El present treball està emmarcat dins de la seguretat i salut en el treball i refereix l’estudi dels efectes de l’magnetisme i de les radiacions electromagnètiques no ionitzants sobre el cos humà, els riscos i efectes que poguessin ocórrer a l’tenir un camp electromagnètic molt a prop dels òrgans vitals i les magnituds fonamentals permissibles, així com els canvis i conseqüències en la salut de l’home.
es revisa la bibliografia i tendències d’investigació i desenvolupament de l’aplicació dels camps magnètics en el món i es recull informació referent a les especialitats en què més s’està utilitzant.
Summary
The present work is framed inside the security and health in the work and he / she re fers the study of the effects of the Magnetism and of the Radiations electromagnetic Non-Ionizing on the human body, the risks and effects that could happen when having an electromagnetic field very near the vital organs and the permissible fonamental magnituds, as well as the changes and consequences in the man ‘s health. It is revised the bibliography and investigation tendències and development of the application of the magnetic fields in the world and information is Picked up with respect to the Specialties in that more it is using.
Efectes electromagnètics en els teixits biològics
Els teixits biològics presenten variacions de les característiques elèctriques davant l’augment o disminució de la freqüència de camp aplicat, el que implica tenir i prendre mesures de seguretat i salut en el treball que permetin fer compatibles el desenvolupament tècnic en aquest camp amb el cos humà i les seves diferents aplicacions en la pràctica diària. Les persones que treballen en instal·lacions d’alt voltatge i d’altes freqüències estan exposades a un nivell de càrrega electromagnètica (CEM) significativa, això no solament provoca canvis en l’organisme humà, sinó també en les condicions de treball i el temps d’exposició recomanat.
Síntesi històrica de l’magnetisme
l’origen de la noció de magnetisme és molt antic, es remunta a més de 3500 anys, en plena Edat del Ferro, a l’antic Egipte, la Xina i l’Índia. Llavors ja es va descobrir que una pedra especial, la magnetita o imant natural, atreia les llimadures de ferro i fins i tot s’adheria als objectes d’aquest metall.
El naturalista romà Plini el Vell (23-79 d. de ni) va transmetre la interpretació de Nicanor de Colofó (segle II aC), segons la qual, el nom de magnetita procediria d’un cert pastor anomenat Magnes que portant el seu ramat a pasturar, va observar l’atracció que el sòl ric en aquest mineral exercia sobre les parts de ferro de les seves botes i bastó. A l’remoure la terra per trobar la causa de l’fenomen, va descobrir una pedra amb la molt estranya propietat d’atreure el ferro.
Aristòtil escriu que el filòsof, matemàtic i científic Tales de Milet (624-548 ane), un dels “set savis de Grècia” va esmentar una pedra mineral que tenia la propietat d’atreure el ferro. Plató va dir que Sòcrates afirmava ia les propietats dels anells magnètics. També es diu que en aquella època Cleopatra solia portar una tiara d’imants sobre el front per conservar la seva bellesa.
Quan molts segles després, al començament de l’Edat Mitjana, la magnetita va ser coneguda pels alquimistes europeus, la van cridar “pedra imant” (en francès pierre Aimant) i a l’igual que en l’antiguitat se li atribuïen moltes propietats curioses, se suposava que proporcionava vigor, alleugeriment de dolor, salut i que detenia els processos d’envelliments, entre d’altres.
Fins després dels estudis i observacions de Galileu Galilei i la seva confirmació experimental amb el viatge de Fernando de Magallanes al voltant de el món, acabat per Juan Sebastián Elcano a 1522, no es va admetre generalment que la Terra fos rodona, que girés en l’espai i que, per tant, tingués un eix de rotació els extrems són els pols terrestres.
Aquesta nova concepció de la Terra i els progressos científics que es van produir en els quatre segles següents, sobre sobretot en el camp de la física, ja van induir als científics a considerar-la com un gegantesc imant amb els seus respectius pols, magnètics, al nord i al sud. Mentrestant, els estudis sobre les propietats dels imants continuaven i al segle XVI, Philippus Aureolus Paracels (1493-1541) va utilitzar els imants en múltiples processos inflamatoris de l’soma i altres regions de el cos.
