação superiores a 10 kGy pela Organização Mundial de Saude  ( WHO Technical Report Series Nº 890)  Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna EFEITOS DA IRRADIAÇÃO Inibição do brotamento em bulbos e tubérculos Retardo da maturação de frutas e legumes Desinfestação de grãos, cereais, frutas e especiarias Eliminação de parasitas (Cisticercose e Triquinose - vermes)  Redução da carga microbiana (fungos, bactérias e leveduras) Eliminação de microrganismos patogênicos (Salmonella spp e outros) Esterilização  Professor Rodrigo Penna

VANTAGENS DA IRRADIAÇÃO Processo a frio (não estraga o produto nem a embalagem). Se aplica a grande variedade de produtos e não é necessário a manipulação (contaminação). Aumento da vida útil sem alterar qualidade. Substitui produtos químicos (alguns sabidamente cancerígenos e já abolidos em alguns países: brometo de metila, o óxido de etileno e outros pesticidas). O alimento já pode estar embalado. Atinge microorganismos no interior dos alimentos, e não só na superfície. Professor Rodrigo Penna

PROCESSOS DE IRRADIAÇÃO-1 1 - Radurização Usa dose  baixas ( em média de 50 a 1000 Gy ) com a finalidade de inibir brotamentos (batata, cebola, alho,etc), retardar o período de maturação (frutas) e de deterioração fúngica de frutas e hortaliças (morango, tomate, etc) e controle de infestação por insetos e ácaros (cereais, farinhas, frutas, etc).  Professor Rodrigo Penna

2- Radicidação ou Radiopasteurização Usa doses intermediárias (de 1 a 10 kGy) com o fim de pasteurizar sucos, retardar a deterioração de carnes frescas, controle de Salmonella em produtos avícolas, etc. Professor Rodrigo Penna

3 - Radapertização ou Esterilização Comercial Usa doses elevadas (10 a 70 kGy) na esterilização de carnes, dietas e outros produtos processados. Filé e peito de peru embalados foram irradiados pela NASA (EUA) para alimentação de Astronautas. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna RADIOPROTEÇÃO DOSE ABSORVIDA, D Relação entre as unidades nova e antiga. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br LIMITES - CNEN Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br DOSES E EFEITOS 1 KGy significa uma absorção de energia igual a 1.000 Joules para cada Kg de massa. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br POLÊMICAS - ALARMISMO “O alimento irradiado dificilmente será mais seguro, considerando que passa pelo equivalente a mais de 233 milhões de raios X do tórax.” “Pesquisas indicam que alimentos irradiados têm menor valor nutritivo que os seus homólogos naturais. Por exemplo, a irradiação destrói 80% da vitamina A em ovos e 48% do beta caroteno no suco de laranja.” Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna POLÊMICA - PRÓS CDTN, Funed e UFMG pesquisam irradiação em alimentos. Já aplicada na Europa, o processo "é absolutamente seguro...” "A irradiação já é exigida em vários países importadores de alimentos.” “Esta tecnologia já vem sendo utilizada em 37 países.” "Nos Estados Unidos, propensão do consumidor para comprar alimentos irradiados aumentou de 57% para 83% graças a um campanha educativa”. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna POLÊMICA - CONTRAS “Não há consenso quanto à utilização da tecnologia, mas já consumimos esses produtos sem saber.” “Desde 1955 são realizadas pesquisas sobre a segurança da irradiação em alimentos.” “Quando alimentos contendo gorduras são irradiados, ocorre a formação de 2-DCB (2-dodecilciclobutanona), uma substância que possui propriedades citotóxicas e genotóxicas e que não é encontrada normalmente em alimentos ”. “Constatou-se, também, elevado nível de morte intra-uterina em camundongos cuja dieta continha alimentos irradiados.” Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br SÍMBOLO - RADURA NÃO ME LEMBRO DE VÊ-LO NEM SEQUER UMA ÚNICA VEZ EM NENHUM ALIMENTO, NEM EM SUPERMERCADOS, CEASA, SACOLÕES, ETC. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna EMBRARAD - OPERANTE EMBRARAD- Empresa Brasileira de Radiações Comercial e Administrativo – Rua Agostinho Togneri, 399 - CEP 04690 090 - São Paulo - SP Fone / Fax: 55 (11) 5631 2323 Unidade Operacional ver mapa – Av. Cruzada Bandeirante, 269 - CEP 06700 000 - Cotia - SP Fone / Fax: 55 (11) 4703 4917 Professor Rodrigo Penna

