El tecnecio es un elemento metálico que se caracteriza por ser el más ligero que no posee ningún isótopo estable. A su vez, es el primer elemento sintético que se encuentra en la tabla periódica. Es un metal plateado con estructura cristalina hexagonal compacta y cuyas propiedades físicas y químicas son similares a las del manganeso y el renio (véase la pieza mostrada en la figura 3.3).
En la década de 1860, Mendeléyev había predicho la existencia del elemento que más tarde se llamaría tecnecio, al que le asignó el nombre de ekamanganeso, de modo análogo a como nombró otros supuestos elementos desconocidos en esa fecha. En los siguientes años, muchos de los elementos que faltaban en la tabla de periódica de Mendeléyev se fueron descubriendo y caracterizando[1] , pero el elemento de número atómico 43 se resistía, y no fue hasta 1937 cuando se descubrió finalmente en Palermo (Italia) por Segrè y Perrier[2].
Esta demora se debió a que el tecnecio no podía encontrarse en la naturaleza, o al menos no en cantidades apreciables. Se trata de un elemento que se obtiene sintetizándolo mediante reacciones nucleares al igual que los elementos transuránidos mencionados en el apartado anterior. Pero, a diferencia de estos, cuya existencia se predijo en la década de 1930 y fueron obtenidos pocos años más tarde, el tecnecio se estuvo buscando durante casi 80 años. En ese periodo tan largo hubo varios intentos fallidos de aislarlo, pues, aunque se pensó varias veces que se había conseguido, en realidad se trataba de otros metales de transición. Por ejemplo, en 1908, el científico japonés Ogawa anunció el descubrimiento del elemento 43, pero muy probablemente se trataba del renio, el elemento 75, tan escaso en la corteza terrestre que fue el último elemento estable en ser aislado, en 1925.
El tecnecio se obtuvo por primera vez en 1937 mediante métodos de radioquímica al analizar la actividad de una pieza de molibdeno que había sido irradiada durante tiempos prolongados con un haz de deuterio en el nuevo ciclotrón instalado en el Berkeley National Laboratory, dirigido en aquel entonces por el profesor Ernest Lawrence. El molibdeno está constituido por siete isótopos estables en proporciones significativas que carecen propiedades radioactivas. Segrè y Perrier se percataron de que la pieza de molibdeno irradiada emitía radioactividad procedente de varios radionúclidos con periodos de semidesintegración de varios meses. Mediante un exhaustivo análisis químico descartaron la posibilidad de que esa radiación procediera de isótopos inestables de elementos de transición conocidos (molibdeno, rutenio, zirconio, etc.), asegurando en cambio que se trataba inequívocamente de isótopos con número atómico 43. Habían descubierto dos isótopos del tecnecio (el 95mTc y el 97mTc), como ellos mismos acabaron denominando diez años después a este elemento inspirándose en un vocablo de raíz griega que significa artificial.
En los siguientes años continuaron las investigaciones sobre este nuevo elemento y se describieron nuevos isótopos del mismo. Actualmente se conocen docenas de isótopos del tecnecio, como los que se muestran en la tabla de la figura 3.3. Algunos de ellos poseen tiempos de semidesintegración extremadamente largos, del orden del millón de años, como el 98Tc (4,2 millones de años), el 97Tc (2,6 millones de años) o el 99Tc (211,1 miles de años), mientras que muchos otros poseen tiempos de semidesintegración mucho más cortos que oscilan entre los pocos segundos y los pocos meses. Asimismo, podemos destacar la existencia de múltiples núcleos metaestables que se caracterizan por ser estados excitados de otros radionúclidos y que se denotan añadiendo la letra m a su número másico, como hemos visto en los casos del 95mTc y 97mTc, los primeros en encontrarse. Radionúclidos como estos poseen características nucleares muy distintas así como modos de decaimiento distintos a los de los estados no excitados correspondiente, es decir 95Tc y 97Tc. Se dice que el par metaestable excitado y el no excitado son isómeros nucleares, término que no debe confundirse con el que se usa habitualmente en química orgánica (isómeros) para referirse a compuestos con la misma fórmula molecular.
Pese a que el tecnecio es un elemento artificial y no posee isótopos estables, al tener estos muy larga vida, una vez que han sido producidos perduran en el tiempo de forma indefinida para nuestra escala temporal. Por ello se ha podido estudiar en profundidad la rica química de este elemento, que actualmente se trata como uno más de los metales de transición. Así, el tecnecio tiene una gran facilidad para formar complejos de coordinación con multitud de ligandos, como recoge K. Schwochau en una extensa monografía[3]. También es propenso a formar óxidos, haluros, calcogenuros y demás sales binarias así como otras oxosales donde el ion pertecnato (TcO4–) es el anión más habitual.
