Primera Edición: Electromagnetismo en la vida diaria

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1 Revista Universitaria de Fisica 2010 Primera Edición: Electromagnetismo en la vida diaria Universidad Nacional de Colombia Fluidos y electromagnetismo para biociencias Grupo 01 25/05/2010

2 Efectos biológicos de las ondas electromagnéticas en el ser humano Biological effects of electromagnetic waves in the human being Alarcón U. Luis F 1. Universidad Nacional de Colombia, Carrera de Fisioterapia Resumen La radiación electromagnética es la transmisión de energía mediante ondas electromagnéticas a través del espacio o a través de un medio material 1. Las ondas electromagnéticas pueden producir efectos biológicos que pueden a veces pero no siempre desembocar en efectos adversos para la salud. Es importante comprender la diferencia entre estos dos. La comunicación entre las estaciones base y los teléfonos móviles se realiza mediante ondas electromagnéticas. Otros servicios, tales como la difusión de televisión o radio también emplean ondas electromagnéticas que interaccionan con la materia transfiriendo parte de su energía a los seres vivos. Palabras clave: Radiactividad, mecánica cuántica, radiación electromagnética, radiación Ionizante, radiación no ionizante, telefonía móvil. 1. Introducción La noción de átomo, como estructura fundamental de la materia fue concebida en Grecia y predominó durante el siglo XIX, esta noción sólo continua siendo válida, desde un punto de vista operativo puramente químico, como la mínima cantidad de elemento químico que participa y conserva individualidad durante cualquier transformación de una especie química o sustancia en otra diferente. Al finalizar el siglo XIX y durante las primeras décadas del siglo XX se produjo una serie de descubrimientos y se elaboraron teorías revolucionarias que modificaron profundamente el conocimiento sobre la naturaleza íntima de los átomos. De ellos ha surgido la noción actual que considera a un átomo como un sistema dinámico constituido por un núcleo más un número determinado de electrones que cumplen a su alrededor movimientos regidos según la mecánica cuántica 5. La radiactividad consiste en la transformación espontánea de los núcleos, esto implica la redistribución de los componentes del núcleo tendiendo a buscar una estructura más estable. Esto es posible mediante la emisión de partículas y/o radiación electromagnética (fotones gamma) buscando así su estado de mínima energía. Las ondas electromagnéticas Una onda electromagnética se caracteriza por tener una amplitud, longitud de onda, energía y por su frecuencia. La frecuencia es una medida del número de veces que el campo electromagnético oscila en un segundo, la unidad de medida es el hercio. El concepto de frecuencia de la radiación es fundamental para establecer una clara distinción entre radiaciones ionizantes y radiaciones no-ionizantes. Una de las teorías físicas más revolucionarias aparecidas el siglo pasado fue la mecánica o física cuántica. Uno de sus postulados más sorprendentes es que la radiación electromagnética puede interpretarse como un fenómeno de propagación de ondas. Las ondas electromagnéticas interaccionan con la materia transfiriendo parte de su energía. La materia, que está formada por átomos y por combinaciones de éstos llamadas moléculas, puede ver alterada su estructura si la energía de los fotones asociados a una onda electromagnética es suficiente para arrancar un electrón. Un átomo o molécula al que se le ha arrancado un electrón se denomina ión. Cuando

3 se crea un ión se dice que se ioniza la materia. Otro de los postulados de la física cuántica es que este nivel de energía está cuantizado, es decir, por debajo de un cierto nivel no es posible arrancar un electrón y por tanto no se modifica la estructura de la materia. Dado que la energía es proporcional a la frecuencia, esto significa que por debajo de una cierta frecuencia no es posible ionizar la materia. En este caso se dice que las radiaciones son no-ionizantes. Cuando la frecuencia es suficientemente alta como para que la energía asociada a los fotones pueda ionizar la materia, se dice que las radiaciones son ionizantes. Son radiaciones ionizantes las que se conocen como rayos ultravioletas, los rayos X, o los rayos gamma liberados por materia radiactiva. La frecuencia de estas ondas electromagnéticas es más de 10 millones de veces superior a la frecuencia de las ondas electromagnéticas empleadas en los sistemas de radiocomunicaciones, entre los que se encuentra la telefonía