L’estudi experimental de l’magnetisme va ser conegut en el món per la publicació en 1600 de el llibre “de Magnete” de William Gilbert, metge de la Reina Isabel I.En el llibre es descrivia el descobriment experimental en què es basava, la declinació de l’agulla imantada, que havia estat advertit ja per Hartmann en 1544 i estudiada en detall per Roberto Norman (1590), mariner, constructor de brúixoles i un dels primers científics que no pertanyia a la noblesa i no tenia cultura.
el físic anglès Michael Faraday, al segle xIX va demostrar el comportament d’un imant al voltant d’un corrent. Va ser el fundador de l’biomagnetismo i la magnetoquímica. Va confirmar que tota la matèria és magnètica, és a dir, la matèria és atreta o repel·lida per un camp magnètic.
El metge alemany, Frederik Franz Anton Mesmer (1734-1815) va afirmar que les propietats de l’imant natural era un remei per a totes les malalties i creia que tots els éssers animats estaven dotats d’una força semblant, que ell va cridar magnetisme animal, capaç de produir curacions en els òrgans als quals s’apliqués. A aquesta teoria terapèutica se li Lamo “mesmerismo” en honor seu.
Mollet a França (1753), en el seu llibre “Essalsur va electrificar de Corps” va intentar la primera explicació objectiva dels efectes biològics de l’electricitat.
el 1785, Carlos Agustín Coulomb va establir amb gran precisió la llei que porta el seu nom: “l’atracció o la repulsió entre dos pols magnètics amb càrregues diferents o iguals, és inversament proporcional a el quadrat de la distància que els separa “. Ampere i el seu col·laborador Dominique Arago (1786-1853) van demostrar que les agulles d’acer es magnetitzen si es col·loquen dins d’un filferro circular que porti corrent elèctric. Aquest va ser el preludi perquè es construís en 1825 el primer “electromagneto”, així anomenat per William Sturgeon (1783-1850).
No obstant això, es requeria la formalització lògica i matemàtica de tots els experiments anteriors per arribar a un model científic, el que es va deure a l’magistral treball de James Clerk Maxwell publicat en 1873 en que establia el concepte de “els camps elèctrics i magnètics”. Les ben conegudes equacions de Maxwell assenyalen que els camps elèctrics magnètics a l’variar en el temps, generen ones d’energia que es propaguen en l’entorn espacial amb la velocitat de la llum. Aquest coneixement va demostrar que la llum és un fenomen electromagnètic. Els treballs de Maxwell van ser font d’inspiració per a molts savis en els anys que van seguir: Röentgen, Curie, Rutherford, Plank i Einstein, entre d’altres.
Els japonesos Fukada i Yasuda, físic i ortopèdic, el 1953 van ser els primers a demostrar en conills, els efectes piezoelèctrics de l’os i la col·làgena, quan aquests són sotmesos a una compressió mecànica o un corrent elèctric.
el 1962, Bassett, Becker, Shamos i altres van confirmar les propietats piezoelèctriques en l’os vivent i van subratllar que els potencials són negatius en l’àrea de la compressió i positius en l’àrea de distracció.
Anderson i Ericsson en 1968 van agregar els potencials de corrent de flux, anomenats també electroquinéticos, presents en els ossos vius i humits. Aquest corrent provoca una diferència de potencials en la direcció de l’flux dels diferents fluids que contenen ions.
Efectes biològics dels camps magnètics
Efecte de magnetització (Efecte biològic primari)
• Responsable de l’orientació de molècules i àtoms dipolars.
• Es produeix sobre elements amb moments magnètics “no nuls”.
Comprèn les següents accions:
• Modificació de la permeabilitat de membranes.
• Estabilització de la bomba de Na.
• Afavoriment dels processos d’enllaç.
• Estimulació de la reproducció cel·lular.
• Activació dels sistemes REDOX.