CTMSP - 1 O CTMSP está iniciando um trabalho de pesquisa, em conjunto com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) e a Diretoria de Abastecimento da Marinha (DAbM), para estudar a melhoria em qualidade e aumento de tempo de vida de alguns alimentos e rações especiais da Marinha, previstos para armazenagem em ambientes altamente agressivos em termos de temperatura, salinidade, umidade, etc. Foto de um irradiador no site do Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo – CTMSP. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br CTMSP - 2 - Utilização Ração para náufragos, armazenadas em balsas salva-vidas de navios; Ração de combate do Corpo de Fuzileiros Navais; Ração para uso em postos de combate dos navios da Marinha; Alimentos para uso de tropas em regiões tropicais (Amazônia); Alimentos para uso em navios com longa permanência no mar (submarinos, navios-hidrográficos, graneleiros e navios-tanque); Alimentos para uso na Estação Antártica "Comandante Ferraz"; Alimentos para pacientes imuno-deprimidos dos Hospitais Navais e outros. Vista geral do porta-aviões norte-americano Enterprise, com propulsão nuclear Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna CTMSP - 3 Ao lado a Classe russa “Typhoon”, de Submarinos Nucleares de Mísseis Balísticos, é composta pelos maiores navios do tipo já construídos, com deslocamento submerso de 26.000 toneladas. A Marinha brasileira também pesquisa a propulsão nuclear. Professor Rodrigo Penna

Irradiador industrial Dentre as máquinas que utilizam radioisótopos, o irradiador industrial é uma das mais significativas, pois, utiliza o 60Co em grande quantidade e atividade. A atividade total de 60Co atinge a 3,7 · 1016 Bq = 37 PBq (1.000.000 Curies). Ele é muito utilizado em diversos tratamentos para desinfestação e conservação de produtos alimentares, como frutas, especiarias, aves, peixes e carnes; esterilização e redução da carga microbiana de produtos descartáveis como seringas, luvas e alguns produtos médico-cirúrgicos. A fonte é constituída de cilindros metálicos contendo 60Co, encapsulados em varetas de aço inox, dispostas verticalmente numa armação retangular, semelhante a um “secador de roupa”. A instalação é constituída basicamente de um sistema de correia transportadora que carrega, do exterior para dentro da máquina, as caixas e “containers” apropriados para a irradiação, fazendo-os passar diante da fonte exposta, com uma velocidade pré-estabelecida. Cada caixa passa duas vezes pela fonte, expondo ora um lado ora outro, para aplicar, o mais homogeneamente possível, a dose nos produtos alocados em seu interior. Para realizar a irradiação, um eletromecanismo suspende a fonte, a partir do fundo de uma piscina cheia de água pura, até a posição de operação. Em qualquer outra situação, a fonte fica recolhida no fundo da piscina. Todo o conjunto contém um sofisticado e redundante sistema de segurança e é envolvido por uma espessa blindagem de concreto, constituindo uma forte casamata, dentro da qual pessoa nenhuma pode permanecer, um segundo sequer. As doses aplicadas no tratamento de frutas variam entre 0,2 e 0,4 kGy e para produtos médico-cirúrgicos na faixa de 25 kGy. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br ESQUEMA DO IRRADIADOR Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna RADIAÇÃO GAMA Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna MATERIAIS CIRÚRGICOS O processo de esterilização por radiação consiste em expor os produtos a uma fonte radioativa de Co-60, numa planta especialmente desenhada. A radiação gama mata todos os microorganismos por meio da ruptura da estrutura do seu DNA, não afetando o produto em si. Devido ao alto poder de penetração da radiação na matéria (o seu comprimento de onda é da ordem de 10-8 cm), o processo pode ser executado com os produtos já na sua embalagem final para o consumidor, e o produto pode ser usado imediatamente após o processo. A embalagem permanece selada e intacta durante o processo de esterilização, evitando o manuseio em qualquer fase e garantindo a esterilidade do produto até o momento da abertura da embalagem, ou seja, do uso. O processo não provoca aumento de temperatura, sendo uma alternativa para a esterilização de materiais termossensíveis. A radiação gama não deixa resíduos tóxicos e não induz radioatividade nos produtos, pois as energias envolvidas são insuficientes para interações com os núcleos. A interação da radiação gama Co-60 com os produtos se dá através da ejeção de elétrons das camadas externas dos átomos, causando as quebras moleculares. A resposta dos microorganismos à radiação já é bastante conhecida, o que permite a validação do processo de maneira segura, eficaz e totalmente reprodutível. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna VANTAGENS - Confiabilidade do processo - Fácil monitoramento, a única variável de controle do processo é o tempo. - Economicamente viável para pequenos e grandes volumes - Possibilidade de validação do processo segundo normas internacionais ISO 11137 e EN 552 - Não é necessária quarentena, não há resíduos - Não há necessidade de embalagem papel grau cirúrgico, a radiação penetra em qualquer embalagem - Produtos são processados sem manuseio, a radiação penetra em todas as porções do produto. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br EXEMPLOS Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

