ELECTROMAGNETISMO
YESID
MAURICIO LOZANO SUAREZ
COLEGIO
GIMNASIO LA CIMA
PROYECTO
DE INVESTIGACIÓN
GRADO ONCE
BOGOTÁ
2012
ELECTROMAGNETISMO
YESID
MAURICIO LOZANO SUAREZ
MONOGRAFÍA
ZULAY
RIVERA
COLEGIO GIMNASIO
LA CIMA
PROYECTO
DE INVESTIGACIÓN
GRADO ONCE
BOGOTÁ
2012
Nota
de Aceptación
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Presidente Jurado
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Jurado
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Jurado
Bogotá Agosto 31 de 2012
Agradecimientos
Mis más sinceros agradecimientos
al Colegio la Cima y en especial a sus Fundadores la Señora Cecilia (Q.E.D), a
quien le debo haberme permitido ingresar a esta institución y quien me oriento
y me apoyo en mis primeros años de Primaria.
Quisiera hacer extensiva mi
gratitud a Don Juan, quien fortaleció mis valores y me enseño que ante todo lo
más importante es el ser humano, responsable, alegre y de moral firme.
Agradezco también al Profesor Luis
Gabriel, rector de este Colegio, quien por su esfuerzo ha logrado posicionar
esta institución como una de las mejores en nivel académico en Bogotá y es un
honor ser parte de una de sus promociones.
A mi profesora Zulay Rivera quien
me asesoro y oriento para elaborar este proyecto de Investigación.
Y por su puesto a mis Compañeros
que vienen con migo desde Primero, por su amistad y les deseo muchos éxitos,
tanto Personales como profesionales.
Un fuerte abrazo………
Contenido
Introducción
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los
fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron
sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por
James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales
vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus
respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y
polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las
explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas
vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del
tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en
los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para
ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas,
líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo
a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las
dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y
moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro
fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.
Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y
eléctricos pero no es hasta inicios del siglo XVII donde se comienza a realizar
experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos. Durante
estos dos siglos, XVII y XVIII, grandes hombres de ciencia como William
Gilbert, Otto von Guericke, Stephen Gray, Benjamín Franklin, Alessandro Volta
entre otros estuvieron investigando estos dos fenómenos de manera separada y
llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos.
A principios del siglo XIX Hans Christian Oersted encontró evidencia
empírica de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estaban relacionados. De
ahí es que los trabajos de físicos como André-Marie Ampére, William Sturgeon,
Joseph Henry, Georg Simón Ohm, Michael Faraday en ese siglo, son unificados por
James Clerk Maxwell en 1861 con un conjunto de ecuaciones que describían ambos
fenómenos como uno solo, como un fenómeno electromagnético.
Las ahora llamadas ecuaciones de Maxwell demostraban que los campos
eléctricos y los campos magnéticos eran manifestaciones de un solo campo
electromagnético. Además describía la naturaleza ondulatoria de la luz,
mostrándola como una onda electromagnética. Con una sola teoría consistente que
describía estos dos fenómenos antes separados, los físicos pudieron realizar
varios experimentos prodigiosos e inventos muy útiles como la bombilla
eléctrica por Thomas Alva Edison o el generador de corriente alterna por Nikola
Tesla. El éxito predictivo de la teoría de Maxwell y la búsqueda de una
interpretación coherente de sus implicaciones, fue lo que llevó a Albert
Einstein a formular su teoría de la relatividad que se apoyaba en algunos
resultados previos de Hendrik Antoon Lorentz y Henri Poincaré.
En la primera mitad del siglo XX, con el advenimiento de la mecánica
cuántica, el electromagnetismo tenía que mejorar su formulación con el objetivo
de que fuera coherente con la nueva teoría. Esto se logró en la década de 1940
cuando se completó una teoría cuántica electromagnética o mejor conocida como
electrodinámica cuántica.
El caso del electromagnetismo es notable, entre otras cosas, por el
hecho de que una vez llevados a cabo los descubrimientos científicos tuvieron
inmediata aplicación práctica y viceversa, las aplicaciones prácticas
fomentaron la investigación científica para resolver diferentes problemas, lo
cual a su ve abrió nuevos horizontes científicos.