móvil 5. Efectos biológicos de las ondas electromagnéticas Las ondas electromagnéticas pueden producir efectos biológicos que pueden a veces pero no siempre desembocar en efectos adversos para la salud. Es importante comprender la diferencia entre estos dos: Un efecto biológico ocurre cuando la exposición a ondas electromagnéticas causa un cambio fisiológico detectable en un sistema biológico. Un efecto adverso para la salud ocurre cuando el efecto biológico se sale del rango normal del cuerpo para poder ser compensado, y se deriva en algún tipo de detrimento de la salud. Algunos efectos biológicos pueden ser inofensivos, como por ejemplo la reacción del cuerpo incrementando el flujo sanguíneo en la piel como respuesta a un ligero calentamiento del cuerpo debido a la radiación solar. Algunos efectos pueden ser ventajosos, como la ayuda en la producción de vitamina D en el cuerpo humano. No obstante, algunos efectos biológicos desembocan en efectos adversos para la salud, como pudiera ser en este caso el cáncer de piel. Según Ramón Ordiales hay fuentes tanto naturales como artificiales que generan energía electromagnética en forma de ondas electromagnéticas. Dichas ondas consisten en campos eléctricos y magnéticos de carácter oscilante, que interactúan con sistemas biológicos como células, plantas, animales o seres humanos. Según su frecuencia y energía, las ondas electromagnéticas admiten la siguiente clasificación a efectos biológicos: radiaciones ionizantes y radiaciones no ionizantes. En las radiaciones ionizantes se trata de ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia (sobre los 2400 millones de MHz), que tienen la suficiente energía como para producir ionización (creación de partes eléctricamente cargadas, una positiva y una negativa), rompiendo los enlaces atómicos que mantienen a las moléculas unidas en las células. En las radiaciones no ionizantes: Se trata de ondas electromagnéticas de menor frecuencia que las ionizantes, que no tienen la suficiente energía como para romper los enlaces atómicos. En estas últimas se incluyen la radiación ultravioleta, la luz visible, la radiación infrarroja, la radiofrecuencia y los campos de microondas, campos de ELF (extremely Low Frequency), así como los campos eléctricos y magnéticos estáticos. Es importante decir que las radiaciones no ionizantes, aunque se trate de radiaciones de muy alta energía, jamás podrán causar ionización en un sistema biológico. No obstante, pueden producir otros efectos biológicos, por ejemplo, mediante el calentamiento y la consiguiente alteración de reacciones químicas, o induciendo corrientes eléctricas en células. Volviendo al tema de la influencia de los campos electromagnéticos en los sistemas biológicos, esta puede tener distintos efectos biológicos que pudieran desembocar en distintos efectos perjudiciales para la salud: Campos de RF (Radiofrecuencia) por encima de 1MHz causan principalmente calentamiento mediante el movimiento de iones y moléculas de agua por el medio en el que están. Incluso niveles muy bajos de radiación de este tipo producen un pequeño aumento de la temperatura local de la parte del cuerpo sometida a dicha radiación, pero este calentamiento es compensado por los procesos termoregulatorios normales del cuerpo humano, sin que

4 1 Luis Fernando Alarcón Urrutia el individuo llegue apenas a notar dicho aumento de temperatura 3. Campos de RF por debajo de MHz principalmente inducen cargas eléctricas y corrientes que pueden estimular células en individuos como nervios o músculos. Las corrientes eléctricas existen de forma natural en el cuerpo humano, como parte de las reacciones químicas propias del cuerpo humano. Si estos campos de RF inducen corrientes que exceden de forma significante el nivel normal de actividad eléctrica del cuerpo, existe la posibilidad de sufrir un detrimento en la salud 3. Aparte de las radiaciones de RF, se tienen los siguientes campos de menor frecuencia, los cuales tienen un efecto interesante sobre los sistemas biológicos: Campos eléctricos de ELF (Extra Low Frequency): Existen en presencia de carga eléctrica, y con independencia de si hay corriente o no. Apenas penetran en el cuerpo humano. Algunos estudios han sugerido una relación entre este tipo de campos con el cáncer en niños y otras enfermedades, aunque otros estudios lo niegan. Existen siempre que haya una corriente eléctrica. Penetran en el cuerpo humano sin apenas atenuación. Algunos estudios epidemiológicos lo han asociado con el cáncer, especialmente en niños, aunque otros niegan dicha