Efecte piezoelèctric (Efecte biològic secundari)
• Efecte directe: a – Produeix la polarització elèctrica de la massa d’un cos o la creació de càrregues elèctriques en la seva superfície, quan se sotmet a forces mecàniques.
• Efecte invers:
– Deformació d’un cos quan se li sotmet a un camp elèctric.
– Orientació ar quitectónica de les trabècules òssies en zones danyades.
Efecte metabòlic.
– Responsable de tots els processos tròfics estimulants i de reparació tissular, mitjançant: Control local de l’reg sanguini de cada teixit.
Control nerviós de la irrigació sanguínia de grans segments de la circulació.
Control humoral de determinades substàncies que augmenten o disminueixen el reg sanguini.
Aplicació dels camps magnètics en medicina
És de vital importància conèixer de quina manera influeix el camp magnètic i electromagnètic sobre els éssers vius en primer lloc, però també com l’home pot manipular i obtenir beneficis de les seves propietats, ja sigui per aplicació directament o pel desenvolupament de sistemes i equips que millorin la qualitat de la vida en general.
En importants centres d’investigacions de l’món, els sistemes que apliquen el camp magnètic són molt estudiats, amb resultats satisfactoris en molts casos; el que obre un vast horitzó per al desenvolupament de diverses tecnologies i aplicacions. Sens dubte, la consulta i l’estudi de les tendències de recerca i desenvolupament mundial sobre l’aplicació de el camp magnètic i electromagnètic en la salut.
Les principals línies d’investigació de el camp magnètic aplicat a la medicina actualment estan dirigides a l’:
• Desenvolupament de mètodes i equips per al tractament de malalties utilitzant el camp magnètic i electromagnètic (CME).
• Desenvolupament i investigació de les possibilitats de diagnòstic mitjançant els sistemes de imatge de Ressonància Magnètica (IRM).
• Estudi dels efectes adversos produïts pel CME.
Es va trobar que els principals efectes que posseeix el CME i que li permeten ser utilitzats en processos terapèutics són efectes bioestimulants, analgèsics, antiinflamatoris i antiedematosos. D’acord amb els resultats d’aquesta consulta bibliogràfica, el CME pot ser utilitzat en el tractament de malalties com ara:
• Alteracions passatgeres de la circulació sanguínia cerebral després d’un insult o trauma.
• Neuritis en diferents localitzacions, dolors fantasmes i polineuritis vegetativa.
• Ganglionitis inflamatòria dels troncs simpàtics.
• Malalties isquèmiques lleugeres i de grau mitjà de el cor, endoarteritis i arteriosclerosi oclusiva dels gots de les cames i els braços.
• Insuficiència venosa crònica, incloses alteracions tòpiques.
• Asma bronquial i pneumònies prolongades.
• Malalties ulceroses de l’estómac i de duodè.
• Hepatitis subaguda, inclosa la viral, i pancreatitis subaguda.
• Osteocondrosi.
• Malalties distròfiques i inflamatòries de les articulacions, fractures d’ossos tubulars i de l’maxil·lar inferior.
• Dermatitis crònica, psoriasi i esclerod Ermia.
• Ferides de teixits tous.
• Otitis aguda, amigdalitis, odontalgia i flegmons postoperatoris, entre d’altres.
L’exposició a CEM i la incidència en el càncer.