El conocimiento científico de la relación entre electricidad y
magnetismo dio lugar, inmediatamente, a aplicaciones tecnológicas
importantes, el telégrafo, con el que el
hombre pudo comunicarse por medios eléctricos, y a las máquinas eléctricas, o
sea, motores eléctricos y generadores de electricidad. De esta forma, el hombre
tuvo a su disposición fuentes de corriente eléctrica de gran intensidad, hecho
que cambió drásticamente la vida, dando lugar a una revolución en la forma de
vida de la humanidad, cuyas consecuencias fueron la iluminación eléctrica y el
teléfono, entre otras.
Otra novedad importante que se dio en el desarrollo de estas
aplicaciones de la electricidad y el magnetismo fue la creación de los primeros
laboratorios industriales, que desempeñaron un papel primordial en los
subsiguientes avances.
Por otro lado, la historia dio un vuelo inesperado. James Maxwell
realizó una gran síntesis teórica de los trabajos de Ampére y Faraday sobre la
electricidad y el magnetismo, lo que condujo al sorpresivo descubrimiento de
que la luz era de origen eléctrico y magnético. Además, como consecuencia de la
teoría que desarrolló predijo la existencia de las ondas electromagnéticas.
Maxwell construyó uno de los pilares de la física, comparable con la mecánica
por Newton. Se ha de mencionar que la teoría electromagnética de Maxwell sirvió
para el futuro desarrollo de la teoría de la relatividad de Einstein.
Años después de que Maxwell hiciera la predicción de las ondas
electromagnéticas en forma teórica, Hertz llevó a cabo un notable experimento,
que es un ejemplo de la forma en que se hace ciencia. Se propuso indagar si en
la naturaleza efectivamente existen ondas electromagnéticas. Su trabajo
verificó en forma brillante las predicciones de Maxwell.
Después de los experimentos de Hertz no quedó ya ninguna duda, desde el
punto de vista conceptual, acerca de la realidad física de los campos. Esta
idea ha sido de crucial importancia en la física posterior, tanto para la
relatividad de Einstein como par las teorías modernas de las partículas
elementales.
Otras consecuencias de los trabajos de Maxwell y Hertz fue el inicio de
las comunicaciones inalámbricas.
A principios del presente siglo, los trabajos de Marconi solamente había
dado por resultado el telégrafo inalámbrico. La necesidad de desarrollar la
radiotelefonía precipitó el inicio de la electrónica moderna. De hecho, esta
rama del electromagnetismo consolidó el importante papel de los laboratorios
industriales. Una vez logrado el entendimiento fundamental de grandes
novedades: la radio, que dominaría la vida humana durante varias décadas, y
posteriormente la televisión, que tanta repercusión ha tenido.
La posibilidad práctica de construir pilas voltaicas produjo una
revolución en el estudio de la electricidad. Se ha de mencionar que en muchos
laboratorios era muy poco factible construir las máquinas de electricidad por
fricción, ya que eran bastante caras; sin embargo, las pilas eran relativamente
baratas. Permitieron el avance de la ciencia química ya que estaban al alcance
de muchos laboratorios; de otra manera no se hubieran podido realizar muchas
investigaciones científicas. Gran parte de los primeros descubrimientos
electroquímicos fueron hechos precisamente con pilas voltaicas. Poco después de
haber recibido una carta de Volta en la que explicaba cómo construir una pila,
William Nicholson (1.753 – 1.825) y Anthony Carlisle (1.768 – 1.840)
construyeron en Londres uno de estos dispositivos, y con el fin de conseguir
una mejor conexión eléctrica, conectaron cada una de las terminales de la pila
a un recipiente con agua. Se dieron cuenta de que en una de las terminales
aparecía hidrógeno y en la otra, oxígeno. Fue así como descubrieron el fenómeno
de la electrólisis, en el que, por medio de una corriente eléctrica, se separan
los átomos que componen la molécula del agua. Humphrey Davi (1.778 – 1.829),
también en Inglaterra, descompuso por medio de la electrólisis otras
sustancias, y así descubrió los metales sodio y potasio al descomponer
electroquímicamente diferentes sales minerales, como la potasa cáustica, la
soda fundida, etc. También obtuvo electroquímicamente los elementos bario,
calcio, magnesio y estroncio. Poco después Faraday descubrió, también con las
pilas voltaicas, las leyes de la electrólisis.