influencia. Por ello, y al igual que con los campos eléctricos de ELF, se están realizando investigaciones en la actualidad para determinar el grado de influencia sobre sistemas celulares 3. La radiación electromagnética abarca un amplio abanico de fenómenos de distinta naturaleza que a pesar de formar parte de la vida diaria y la experiencia cotidiana raramente son comprendidos por la población en general. El desconocimiento de este fenómeno por parte de la población altera su percepción de peligro, bien sea con reacciones de pánico innecesarios ante irradiaciones inocuas o al contrario, subestimando el riesgo de una determinada actividad cotidiana. Por lo general, los medios enfatizan aquellas prácticas peligrosas (como la exposición prolongada al sol) pero la incomprensión general del electromagnetismo puede crear sobreprotección innecesaria, pánico injustificado e incluso la exposición a nuevos riesgos por evitar, precisamente, peligros inexistentes. 3 Las Radiaciones Ionizantes son una herramienta invaluable en el control del cáncer, tanto en diagnóstico como en terapia. Utilizadas adecuadamente dan grandes beneficios, con poco o casi ningún riesgo. Sin embargo, el uso inadecuado de las mismas puede acarrear el riesgo de exposición elevada, lo que puede producir enfermedad crónica, daño e incluso la muerte. En orden de importancia, los peligros conocidos son: deposición de material radiactivo en el cuerpo (absorción, inhalación o ingestión), exposición externa a neutrones, rayos X, gamma y beta. 2, 6 La radiactividad es un tipo muy concreto de radiación ionizante cuyo origen está en el núcleo atómico. Al contrario de lo que la gente piensa según los autores citados es un fenómeno natural y no es un producto del ser humano. De los tres tipos de radiaciones representadas (Alfa, beta, gamma) solamente la radiación gamma corresponde a una radiación electromagnética, que nunca es generada en los procesos industriales o tecnológicos habituales 3. La interacción de estas radiaciones con la materia, en ciertas circunstancias, da lugar a la emisión de neutrones y radiación X. La radiación X y la radiación gamma, las cuales consisten en entidades físicas llamadas fotones, tienen propiedades idénticas diferenciándose únicamente en su origen 5.La radiación gamma es radiación es radiación electromagnética emitida por núcleos excitados o en las reacciones de aniquilación de la materia y la antimateria. La radiación X es radiación electromagnética emitida por los átomos a través de dos tipos de mecanismos: El primero se presenta cuando los electrones realizan cambios en los niveles energéticos (llamados característicos), a este tipo de radiación se le denomina fluorescencia de radiación, el segundo mecanismo para la generación de radiación X consiste en la desaceleración de partículas cargadas (usualmente electrones) por campos coulombianos, este tipo de radiación se denomina radiación de frenado 5. La comunicación entre las estaciones base y los teléfonos móviles se realiza mediante ondas electromagnéticas. Otros servicios, tales como la difusión de televisión o radio también emplean ondas electromagnéticas. Estudios hechos sobre personas expuestas a las ondas electromagnéticas han encontrado alteraciones en el encefalograma, efectos sobre la presión sanguínea, alteración de la memoria, dolores de cabeza, aumento del estrés, aumento de la irritabilidad e incluso alta incidencia en la enfermedad de Alzheimer. Las ondas electromagnéticas de baja frecuencia producen rupturas en las cadenas de ADN, lo que produce la formación de aberraciones cromosómicas que genera el desarrollo de tumores. Según estudios las radiaciones de las ondas electromagnéticas producidas por los teléfonos celulares penetran el cerebro. La onda de modulación de baja frecuencia además de ser más penetrante es la más peligrosa, pues su frecuencia entre 2 Hz y 217 Hz se corresponde con las ondas del cuerpo humano. Lo anterior es muy importante, porque los seres vivos son sensibles a las intensidades ultrabajas de los campos electromagnéticos externos, ya que las células, los tejidos, y los órganos tienen campos magnéticos que vibran en esta franja electromagentica 5. Debido a que las ondas emitidas por las antenas de las estaciones bases de los celulares, coinciden con el espectro de