De entre todos los isótopos conocidos del tecnecio hay uno que merece una especial atención debido a su relevancia en algunas aplicaciones médicas. Se trata del 99mTc, un radionúclido cuyo periodo de semidesintegración es de 6 horas y emite radiación gamma con una energía de 140 keV. Proviene del isótopo 99Mo, un emisor β– con un periodo de semidesintegración mayor, 66 horas, como vemos en el esquema de desintegración de la figura 3.3. El 99mTc es un radioisótopo ideal para un tipo de pruebas diagnósticas por imagen médicas llamadas gammagrafías. Esto se debe a tres factores. En primer lugar, la combinación de una emisión gamma de baja energía que no es tan perjudicial para los organismos vivos con un periodo de semidesintegración corto que determina que su actividad desaparezca al cabo de pocos días; en segundo lugar, se puede obtener con relativa facilidad a partir del 99Mo, un subproducto de la fisión del 235U que se da en los reactores nucleares[4]; y en tercer lugar, como puede comprobarse en la monografía de Schwochau antes citada, existen infinidad de complejos de tecnecio que permiten que el radiofármaco inyectado se fije sobre el órgano o tejido deseado, fijación que es la clave para la obtención de la imagen.
Las gammagrafías se realizan en un dispositivo llamado gammacámara que consigue capturar imágenes de los órganos internos del cuerpo mediante un procedimiento poco invasivo. Al paciente se le inyecta una pequeña cantidad de 99mTc que se encuentra en un compuesto o complejo que se adhiere de forma específica a algún órgano (riñón, cerebro, pulmón, etc.) o tejido (óseo, tumoral, etc.). Mediante un sistema de detectores de radiación gamma se puede construir una imagen bidimensional gracias a la radiación emitida por los órganos o tejidos afectados por el radioisótopo. A partir de varias proyecciones o cortes bidimensionales se puede realizar una reconstrucción tridimensional que se denomina tomografía computarizada por emisión de monofotones (SPECT, en sus siglas en inglés).
Gracias a esta técnica se genera una imagen o gammagrafía que puede ser de utilidad en el diagnóstico de muchos tipos de enfermedades, ya que permite un análisis de carácter funcional (circulación sanguínea o linfática, funcionamiento de tiroides, riñones, etc., o aparición y evolución de tumores) que complementa el análisis anatómico obtenido en las radiografías. En la figura 3.4 podemos ver un ejemplo de gammagrafía ósea donde se usa un complejo con ligados hidroximetilendifosfonatos (99mTc-HMDP) y realizada a un paciente que presenta lesiones en la parte izquierda de las costillas, claramente visibles en la gammagrafía. Después de un tratamiento de quimioterapia los tumores remiten y dejan de observarse en la imagen.
Estas técnicas de imagen se integran en una disciplina médica que recibe el nombre de medicina nuclear; se estima que el radioisótopo 99mTc está presente de alguna forma en el 80% de las pruebas que se realizan a nivel mundial en esta especialidad. Hay que destacar que los radiofármacos de 99mTc empleados en las gammagrafías deben sintetizarse en el hospital debido a su corto periodo de semidesintegración. Para ello se utiliza un generador de 99mTc como el que se muestra en la figura 3.4, que consta de una columna de cromatografía que permite extraer el 99mTc en forma de pertecnato a partir del 99Mo que está disuelto en forma de molibdato. El periodo de semidesintegración del 99Mo es lo suficientemente largo como para que se pueda transportar este isótopo, aunque haya que hacerlo diariamente.
Por último, es interesante mencionar que, aunque se dice que el tecnecio es un elemento artificial y no se encuentra en la naturaleza, estrictamente hablando sí puede encontrarse en la corteza terrestre en trazas detectables como producto de la fisión espontánea del 238U, aunque sea en proporciones extremadamente bajas. Pese a que esta cantidad de tecnecio es insignificante en comparación con la que se obtiene como subproducto en las centrales nucleares, lo que sí es de interés en investigación es conocer la distribución y localización exactas de los isótopos de tecnecio en el ambiente[6]. También se ha detectado la presencia de tecnecio en las estrellas, lo que alimenta la teoría de que estas se han podido formar a partir de elementos pesados.
[1] Hay que tener en cuenta que Mendeléyev también hizo predicciones incorrectas de elementos que no se llegaron a descubrir nunca.
[2] C. Perrier y E. Segrè. Nature 140 (1937) 193. https://doi.org/10.1038/140193b0; C. Perrier y E. Segrè. J. Chem. Phys. 5 (1937) 712. https://doi.org/10.1063/1.1750105.
[3] K. Schwochau. Technetium: Chemistry and Radiopharmaceutical Applications. Wiley-VCH (2000).
[4] Puede obtenerse también a partir de la irradiación con neutrones del isótopo estable 98Mo, de forma similar a como lo hicieron Segrè y Perrier inicialmente, pero este método no es el más eficiente.
[5] K. Mado et al. World J. Surg. Oncol. 4 (2006) 3. https://doi.org/10.1186/1477-7819-4-3.
[6] M. García-León. J. Nucl. Radiochem. Sci. 6 (2005) 253-259. https://doi.org/10.14494/jnrs2000.6.3_253.
Este texto pertenece al libro:
Carlos Romero Muñiz, José M.ª Gavira Vallejo: Noventa materiales de ingeniería para la enseñanza de Física y Química. Triplenlace.com, 2025. https://triplenlace.com/aula-libros/90mi/ .