En el caso del magnetismo, al igual que en el de la electricidad, desde
tiempos remotos el hombre se dio cuenta de que el mineral magnetita o imán (un
óxido de hierro) tenía la propiedad peculiar de atraer el hierro. Tanto Tales
de Mileto como Platón y Sócrates escribieron acerca de este hecho.
En el periodo comprendido entre los años 1.000 - 1.200 d.C. se hizo la
primera aplicación práctica del imán. Un matemático chino, Shen Kua
(1.030-1.090) fue el primero que escribió acerca del uso de una aguja magnética
para indicar direcciones, que fue el antecedente de la brújula. Este
instrumento se basa en el principio de que si se suspende un imán en forma de
aguja, de tal manera que pueda girar libremente, uno de sus extremos siempre
apuntará hacia el norte.
Más tarde, después del año 1.100, Chu Yu informó que la brújula se
utilizaba también para la navegación entre Cantón y sumatra.
La primera mención europea acerca de la brújula fue dada por un inglés,
Alexander Neckham (1.157-1.217). Hacia 1.269 Petrus Peregrinus de Maricourt, un
cruzado francés, hizo una descripción detallada de la brújula corno instrumento
de navegación.
En el año 1.600 el inglés William Gilbert (1.544 – 1.603), médico de la
reina Isabel I, publicó un famoso tratado, De magnate, en el que compendió el
conocimiento que se tenía en su época sobre los fenómenos magnéticos. Analizó
las diferentes posiciones de la brújula y propuso que la Tierra es un enorme
imán, lo que constituyó su gran contribución. De esta forma pudo explicar la
atracción que ejerce el polo norte sobre el extremo de una aguja imantada.
Asimismo, Gilbert se dio cuenta de que cada imán tiene dos polo, el norte (N) y
el sur (S), que se dirigen hacia los respectivos polos terrestres. Descubrió
que polos iguales se repelen, mientras que polos distintos se atraen, y que si
un imán se calienta pierde sus propiedades magnéticas, las cuales vuelve a
recuperar si se le enfría a la temperatura ambiente.
El científico francés Coulomb, el que había medido las fuerzas entre
caras eléctricas, midió con su balanza las fuerzas entre los polos de dos
imanes. Descubrió que la magnitud de esta fuerza varía con la distancia entre
los polos. Mientras mayor sea la distancia, menor es la fuerza.
Los trabajos de Ampere se difundieron rápidamente en todos los centros
activos de investigación de la época, causando gran sensación. Un joven
investigador inglés, Michael Faraday (1.791- 1.867) se empezó a interesar en
los fenómenos eléctricos y repitió en su laboratorio los experimentos tanto de
Oersted como de Ampére. Una vez que entendió cabalmente el fondo físico de
estos fenómenos, se planteó la siguiente cuestión: de acuerdo con los
descubrimientos de Oerssted y Ampére se pude obtener magnetismo de la
electricidad.
Faraday inició en 1.825 una serie de experimentos con el fin de
comprobar si se podía obtener electricidad a partir del magnetismo. Pero no fue
sino hasta 1.831 que pudo presentar sus primeros trabajos con respuestas
positivas.
Después de muchos intentos fallidos, debidamente registrados en su diario,
Faraday obtuvo un indicio en el otoño de 1.831. El experimento fue el
siguiente. Enrolló un alambre conductor alrededor de un núcleo cilíndrico de
madera y conectó sus externos a un galvanómetro, en seguida enrolló otro
alambre conductor encima de la bobina anterior. Los extremos de la segunda
bobina, los conectó a una batería. La argumentación de Faraday fue la
siguiente: al cerrar el Contacto la batería empieza a circular una corriente
eléctrica a lo largo de la bobina. De los resultados de Oersted y Ampére, se
sabe que esta corriente genera un efecto magnético a su alrededor. Este efecto
magnético, entonces por la bobina A debería empezar a circular una corriente
eléctrica que debería poder detectarse por medio del galvanómetro.
Sus experimentos demostraron que la aguja del galvanómetro no se movía,
lo cual indicaba que por la bobina no pasaba ninguna corriente eléctrica.
Sin embargo, Faraday sé dio cuenta de que en el instante en que
conectaba la batería ocurría una pequeña desviación de el agua de galvanómetro.
También se percató de que en el momento en que desconectaba la batería la aguja
del galvanómetro se desviaba ligeramente otra vez, ahora en sentido opuesto.
