Resumen La radiación electromagnética es la transmisión de energía mediante ondas electromagnéticas a través del espacio o a través de un medio material






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Revista

Universitaria

de Física



Primera Edición: Electromagnetismo en la vida diaria

2010

Universidad Nacional de Colombia

Fluidos y electromagnetismo para biociencias Grupo 01

31/05/2010

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Revista Universitaria de Física

Grupo 01 - Número de lista 1



Efectos biológicos de las ondas electromagnéticas en el ser humano

Biological effects of electromagnetic waves in the human being


Alarcón U. Luis F1.

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 cuántica5.

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 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 móvil5.
Efectos biológicos de las ondas electromagnéticas
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.

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.

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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 termo-regulatorios normales del cuerpo humano, sin que el individuo llegue apenas a notar dicho aumento de temperatura3.

  • 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 salud3.

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 celulares3.

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 habituales3.
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 origen5.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 frenado5.
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 electromagentica5.
Debido a que las ondas emitidas por las antenas de las estaciones bases de los celulares, coinciden con el espectro de 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. 6-99...

[3] ORDIALES P. Ramón (2007). Prontuario de la radiación electromagnética. En Revista el Escéptico. Pág. 40-51.

[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 1-20.
dibujo

Autor: Luis Feranando Alarcon Urrutia

Email: luchos216@gmail.com

Bachiller Academico Colegio Ramón Ignacio Avella, Aquitania (Boyacá). Mejor Bachiller Promoción 2006.

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.





Revista Universitaria de Física

Grupo 01 - Número de lista 3

Efectos de las ondas electromagnéticas en el sistema nervioso

Effects of Electromagnetic Waves in the Nervous System

Luis Alberto Cárdenas Montaña

Universidad Nacional de Colombia

Resumen

El sistema nervioso es sensible a un amplio rango de ondas electromagnéticas. Estas radiaciones pueden afectar nuestro sistema nervioso. También un efecto sobre las corrientes de Ca2+ a través de la membrana neural, alteraciones del sueño, alteración del comportamiento de las personas.
Palabras claves: Corrientes de Ca+, Ondas electromagnéticas.



INTRODUCCIÓN

cerebro


El sistema nervioso (sn) es el encargado de transmitir señales el todo el cuerpo a través de impulsos eléctricos, utilizando células que utilizan variaciones de potencial eléctrico. Por esto el sistema nervioso es altamente sensible a alteraciones producidas por ondas electromagnéticas. Por lo cual se puede ver afectado por la presencia de ondas electromagnéticas, en especial las microondas emitidas por antenas y teléfonos celulares.


MODELOS EXPERIMENTALES

Los modelos experimentales utlizados para llevar acabo deben cumplir los siguientes requisitos:


  1. La exposición debe ser a un campo con características similares al que realmente se exponen las personas como son las radiofrecuencias (100 KHz-30GHz), en las que se encuentran las microondas, ondas de televisión, satélites etc.




  1. Cuando se utilicen animales el modelo debe considerar la tasa de absorción en el tejido nervioso de l animal debe ser igual ala que tendría el cerebro del ser humano expuesto a las ondas o campo electromagnético.




  1. Debe haber un bajo nivel de exposición de las ondas al organismo de animal.



  1. El nivel de estrés derivado del experimento debe ser lo mas reducido posible para el animal sometido a la experimentación.


EFECTO DE LAS ONDAS ELECTROMAGENTICAS SOBRE LAS NEURONAS.
Los campos magnéticos (0.5Hz-18Hz) pueden tener efectos positivos como la regeneración de fibras nerviosas amputadas. Otros estudios sobre la actividad unitaria de neuronas demostraron que los campos electromagnéticos inducían un incremento de la actividad de neuronas hipotalámicas, mientras que en las neuronas reticulares presentaban una respuesta de tipo inhibitorio. Estudios en la década de los 70 demostraron que las ondas u campos electromagnéticos como los de radiofrecuencia modulada y bajas frecuencia incrementan la capacidad del flujo de Ca2+ a través de la membrana celular y neuronas. Estudios hechos en humanos sometidos a campos electromagnéticos de alta frecuencia como los transmitidos por teléfonos celulares han sugerido que existe un aumento de la liberación de neurotransmisores, producido por efecto calórico producido por la exposición a estos campos. Por lo tanto todos los estudios coinciden que las ondas y campos electromagnéticos provocan un aumento de la actividad encefálica.