5 los órganos humanos es que estas radiaciones alteran procesos tan importantes como la división celular, la comunicación intercelular y el funcionamiento de los distintos órganos. Los efectos biológicos de esta radiación son acumulativos en el tiempo y se desarrollan, incluso con emisiones de baja potencia. Por lo anterior se recomienda utilizar teléfonos de redes fijas cada vez que sea posible, dejando solo para casos de extrema necesidad el uso de la telefonía móvil para reducir la exposición a las ondas electromagnéticas, se dice que se debe evitar realizar y recibir llamadas cuando la señal sea débil o haya interferencia; ya que el teléfono celular emite mayor radiación cuando intenta comunicarse con una señal débil. 4 Por otra parte en el país es mayor el empleo del material radiactivo en diferentes aplicaciones en medicina, investigación y la industria. Como resultado del uso de fuentes radiactivas en las diferentes aplicaciones, se generan residuos radiactivos y/o fuentes selladas en desuso los cuáles requieren una gestión cuidadosa y coordinada que garantice la seguridad de las personas y el medio ambiente 5. Según el ingeniero Ruben Quintero los residuos radiactivos se refieren a materiales conteniendo o contaminados con sustancias radiactivas en niveles de actividad que las dosis asociadas con su eliminación superen los criterios de exención establecidos por la Autoridad Regulatoria y para el cual no se prevé ningún uso futuro. El manejo de este tipo de residuos debe efectuarse en forma segura de acuerdo con los criterios de seguridad radiológica vigentes. La gestión de residuos radiactivos involucra tareas como el manejo o pretratamiento, tratamiento, acondicionamiento, almacenamiento, transporte o eliminación de residuos radiactivos. El objetivo general de la gestión de residuos radiactivos es garantizar la protección radiológicade los seres humanos y del medio ambiente por períodos adecuados a cada tipo de residuo en conformidad con los principios vigentes de protección radiológica internacionales, mediante un sistema eficaz de control, gestión y evacuación que garantice la seguridad de las personas y el medio ambiente 5. Las radiaciones electromagnéticas pueden afectar gravemente a la salud de todos los seres vivos, se debe reducir los efectos nocivos de teléfonos móviles, ordenadores y televisores entre otros. Hoy en día La contaminación se ha convertido en un problema en todo el planeta, con consecuencias graves para el medio ambiente y la salud humana. En los últimos años, a los contaminantes ya conocidos se ha venido a sumar la contaminación electromagnética, como subproducto del desarrollo tecnológico masivo basado en la electricidad y las comunicaciones. De acuerdo a investigaciones realizadas por científicos internacionales los efectos adversos del electromagnetismo son: cefaleas, insomnio, alteraciones del comportamiento, ansiedad, depresión, cáncer, leucemia infantil, alergias, abortos, enfermedad de Alzheimer, malformaciones congénitas, etc. Dichos efectos están en relación con la potencia de emisión recibida y con la duración de dicha exposición, y es de tener en cuenta que la radiación electromagnética atraviesa las paredes, por lo que la única garantía es mantener una distancia adecuada. Referencias [1] ROBERT Jordi Romeu y Antonio Elías Fust (2000). Plan de comunicación sobre la telefonía móvil. En: (articulo), Universitat Politècnica De Catalunya Escola Tècnica Superior D enginyeria De Telecomunicació. Barcelona, 30 de Junio. [2] RADA E.Carlos V y Mattos Hurtado Odilia (2008). Manual de protección radiológica del grupo de medicina nuclear Instituto Nacional de Cancerología Empresa Social del Estado E.S.E. Bogotá.: p [3] ORDIALES P. Ramón (2007). Prontuario de la radiación electromagnética. En Revista el Escéptico. Pág [4] ERAS Luis y Silva, Inés. Influencia de las Ondas electromagnéticas de los teléfonos celulares en el Sistema nervioso humano estudio realizado en el U. E. Colegio San Gabriel Arcangel.. Venezuela. [5] INGEOMINAS, Torres Gerardo, Ing. Esp. Rubén Quintero, Ing. Esp. Fernando Mosos (2002). Proyecto: estrategia nacional para la Prevención, atención y monitoreo de riesgos radiológicos Curso de protección radiológica para el Manejo de material radiactivo. Bogotá. [6] R.S.Lawson (October 1999). Introduction to Radioactivity. Nuclear Medicine Department Manchester Royal Infirmary pag Autor: Luis Feranando Alarcon Urrutia luchos216@gmail.com Bachiller Academico Colegio Ramón Ignacio Avella, Aquitania (Boyacá). Mejor Bachiller Promoción Fisioterapeuta, magister en Salud Publica, Universidad Nacional de Colombia (2014). Diplomado en Gestión ambiental y Desarrollo humano sostenible. Escuela Superior de Administración Pública (2009). Interes: la política, el cine, los equipos tecnologicos y la salud.