Por lo tanto, concluyó que en un intervalo de tiempo muy pequeño, mientras se
conecta y se desconecta la batería, si hay corriente en la bobina. Siguiendo
esta idea Faraday descubrió que efectivamente se producen corrientes eléctricas
sólo cuando el efecto magnético cambia, si éste es constante no hay ninguna
producción de electricidad por magnetismo.
Al conectar el interruptor en el circuito de la bobina, el valor de la
corriente eléctrica que circula por él cambia de cero a un valor distinto de
cero. Por tanto, el efecto magnético que produce esta corriente a su alrededor
también cambia de coro a un valor distinto de cero. De la misma manera, cuando
se desconecta la batería la corriente en el circuito cambia de un valor no nulo
a cero, con el consecuente cambio del efecto magnético.
La radiación electromagnética es
una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a
través del espacio transportando energía de un lugar a otro.
La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas maneras
como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A diferencia de otros
tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse,
la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se
pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el
vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. El
estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y
es un subcampo del electromagnetismo.
Existen multitud de fenómenos físicos asociados con la radiación electromagnética
que pueden ser estudiados de manera unificada, como la interacción de ondas
electromagnéticas y partículas cargadas presentes en la materia. Entre estos
fenómenos están por ejemplo la luz visible, el calor radiado, las ondas de
radio y televisión o ciertos tipos de radioactividad por citar algunos de los
fenómenos más destacados. Todos estos fenómenos consisten en la emisión de
radiación electromagnética en diferentes rangos de frecuencias (o
equivalentemente diferentes longitudes de onda), siendo el rango de frecuencia
o longitud de onda el más usado para clasificar los diferentes tipos de
radiación electromagnética. La ordenación de los diversos tipos de radiación
electromagnética por frecuencia recibe el nombre de espectro electromagnético.
La luz visible está formada por radiación electromagnética cuyas
longitudes de onda están comprendidas entre 400 y 700 nm. La luz es producida
en la corteza atómica de los átomos, cuando un átomo por diversos motivos
recibe energía puede que algunos de sus electrones pasen a capas electrónicas
de mayor energía. Los electrones son inestables en capas altas de mayor energía
si existen niveles energéticos inferiores desocupados, por lo que tienden a
caer hacia estos, pero al decaer hacia niveles inferiores la conservación de la
energía requiere la emisión de fotones, cuyas frecuencias frecuentemente caen
en el rango de frecuencias asociados a la luz visible. Eso es precisamente lo
que sucede en fenómenos de emisión primaria tan diversos como la llama del
fuego, un filamento incandescente de una lámpara o la luz procedente del sol.
Secundariamente la luz procedente de emisión primaria puede ser reflejada,
refractada, absorbida parcialmente y esa es la razón por la cual objetos que no
son fuentes de emisión primaria son visibles.
Cuando se someten a algún metal y otras substancias a fuentes de
temperatura estas se calientan y llegan a emitir luz visible. Para un metal
este fenómeno se denomina calentar "al rojo vivo", ya que la luz
emitida inicialmente es rojiza-anaranjada, si la temperatura se eleva más
blanca-amarillenta. Conviene señalar que antes que la luz emitida por metales y
otras substancias sobrecalentadas sea visible estos mismos cuerpos radian calor
en forma de radiación infrarroja que es un tipo de radiación electromagnética
no visible directamente por el ojo humano.
Cuando un alambre o cualquier objeto conductor, tal como una antena,
conduce corriente alterna, la radiación electromagnética se propaga en la misma
frecuencia que la corriente. De forma similar, cuando una radiación
electromagnética incide en un conductor eléctrico, hace que los electrones de
su superficie oscilen, generándose de esta forma una corriente alterna cuya
frecuencia es la misma que la de la radiación incidente. Este efecto se usa en
las antenas, que pueden actuar como emisores o receptores de radiación
electromagnética.
En función de la frecuencia, las ondas electromagnéticas pueden no
atravesar medios conductores. Esta es la razón por la cual las transmisiones de
radio no funcionan bajo el mar y los teléfonos móviles se queden sin cobertura
dentro de una caja de metal. Sin embargo, como la energía no se crea ni se
destruye, cuando una onda electromagnética choca con un conductor pueden
suceder dos cosas. La primera es que se transformen en calor: este efecto tiene
aplicación en los hornos de microondas. La segunda es que se reflejen en la
superficie del conductor (como en un espejo).