EFECTO DE CAMPOS ELECTROMAGNETICOS EN NEUROFISIOLOGIA HUMANA

Los teléfonos celulares emiten un campo electromagnético que oscila entre los 900MHz y los 1800MHz, los cuales penetran la piel y el hueso del cráneo permitiendo que parte de la radiación electromagnética sea absorbida por el cerebro. Por lo tanto es posible que la exposición a ondas electromagnéticas afecte la actividad cerebral, los estímulos auditivos y el comportamiento. En los estudios de comportamiento se ha evidenciado que cuando una persona se es sometida a campos electromagnéticos se acorta el tiempo de respuesta a estímulos simples y tares de vigilancia y se reduce el tiempo de análisis a tares aritméticas y tareas de memoria.
En los estudios hechos en seres humanos expuestos a ondas de alta frecuencia, se han encontrado alteraciones en el electroencefalograma, efectos sobre la presión sanguínea, alteración de la memoria, dolores de cabeza, aumento del estrés, aumento de la irritabilidad y una alta incidencia en la enfermedad de Alzheimer.

MÁS EFECTOS DE LAS ONDAS EN EL CUERPO HUMANO



  • Debido a que las ondas emitidas por las antenas de las estaciones bases de celulares, coinciden con el espectro de 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.




  • Lo más grave de este tipo de radiación es que sus efectos biológicos son acumulativos en el tiempo y se desarrollan, incluso, con emisiones de baja potencia, cuando la exposición es por un período de tiempo largo, recordemos que en este momento estamos expuestos a estas radiaciones electromagnéticas las 24 horas del día y los 365 días del año.



MEDIDAS DE LAS EMPRESAS DE TELEFONIA CELULAR

Debido a esto el daño que provocan los teléfonos celulares se replica en los edificios con antenas en azoteas y en las viviendas cercanas a este tipo de antenas.


  • Las empresas de Telefonía Móvil, miden la densidad de la potencia emitida, por las antenas de las estaciones de celulares, en el rango que está comprendido entre los 50 MHz y los 2000 MHz, pero este tipo de equipos emiten distintos tipos de ondas electromagnéticas.




  • La onda portadora: que tiene una frecuencia entre 900 MHz y 1800 MHz, aunque para poder transmitir imágenes y tener conexión a Internet los celulares más modernos necesitan frecuencias de hasta 2200 MHz por ahora.


CONCLUSIONES

Algunas ondas electromagnéticas son capaces de potenciar la regeneración de fibras nerviosas lesionadas.
Las ondas electromagnéticas de alta frecuencia como la de los teléfonos celulares incrementa la actividad cerebral.
Las respuestas a estímulos simples son más rápidas, cuando el cerebro es sometido a ondas de alta frecuencia.
La exposición a ondas electromagnética puede alterar el sueño y provoca irritabilidad en el individuo.
Solo exposiciones continuas y a muy largo plazo pueden causar daños y alteraciones a la salud.


BIBLIOGRAFIA

Blackman CF. Campos eléctricos y magnéticos ELF: Efectos biológicos y posibles mecanismos. En: Ondas Electromagnéticas y Salud. Gil.Loyzaga y Pobeda. Cap. 7. (2001)
Frey AH. Electromagnetic field interactions with biological systems. FASEB journal.

http://OMS.org/ondas_electromagneticas.

Luis Alberto Cárdenas Montaña

Estudiante: Química Farmacéutica

Código: 121899

G5NL3

Universidad Nacional de Colombia.

18/Mayo/2010







Revista Universitaria de Física

Grupo 01 - Número de lista 5

El electromagnetismo en la terapia fisica

Arelis fajardo villafaña
Facultad de medicina, departamento del movimiento, corporal humano y sus desórdenes

Mayo de 2010

Resumen

Los medios físicos que toman como fundamento las propiedades del electromagnetismo se consideran mucho en la actualidad; ya durante años se creyó que en el organismo los fenómenos eléctricos se limitaban solo a los tejidos excitables, como nervio y músculos y la electroterapia influenciaba sobre ellos de manera artificial. Hoy se cree que todos los procesos vitales están regulados por campos electromagnéticos lo cual amplia el rango de aplicación de la electroterapia sobre todo para aceleración de los procesos de cicatrización y osteogenesis. Las posibilidades de aplicación cuentan además con una gama de tipos de corriente terapéutica como son galvánica, galvánica interrumpida, baja frecuencia con pulsos, frecuencia media, alta frecuencia, entre otros.
Palabras claves: corriente eléctrica, electroterapia, tejido


1. Introducción

En los años ochenta Becker revoluciono los conceptos de la aplicaciones de la electroterapia al afirmar que los procesos vitales están controlados por campos electromagnéticos lo cual amplio las aplicaciones de la electroterapia.