CURIOSIDADE: PEDRAS A irradiação de gemas com Cobalto-60 apenas acelera o processo de coloração, que poderia ser propiciado pela própria natureza em milhares de anos. Professor Rodrigo Penna

MDS-NORDION (fabricante) Palletron x-ray irradiator for intact pallets. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

MDS-NORDION: Cobalto-60 U N I Q U E H O R I Z O N T A L S O U R C E R A C K One of the highly innovative features of the CENTURION design is its horizontal source rack, which allows for flexible product handling.This unique design concept makes it possible for products to be very efficiently irradiated in their normal orientation, which means boxes do not require any turning or flipping to fit them into a conveying mechanism. This prevents the products from slumping or becoming damaged. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br SUREBEAM - fabricante Irradiador por feixe de elétrons. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna BIBLIOGRAFIA - 1 Coluna Vida Saudável, artigo As eleições e o desperdício de alimentos, de Jocelen Salgado, site UOL, http://www1.uol.com.br/vyaestelar/vida_saudavel06.htm em 19/02/2005. Reportagem Afegãos estão comendo grama para sobreviver, site http://planeta.terra.com.br/servicos/ecard/islamismo_especial/afeganistao_fome1.htm em 19/02/05. Revista Pangea, reportagem A miséria da política, de Demétrio Magnoli, site http://www.clubemundo.com.br/revistapangea/show_news.asp?n=162&ed=1 em 19/02/05. Site do jornalista Josué de Castro, autor de Homens e Caranguejos, site http://www.josuedecastro.com.br/port/fome.html em 19/02/05. Ensaio fotográfico Fome no Sahel, Sebastião Salgado, site http://www.terra.com.br/sebastiaosalgado/ em 19/02/05. Reportagem Alunos do Colégio Marista de Maringá visitam o lixão da cidade, site http://www.mol.org.br/noticias_home/index.cfm?not_home_cod=1968 em 19/02/05. Artigo Irradiação de Alimentos, do site NÓS E AS RADIAÇÕES, http://www.nuclear.radiologia.nom.br/inicio.htm em 21/02/05. Artigo Irradiação de Alimentos, da Revista Eletrônica CENA, editada pela USP, site http://www.cena.usp.br/irradiacao/irradiaçaoalimentos.htm em 21/02/05. Radioproteção e Dosimetria – Fundamentos, Luiz Tauhata, Ivan P. A. Salati, Renato Di Prinzio e Antonieta R. Di Prinzio, Instituto de Radioproteção e Dosimetria - IRD - CNEN ( disponível na internete e na biblioteca da escola). Reportagem CDTN, Funed e UFMG pesquisam irradiação em alimentos, de 17 de janeiro de 2005, Centro de Comunicação, UFMG, site http://www.ufmg.br/ em 19/01/05. Reportagem IRRADIAÇÃO - UM FALSO MILAGRE, revista Consumidor S.A., edição Junho/Julho 2002. Site da EMBRARAD- Empresa Brasileira de Radiações, http://www.embrarad.com.br/index.htm em 22/01/05. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna BIBLIOGRAFIA - 2 Site do CTMSP - Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo, http://www.ctmsp.mar.mil.br/index.htm em 23/01/05. Site Segurança e Defesa, http://www.segurancaedefesa.com/index.html, em 23/02/05. Artigo Engenharia Genética e Irradiação de Alimentos: Gêmeos do mal ameaçam a Segurança Global dos Alimentos, site Public Citizen, www.citizen.org/cmep , em 22/09/04. MDS-NORDION, fabricante de irradiadores, site http://www.mdsnordion.com/, em 22/02/05. IRRADIATED FOODS, Fifth Edition, e-book, site www.acsh.org e www.HealthFactsAndFears.com, em 19/01/2005. Professor Rodrigo Penna