Maxwell asoció varias ecuaciones, actualmente denominadas Ecuaciones de
Maxwell, de las que se desprende que un campo eléctrico variable en el tiempo
genera un campo magnético y, recíprocamente, la variación temporal del campo
magnético genera un campo eléctrico. Se puede visualizar la radiación
electromagnética como dos campos que se generan mutuamente, por lo que no
necesitan de ningún medio material para propagarse. Las ecuaciones de Maxwell
también predicen la velocidad de propagación en el vacío (que se representa c,
por la velocidad de la luz, con un valor de 299.792.458 m/s), y su dirección de
propagación (perpendicular a las oscilaciones del campo eléctrico y magnético
que, a su vez, son perpendiculares entre sí).
El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un
modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de
naturaleza eléctrica.
Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas
como en campos magnéticos variables. Las primeras descripciones de los
fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas
eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios
posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas
en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.
El campo magnético representa una región del espacio en la que una carga
eléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad, experimenta los
efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad
v como al campo B. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la
siguiente ecuación.
Fue en 1837 que Faraday propuso la idea de que la línea de fuerza tenía
realidad física. Con ello demostró tener una gran intuición física para
entender los fenómenos electromagnéticos. Hay que mencionar que debido a que no
tenía preparación matemática adecuada, por no haber asistido a una escuela de
enseñanza superior, Faraday no pudo desarrollar la teoría matemática del campo
electromagnético, hecho que tuvo que esperar hasta Maxwell.
Justificación
Las Ondas Electromagnéticas se encuentran presentes en cada ambiente
donde la alternación de corriente eléctrica es generada. Luz eléctrica
representa solo una pequeña porción del espectrum electromagnético que varia
desde iones de radiación (ejemplo: Rayos X - Rayos Gamma) hasta iones de no
radiación, ondas electromagnéticas de extremadamente baja frecuencia. En
realidad, entre estos dos extremos, otros tipos de ondas electromagnéticas
están presentes. Estas incluyen frecuencias de radiosondas infrarrojas, luz
visible, microondas y rayos ultravioleta. Ondas electromagnéticas también se
encuentran naturalmente en el medio ambiente: el sol, los planetas y estrellas,
todos irradian ondas electromagnéticas que afectan la vida en el planeta en
formas diferentes. Así como otros tipos de energía, ondas electromagnéticas
tienen propiedades como duración amplitud, frecuencia y fuerza. La energía que
irradia cada aparato disminuye proporcionalmente al incrementar la distancia
del mismo aparato.
El uso incrementado de aparatos eléctricos y electrónicos esta
incrementando el nivel de ondas electromagnéticas en nuestro medio ambiente.
Debido a esto estamos enfrentando un incremento en las preocupaciones acerca
del potencial y peligroso impacto en el medio ambiente y nuestra salud.
Planteamiento
del Problema
En los últimos años se viene utilizando cada vez más equipos que emiten
ondas electromagnéticas en el mundo, como parte del desarrollo tecnológico, y
que le permite al hombre aprovechar nuevas ventajas en su desarrollo, y ello ha
aumentado más con la globalización. Pero actualmente ya se están presentando
nuevos problemas antes no vistos, tecnología a avanzado tanto, por ejemplo
tenemos el uso de celulares en los colegios, también el uso de microondas en
las casas.
El problema también se presenta en la televisión, las computadoras, que
nos han permitido grandes ventajas en las comunicaciones, sin embargo no nos
damos cuenta de las desventajas, y es necesario saber sus efectos.
Las ondas electromagnéticas nos afectan sin que nos demos cuenta en
algunos casos con mayor efecto que otros, ya que afectan nuestras células por
estímulos, y por ello la población puede sufrir muchas alteraciones en algunos
casos cáncer y malformaciones, afectando el normal desarrollo de la población.
En nuestro caso veremos como afecta mas específicamente, el uso de
computadores en el gimnasio la cima.
General
Determinar los efectos de las ondas electromagnéticas en el
comportamiento de los seres vivos y sus posibles soluciones.
Específicos
Ø Clasificar
los diferentes tipos de ondas electromagnéticas.
Ø Conocer
como afectan las ondas electromagnéticas a los seres vivos.
Ø Educar y
Concientizar a las personas sobre los efectos de la contaminación electromagnética.
Ø Determinar
posibles alternativas a la contaminación como la prevención y el control de las
ondas electromagnéticas y los beneficios del Cactus.