La aparición de nuevas tecnologías (laser, magnetoterapia, biofeedback, etc.) ha ampliado aún mas el campo de acción de la electrología medica, lo que a su vez implica un mayor control científico. Aunque los impulsos eléctricos pueden ejercer una acción terapéutica directa (estimulación eléctrica), la energía eléctrica puede transformarse en calor, ello constituye una modalidad de termoterapia profunda, corriente de alta frecuencia como onda corta y microondas, también la corriente eléctrica constituye una fuente de energía para la producción de otros agentes terapéuticos

como ultrasonidos, radiaciones fototerapias, y campos magnéticos fijos o variables.

Fue Luigi Galvani (1737-1798) el primero en investigar sobre las corrientes nerviosas y la contracción muscular en las patas de rana y la anguila eléctrica con las que ensayaba a cargar la botella de Leyden; empleaba una horquilla con un diente de cobre y uno de hierro con los cuales tocaba el nervio y el musculo de la pata de rana. La pata se contrae a cada toque y galvani queda convencido de que el hecho guarda relación con lo observado en la anguila eléctrica y lo que interpreta es que podría haber una electricidad propia e inherente a los tejidos vivos. Aquí surgen todos los estudios de electrofisiología desarrollados por diversos científicos.


TIPOS DE CORRIENTE
CORRIENTE GALVANICA o continua corresponde a un flujo ininterrumpido y unidireccional de electrones, cuya intensidad es constante para un conductor determinado, es decir que la resistencia se mantiene fija. La polaridad de la corriente puede ser positiva o negativa, la intensidad varia entre un mínimo que no es cero y un máximo, también ser sinusoidal.

El paso de la corriente continua a través del cuerpo no se hace solamente por conducción, como a lo largo de un conductor metálico, sino por desplazamiento de cargas eléctricas. En cuanto a sus características físicas la corriente galvánica es de baja tensión, de entre 60 y 80V, y de baja intensidad, máximo 200mA.

En la aplicación de la corriente galvánica se distingue la fase de cierre del circuito, en que la corriente aumenta su intensidad de modo mas o menos brusco, hasta alcanzar la previamente establecida; la fase o estado estacionario, de intensidad constante que constituye la autentica corriente galvánica, y la de apertura del circuito, al final de la aplicación, en la que la intensidad de la corriente desciende a cero.
EFECTOS BIOFISICOS

El flujo de corriente eléctrica a través de un medio biológico conductor origina tres efectos básicos: electro termal, electroquímico y electro físico. El efecto electro termal se da por el movimiento de partículas cargadas que en un medio conductor produce micro vibración de dichas partículas cuya fricción causa el calor, la cantidad de calor producido se describe por la ley de Joule:

Q = 0,24 x R x I² x t

Donde Q es la cantidad de calor en calorías, R es la resistencia de la zona atravesada, I la intensidad de la corriente y t es el tiempo de paso de la corriente en segundos. La elevación de la temperatura es de 2 o 3 grados lo cual no es muy relevante, sobre todo si el medio es muy frio. El efecto electroquímico se da por la disociación de los electrolitos de los fluidos que son capaces de conducir la corriente eléctrica en virtud de la migración de los iones disociados por el fenómeno de electrolisis que tiene lugar si el campo eléctrico tiene siempre el mismo sentido, las partículas que se polarizan forman nubes de carga eléctrica al rededor de los electrodos.

Los cambios químicos ocurridos durante una reacción electrolítica se rige por las leyes cuantitativas o de faraday que ilustra la siguiente figura:




El ejemplo demuestra las leyes d e la electrolisis de faraday. Al pasar una corriente continua a través de una solución de nitrato de plata, sulfato de cobre y cloruro de aluminio. La primera ley de faraday dice que la cantidad de metal depositado depende de la cantidad de corriente eléctrica, la segunda ley habla de la velocidad de deposición de los metales se depositan primero los de mayor afinidad con las cargas eléctricas.

La CONDUCTIVIDAD eléctrica depende del contenido de agua y electrolitos de los tejidos. El musculo y el cerebro muestran mejor conductividad, mientras que los tendones y las fascias tienen mayor resistividad.

El cuerpo humano se compone en casi un 80% de agua y electrolitos y se comporta igual que el experimento los mas afectados son el cloruro de sodio y el calcio.

Efectos electro físico: estos no causan alteración molecular de los iones, repercuten en las moléculas cargadas eléctricamente en el organismo como son proteínas, lipoproteínas, etc. que con el paso de la corriente galvánica pueden migrar si hay una polarización definida, sin producir cambio en la configuración molecular.