Una de les majors preocupacions dins la comunitat científica. Entre les associacions trobades entre els CEM i els diferents tipus de càncer, hi ha una molt feble que relaciona l’ús de telèfons mòbils analògics i el glioma (tumor teixit nerviós), realitzat a Finlàndia el 2002, tumor cerebral al costat de la cap on havia estat usat amb més freqüència el telèfon realitzat a Suècia l’any 2003, un estudi realitzat i Roma al 2002 va trobar un increment significatiu en la incidència de leucèmia en nens que viuen a prop de estacions de ràdio d’alta potència, aquest estudi difereix d’un altre realitzat a Gran Bretanya el 1997 on es va trobar certa evidència d’increment en la incidència de leucèmia en adults mes no en nens, així mateix hi ha estudis amb resultats trobats pel que fa a el melanoma de la pell. Finalment encara que han hagut troballes positius que relacionen el risc d’aparició de certs tipus de càncer amb l’ús de telèfons mòbils o l’exposició a camps de radiofreqüència tant a nivell ocupacional com residencial, no hi ha encara una demostració consistent que relacioni la magnitud i el temps d’exposició amb la resposta, però també afirmen que el disseny dels estudis ha estat amb freqüència deficient, a més si bé els estudis no demostren un risc elevat d’incidència de càncer, tampoc descarten la possibilitat d’ocurrència, especialment davant l’exposició continuada durant molts anys.
els camps electromagnètics i el cos humà
els mecanismes d’interacció entre els camps electromagnètics (CEM) i les estructures biològiques s’evidencien de forma natural en el cos humà amb les corrents elèctrics, a través d’elles es comuniquen els impulsos nerviosos, es desenvolupen els processos bioquímics que van des de la DIGE stión fins a l’activitat cerebral.
En humans s’ha mostrat que els camps elèctrics estàtics interactuen amb el cos induint una càrrega elèctrica superficial, el principal mecanisme d’interacció ocorre quan una persona entra en contacte amb un objecte conductor carregat , o quan hi ha una diferència de potencial prou alta que com per ionitzar l’aire de tal manera que permeti la conducció elèctrica entre un objecte carregat i una persona amb bon contacte a terra en tal cas podria rebre una descàrrega elèctrica. Aquestes interaccions podrien resultar molt doloroses, el grau de pertorbació depèn de la intensitat de camp i de el nivell d’aïllament de la persona.
Els camps magnètics estàtics interactuen a través dels següents mecanismes:
• Interaccions electrodinàmiques amb electròlits en moviment
L’acció dels camps magnètics estàtics o variables amb el temps es manifesta a través de la Força de Lorentz. És així com les càrregues elèctriques que componen la sang (electròlits), a l’circular pels vasos sanguinis amb una certa velocitat poden experimentar aquestes forces i un camp elèctric que donarà lloc a una diferència de potencial entre les parets de l’got.
la conducció d’impulsos nerviosos pot considerar-se com un flux iònic sotmès a l’acció de la Força de Lorentz, sota la influència d’un camp magnètic estàtic. Els models teòrics i experiments suggereixen que per sota de 2 T no ocorren canvis observables en la velocitat dels impulsos nerviosos.
• Corrents de Faraday
Els camps magnètics variables en el temps indueixen corrents elèctriques en els teixits, però el desplaçament (acostament o allunyament) d’un camp magnètic estàtic també provoca un gradient d’inducció magnètica. És aquest el cas de l’múscul cardíac, el qual al l’contreure estant sotmès a un camp magnètic estàtic, genera gradients en el mateix. La densitat de corrent induït per la variació de camp magnètic és proporcional a el radi de l’espira a través de la qual passen les línies de camp, a causa d’això s’esperen densitats altes a nivell macroscòpic i molt baixes a nivell cel·lular. És així com el moviment d’una persona en un camp de 200mT pot donar lloc a un corrent induït de densitat (J) entre 10 i 100mA / m2, suposant una espira imaginària de 30cm de ràdio. Es considera que aquests valors no produeixen efectes perjudicials en el funcionament de sistema nerviós (criteri de ICNIRP).
Camps electromagnètics de freqüències majors a 100kHz
L’exposició a CEM generalment produeix una mínima absorció d’energia, provocant un increment no mesurable de temperatura, però per sobre dels 100kHz pot presentar una absorció d’energia i increments de temperatura significatius, el que s’explica en detall més endavant en interacció tèrmica.
en raó dels seus efectes, els mecanismes d’interacció de la matèria viva amb els CEM es classifiquen en dues categories:
• Tèrmics: es produeixen a causa de l’escalfament dels teixits causat per l’absorció directa d’energia dels camps i per corrents induïdes com a conseqüència de la llei de Faraday.