Hipótesis
El electromagnetismo influye directamente en los seres humanos, ya que
estamos en contacto a toda hora con las ondas electromagnéticas por el uso
constante del computador y otros equipos que emiten dichas ondas produciendo
cansancio, dolor de cabeza y con el cactus podemos reducir estos síntomas.
Marco Referencial
Marco de antecedentes
El estudio de los Campos Electromagnéticos y sus efectos como
consecuencia serán de vital conocimiento, para ello debe contar con los
accesorios adecuados para lograr esto. Así se tiene que:
Efectos de los campos de radiofrecuencias en la salud
Los campos de radiofrecuencias forman parte del espectro
electromagnético. Para los fines del Proyecto Internacional CEM, se denominan
así los campos comprendidos en un intervalo de frecuencias de 300 Hz (0,3 kHz)
a 300 Ghz. Las fuentes naturales y artificiales generan campos de diferentes
frecuencias.
Entre las fuentes comunes de campos de radiofrecuencias cabe citar las
siguientes:
Ø Monitores
y pantallas (3 - 30 kHz).
Ø Aparatos
de radio de amplitud modulada (30 kHz - 3 Mhz), calentadores industriales por inducción
(0,3 - 3 MHz).
Ø Termo
selladores, aparatos para diatermia quirúrgica (3 - 30 Mhz), aparatos de radio
de frecuencia modulada (30 - 300 Mhz).
Ø Teléfonos
móviles.
Ø Receptores
de televisión.
Ø Hornos
microondas.
Ø Aparatos
para diatermia quirúrgica (0,3 - 3 Ghz).
Ø Aparatos
de radar, dispositivos de enlace por satélite.
Ø Sistemas
de comunicaciones por microondas (3 - 30 Ghz).
Ø Radiaciones
solares (3 - 300 Ghz).
Los campos de radiofrecuencias son radiaciones no ionizantes. A
diferencia de los rayos X y gamma, son demasiado débiles para romper los
enlaces que mantienen unidas las moléculas en las células y, de ese modo,
producir ionización. Sin embargo, los campos de radiofrecuencias pueden causar
diferentes efectos en sistemas biológicos tales como células, plantas, animales
o seres humanos. Esos efectos dependen de la frecuencia e intensidad del campo.
Ahora bien, no todos ellos son perjudiciales para la salud.
Los campos de radiofrecuencias de más de 10 Ghz son absorbidos por la
superficie de la piel, y es muy poca la energía que llega hasta los tejidos
interiores.
Para que la exposición a campos de más de 10 Ghz produzca efectos
perjudiciales para la salud, tales como catarata ocular y quemaduras cutáneas,
se requieren densidades de potencia superiores a 1000 W/m2. Esas potencias, que
no tienen lugar en la vida diaria, se producen en las inmediaciones de radares
potentes, pero las normas vigentes en materia de exposición prohíben la
presencia humana en esas zonas.
Los campos de radiofrecuencias de 1 Mhz a 10 Ghz penetran en los tejidos
expuestos y producen calentamiento debido a la absorción de energía realizada.
La profundidad de penetración del campo de radiofrecuencias en el tejido
depende de la frecuencia del campo, siendo mayor en el caso de frecuencias
bajas.
La absorción por los tejidos de energía procedente de los campos de
radiofrecuencias se mide como coeficiente de absorción específica en una masa
tisular determinada. La unidad de absorción específica es el vatio por
kilogramo (W/kg). El coeficiente de absorción específica es la cantidad
dosimétrica básica para campos de radiofrecuencias de 1 Mhz a 10 Ghz
aproximadamente.
Para que se produzcan efectos perjudiciales para la salud en las
personas expuestas a campos situados en este intervalo de frecuencia, se
necesita un coeficiente de absorción específica de 4 W/kg. Esos niveles de
energía se encuentran a decenas de metros de potentes antenas de frecuencia
modulada, situadas en el extremo de altas torres, es decir, en zonas
inaccesibles.
La mayor parte de los efectos perjudiciales para la salud que pueden
producirse por la exposición a campos de radiofrecuencias de 1 Mhz a 10 Ghz se
asocian a respuestas a procesos de calentamiento inducido, cuyo resultado son
aumentos de la temperatura tisular o corporal superiores a 11 C.