De la polarización de las moléculas o electrolisis se deduce la principal aplicación de la corriente galvánica que es la iontoforesis que consiste en la introducción en la epidermis y mucosas de iones fisiológicamente activos, aplicados tópicamente mediante la corriente galvánica.

CORRIENTE FARADICA
Ejerce una acción excito motora sobre el musculo normal, devolviendo en algunos casos la conciencia de la contracción muscular, por ejemplo después de una larga inmovilización.
ELECTROMIOESTIMULACION.
Consiste en inducir potenciales de acción en células excitables, musculares o nerviosas, mediante la aplicación de un campo eletrico.se consideran parámetros como la elección de la corriente, su intensidad, la cantidad de energía y el tiempo de aplicación. El conjunto de los mismos debe dar una corriente que provoque una contracción óptima requerida sin que represente peligro alguno para el paciente. La determinación de la corriente optima se calcula con la expresión Q = I x t; que relaciona cantidad de cargas eléctricas (Q) proporcionada por la corriente, intensidad de la corriente (I), tiempo de paso de la corriente. Esta formula nos permite relacionar directamente la cantidad de cargas necesarias para inducir un potencial de acción y el tiempo de aplicación de la corriente cuya formula es: Q = q +it en donde q puede expresarse como el valor de Q cuando t=0; al desarrollar esta formula se obtiene I = q + it; esta última expresión establece la relación entre la intensidad de la corriente y el tiempo de aplicación para estimular el musculo. La intensidad de la corriente entonces esta dada como la carga total que atraviesa a una superficie, cerrada o abierta, en la unidad de tiempo.


La corriente modifica los intervalos de los potenciales de acción evocados por el musculo normal que aparece como en la figura:




Lo que hace la electro estimulación es sustituir el impulso nervioso voluntario para desencadenar el mismo mecanismo e inducir una contracción muscular pasiva; la diferencia entre ambos modos de contracción activo y electro inducido reside en el hecho de que en activo las unidades motoras funcionalmente activas alternan, mientras que por electro estimulación, la activación de las unidades motoras es sincrónica. Además, durante una contracción voluntaria primero se activan las fibras I mientras que con el electro estimulación se activan primero las fibras II.

Las células musculares se comportan según el diseño de un circuito como indica la teoría de Nerst:



sobre los potenciales de acción de la célula; como muestra la figura en (a) la célula en estado de reposo, que corresponde a tener abierto el interruptor S. las batearías Cl y K mantienen una diferencia de potencial de – 85 mV entre el interior y el exterior de la célula y (b) que representa el potencial de acción en que se hace permeable a los iones Na, lo cual cierra el interruptor S. es la batería Na que pone el interior de la célula a unos +60 mV con respecto al exterior.

Esta relación se puede calcular con la siguiente expresión:

C = ϵA/4ꙦπKd

Donde A es el área de las membranas que actúan como condensador; d la distancia que las separa y K la constante eléctrica.
Dosificación de la corriente: esta condicionada por el tamaño de los electrodos los cuales dependen del tamaño de la zona a tratar, la intensidad de la corriente, el tiempo de aplicación y la tolerancia individual de paciente.

La intensidad de corriente para electrodos pequeños oscila entre 1y 5 mA/cm²; para electrodos grandes esta entre 1 y 25mA/cm².

Precauciones: se debe tener cuidado de no producir quemaduras cutáneas, que los electrodos tengan buen contacto con la zona subyacente.
CONCLUSIONES
Es relevante la utilización de las reconocidas propiedades de la corriente eléctrica sobre los tejidos vivos para la mejoría de una condición patológica.

Es necesario el conocimiento de las leyes que rigen los fenómenos eléctricos para determinar en un momento dado la aplicación más conveniente y correcta de una determinada técnica.

BIBLIOGRAFIA
GARCIA OLMEDO B, Fundamentos de electromagnetismo, 2005.

MARTINEZ M. & cols. Manual de medicina física, 1998.

CROMER A. Física para las ciencias de la vida.

PLAJA J. Analgesia por medios físicos. 2003. Kinesiterapia y medicina física/ elsevier vol.

The Body Electric: Electromagnetism and the Foundation of Life by Robert O. Becker and Gary Seldon. William Morrow & Co., 1985. 364 pp. (paper). ISBN 978-0-68800-123-0.

Inhibitory effect of a combination of thermotherapy with exercise therapy on progression of muscle atrophy. Sakaguchi A. & cols. 2010.





Revista Universitaria de Física

Grupo 01 - Número de lista 6



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