• no-tèrmics: Els mecanismes d’interacció que no exhibeixen evidència d’augment de temperatura són objecte de major discussió en aquest moment per ser l us que presenten una major dificultat de limitació i reglamentació.
Interacció tèrmica
Són produïts per l’absorció directa de l’energia dels camps, la distribució de l’energia dins de el cos és altament no uniforme i depèn de diversos factors com el rang de freqüències de la radiació i les propietats d’absorció elèctrica de el cos humà, les quals són força heterogènies. D’acord a la capacitat d’absorció d’energia de el cos humà, l’espectre de freqüències es pot dividir en quatre rangs:
1. des de 100 Khz. fins a 20 MHz, una absorció significativa pot ocórrer al coll i les cames.
2. des de 20 MHz fins a 300 MHz, una absorció relativament alta pot ocórrer en tot el cos, i en algunes parts específiques de la mateixa d’acord als seus ressonàncies.
3. des de 300 MHz fins a diversos GHz, poden ocórrer absorcions locals no uniformes.
4. per sobre dels 10 GHz, l’absorció d’energia ocorre principalment en la superfície de el cos.
La quantitat física que determina el nivell d’absorció d’energia deguda a camps elèctrics externs és el SAR per les sigles en anglès (specific energy absortion rate) com el seu nom indica és una mesura de la taxa d’absorció específica d’energia en el cos humà, les seves unitats són watts per quilograms.
Efectes no tèrmics. Es produeixen quan l’energia de l’ona és insuficient per elevar la temperatura per sobre de les fluctuacions de temperatura normals de sistema biològic. Hi ha evidències que exposicions prolongades a radiacions de baixa intensitat siguin potencialment nocives, per l’efecte no tèrmic de l’exposició a radiacions.
En els CEM amb freqüències per sota de 1MHz no es produeix escalfament significatiu, sinó que indueixen corrents i camps elèctrics en els teixits, s’observen en alteracions de l’electroencefalograma, canvis en l’activitat colinèrgica d’animals que puguin influir en la salut, però, les investigacions en aquest camp estan limitades, de fet l’Organització Mundial de la salut no presta molta atenció als efectes no tèrmics.Un nombrós grup d’investigadors nord-americans i de països membres de l’Tractat de l’Atlàntic Nord (OTAN), neguen la possibilitat que els camps de radiofreqüències provoquin algun tipus de resposta biològica que no sigui d’origen tèrmic. El seu argument fonamental és que aquest tipus d’ones no generen respostes mutagèniques i no influeixen en la iniciació de càncers.
Mecanismes d’interacció
Quan una persona entra en contacte amb un objecte conductor present al camp amb un potencial elèctric diferent, provocant corrents de contacte, la magnitud i distribució espacial depenen de la freqüència, la mida de l’objecte i de la persona i l’àrea de contacte; En el rang de freqüència fins aproximadament 100 KHz, el flux de corrent elèctric d’un objecte en el camp a el cos de l’individu pot donar lloc a l’estímul dels músculs i nervis perifèrics. Amb l’augment dels nivells de corrent es pot manifestar com una percepció, mal per descàrrega elèctrica i cremada, manca d’habilitat per deixar anar l’objecte, dificultat en la respiració i en corrents molt altes fibril·lació ventricular cardíaca. Els valors de llindar per a aquests efectes depenen de la freqüència, el llindar més baix ocorre entre 10 i 100 Hz.
Taula 1. Rangs de corrent llindar per a efectes indirectes fins 1MHz.
En general s’ha demostrat que els corrents de llindar que produeixen la percepció i el dolor varien poc en el rang de freqüència de 100 KHz a 1 MHz i és poc probable que variïn significativament en el rang de freqüència fins a prop de 110 MHz.
Factors que afecten l’exposició
Molts factors afecten la influència que l’exposició a CEM té en la matèria viva tant en ambients ocupacionals com per al públic en general, entre els quals estan:
- la potència de sortida , la freqüència i el tipus de font.
- la distància de la persona respecte a la font.