El calentamiento inducido en los tejidos corporales puede provocar
diversas respuestas fisiológicas y termorreguladores, en particular una menor
capacidad para desempeñar tareas mentales o físicas a medida que aumenta la
temperatura corporal. Efectos similares se han constatado en personas sometidas
a estrés calórico, por ejemplo las que trabajan en condiciones de calor
excesivo o padecen estados febriles prolongados.
El calentamiento inducido puede afectar al desarrollo del feto. Para que
se produzcan anomalías congénitas es necesario que la temperatura del feto
aumente de 21 C a 31 C durante horas. El calentamiento inducido puede afectar
también a la fecundidad masculina y favorecer la aparición de opacidades
oculares (catarata).
Se han notificado otros efectos para el organismo causados por la
exposición a campos de radiofrecuencias de baja intensidad presentes en el
entorno vital.
Exposición a campos de radiofrecuencias y cáncer: según los datos
científicos de que se dispone actualmente, es poco probable que la exposición a
esos campos origine o favorezca el desarrollo de cánceres.
Los estudios sobre el cáncer realizados en animales no han aportado
datos convincentes sobre una mayor incidencia de tumores. Según un reciente
estudio, los campos de radiofrecuencias similares a los utilizados en las
telecomunicaciones móviles aumentan la incidencia del cáncer en ratones
modificados genéticamente que hayan estado expuestos en la proximidad (0,65 m)
de una antena de transmisión de radiofrecuencias. Se emprenderán nuevos
estudios para determinar la relación de esos resultados con el cáncer en el ser
humano.
En muchos estudios epidemiológicos (sobre salud humana) se ha examinado
la posible relación entre la exposición a campos de radiofrecuencias y el
riesgo excesivo de cáncer.
Ahora se sabe que la estimulación eléctrica influye en el crecimiento
celular y ayuda a promover la consolidación de los huesos rotos.
Pero también se sabe que las intensidades de los campos
electromagnéticos necesarios para que suceda este fenómeno, son mucho más
grandes que las intensidades de la contaminación de los campos
electromagnéticos.
La mayoría de las personas creen que los riesgos de la salud
relacionados con los campos electromagnéticos, son de origen externo, en el
medio ambiente. La verdad es que el mayor riesgo está asociado con el uso de
muchos aparatos electrodomésticos que usamos a diario en nuestras casas y
oficinas.
Pese a las ventajas energéticas de los tubos fluorescentes, la habitual
mala calidad en las reactancias permite la información de campos
electromagnéticos Importantes.
Por ello, para grandes instalaciones se aconseja centralizar las
reactancias en un gabinete metálico común y alejado de las personas, por otro
lado, por ser este tipo de luz pulsante, aunque no nos demos cuenta, se
desaconseja su uso en lugares que requieren de atención visual, como los
tableros de dibujo o talleres. La vibración de la luz puede compensarse
montando tres tubos juntos a fases distintas. El campo electrostático que
emiten los tubos fluorescentes puede corregirse apantallando los tubos con una
rejilla metálica y conectándola a tierra. En general se aconseja que la
distancia entre tubo fluorescente y las personas sea de 1.5 m.
Las lámparas incandescentes, de menor rendimiento que las fluorescentes,
carecen en cambio de efectos electromagnéticos perniciosos aunque su
instalación defectuosa puede producir campos eléctricos bastantes fuertes. Para
evitarlo hay que verificar que el interruptor al apagarse interrumpe la fase y
no solamente el neutro.
Los transformadores asociados a lámparas halógenas o dicroicas son
también una importante fuente de campos electromagnéticos, por lo que se
aconseja alejar estos transformadores de las personas que trabajan bajo este
tipo de iluminación o centralizar la instalación.
Son cientos las investigaciones de laboratorio que han encontrado
relaciones positivas entre microondas y desordenes de todo tipo. Estas
investigaciones ya han puesto de manifiesto como in fluyen las microondas sobre
los tejidos de los seres vivos.
Los organismos animales utilizan electricidad para desarrollar sus
funciones vitales. Lo que corre por los nervios son corrientes eléctricas.
Pruebas como el electroencefalograma o el electrocardiograma lo que hacen es
registrar la actividad eléctrica del cerebro o del corazón para detectar si
existen irregularidades en su funcionamiento.
Hyland, (1986) afirma que "las ondas utilizadas por los teléfonos
móviles son de la misma frecuencia que las ondas cerebrales alfa, por lo que,
aunque la in densidad sea muy baja, el cerebro esta especialmente sensibilizado
a esta frecuencia".