- la ubicació de la persona respecte a la font.
- El tipus d’antena i la direcció de l’ona emesa.
- La presència d’objectes que puguin reflectir els camps o escudar a les persones d’ells.
- El temps d’exposició.
-
Taula 2: Límits d’exposició a nivell ocupacional
Conclusions
Els teixits biològics presenten variacions de les característiques elèctriques davant l’augment o disminució de la freqüència de camp aplicado.Las persones que treballen en instal·lacions d’alt voltatge i d’altes freqüències que estan exposades a un nivell de càrrega electromagnètica (CEM) significativa, requereixen una delimitació clara com a zona d’exposició ocupacional a camps electromagnètics per tal de protegir la salut de l’home d’acord al seu nivell i temps d’exposició del que implica tenir i prendre mesures de seguretat i salut en el treball que permetin fer compatibles el desenvolupament tècnic en aquest camp amb el cos humà. Hi avantatges en els efectes que posseeixen els CEM pel que poden ser utilitzats en el tractament de malalties, en processos terapèutics com a efectes bioestimulants, analgèsics, antiinflamatoris i antiedematosos.
Bibliografia
1 . Barnes FS. Interacció of DC and ELF electric fields with biological materials and systems. En: Polk C, Postowe, eds. Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields. 2 ed. Boca Raton: CRC Press, 1996: 103-47. De 2. Hossman KA, Herman DM. Effect of electromagnetic radiation of mobile phones on the central nervous system. Bioelectromagnetics. 2003; 24 (1): 49-62. De 3. National Radiological Protectio Board Advice on limiting Exposure to Electromagetic Fields (0-300 GHz) Doc. NRPB volum 15 N ° 2, 2004 de 4. National Radiological Protectio Board Review of the Scientific Evidence for limiting Exposure to Electromagnetic Fields (0-300 GHz) Doc. NRPB volum 15 N ° 3, 2004. de 5. Domenico Formica and Sergio Silvestri Biological effects of exposure to magnetic resonance imaging, Biomedical Engineering OnLine, 22 d’Abril de l’any 2004 .. a Disponible en de 6. Unitat Ecològica Salvadoreña La Telefonia Cel·lular i la Contaminació Electromagnètica: de 7. Els Impactes a la Salut Humana i Propostes de Regulació al Salvador, abril de 2002. de 8. Organització Mundial de la Salut, Establint un Diàleg sobre els riscos dels Camps Electromagnètics, 2001 de 9. Parlament Europeu, camps electromagnètics i Salut, Nota informativa N ° 5, 2001.
Disponible en www.europarl.eu.int/stoa/publi/pdf/briefings/05_es.pdf de 10. Ministeri de Treball i assumptes Socials d’Espanya, Exposició a Camps Magnètics Estàtics, Nota Tècnica de Prevenció 598, 2002. de 11.Ministeri de Treball i assumptes Socials d’Espanya, Corrent elèctric: efectes a l’travessar l’organisme humà, Nota Tècnica de Prevenció 400, 2002. de 12. Environmental Health Perspectives, Epidemiology of Health Effects of Radiofrequency de 13. Exposure, volum 112, number 17, dicimbre 2004. de 14. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, Recomanacions per Limitar l’Exposicion a Camps Elèctrics, Magnètics i Electromagnètics (fins a 300 GHz) 1988; 54 (1): 115-23. De 15. Ministeri de Comunicacions de Colòmbia, Decret 195 pel qual s’adopten límits d’exposició de les persones a camps electromagnètics, s’adeqüen procediments per a la instal·lació d’estacions radioelèctriques i es dicten altres disposicions, 31 de Gener de l’any 2005. de 16. Portals M. Contaminació electromagnètica i salut. Accés febrer de 2009. Disponible a:. De 17. The Royal Society of Canada, Recent Advances in Research on Radiofrequency Fields and Health, 2003. de 18. Unió Internacional de Telecomunicacions, Guidance on complying with limits for human exposure to electromagnetic fields, ITU-T K.52, desembre de 2004.