Sintetizando mucho, citaremos algunas de las principales vías de
influencia, aunque hay que decir que prácticamente cada día hay algún equipo de
investigadores que descubre nuevas alteraciones: una de ellas es través de un
aumento de la permeabilidad de la barrera hemato-encefálica: las neuronas, como
todas las células, están recubiertas de una membrana que las protege del
exterior. Las microondas provocan dilatación de los poros de esa membrana, que
se hace así permeable a determinadas sustancias que no deberían entrar en las
neuronas. Este proceso permita relacionar las microondas con tumor cerebral,
enfermedad de Alzheimer y pérdidas de memoria, como consecuencias más directas.
Otra vía de influencia es a través de producción de la melatonina.
La melatonina es una hormona descubierta recientemente, producida por la
glándula pineal, cuya funciones conocidas es la de regular los ritmos de sueño
y vigilia. Una alteración en su producción conlleva desarreglos del sueño y
otras, tales como depresión, cansancio y en el extremo, propensión al suicido.
Experimentos de laboratorio han demostrado que las radiaciones de baja
intensidad producen roturas en el ADN. El ADN es el encargado de fabricar
células especializadas, y su rotura puede provocar la fabricación de células no
especializadas, es decir cáncer.
Marco Conceptual
El caso del electromagnetismo es notable, entre otras cosas, por el
hecho de que una vez llevados a cabo los descubrimientos científicos tuvieron
inmediata aplicación práctica y viceversa, las aplicaciones prácticas
fomentaron la investigación científica para resolver diferentes problemas, lo
cual a su vez abrió nuevos horizontes científicos.
Después de los experimentos de Hertz no quedó ya ninguna duda, desde el
punto de vista conceptual, acerca de la realidad física de los campos, idea que
Faraday había propuesto originalmente y que Maxwell elaboró en su forma
matemática. Esta idea ha sido de crucial importancia en la física posterior,
tanto para la relatividad de Einstein como para las teorías modernas de las
partículas elementales. Otra consecuencia de los trabajos de Maxwell y Hertz
fue el inicio de las comunicaciones inalámbricas.
A partir de la década de 1950 se ha vivido en una revolución continua.
Los avances científicos en la comprensión de la estructura de la materia han
dado lugar a un sin fin de aplicaciones del electromagnetismo.
Las O.E.M son aquellas ondas que no necesitan un medio material para
propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio,
televisión y telefonía.
Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300
0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por
una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido
ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en
el instante de producirse.
Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de
campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al
"excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el
exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del
mundo en que estamos.
Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el
funcionamiento complejo del mundo actual.
Las características de las ondas electromagnéticas son:
Ø Absorción
y Emisión: Cuando las ondas de radiación pasan a través de un gas los átomos o
moléculas que lo componen pueden absorber parte de esta energía. Cada átomo o
molécula absorbe una longitud de onda específica. Cuando la radiación es
captada después de su paso por el gas es captada en su espectro le "faltara" la
porción absorbida por el creando en el espectro una línea oscura de absorción.
Este gas a su vez remitirá la energía absorbida, esta observada contra un fondo
oscuro producirá líneas brillantes de emisión que tendrán la misma longitud de
onda de las radiaciones absorbidas. A este fenómeno se le conoce como ley de
Kirchhoff.
Ø Reflexión:
Así como las ondas del espectro visible son reflejadas por superficies como el
agua o los espejos, las ondas de radio también los son. El principio de
reflexión es el que ha permitido el diseño y construcción de antenas
parabólicas que reflejan y concentran la luz en un solo punto para que pueda
ser captado por un receptor.
Ø Refracción:
Es la desviación de las ondas cuando ellas pasan a través de un medio
transparente. Las diferentes sustancias tienen diferentes índices de refracción
Ej. El vacío es 1 y el agua 1.3
Ø Fase: Se
dice que dos ondas están en fase cuando sus picos y valles coinciden.
Ø Interferencia:
Cuando dos ondas de la misma frecuencia y dirección se encuentran la onda
resultante será la suma de ambas, a esto se le denomina Interferencia
Constructiva. Cuando dos ondas tienen la misma amplitud y están fuera de fase
180 grados -es decir el pico de una coincide con el valle de otra - las dos
ondas se cancelan a esto se le denomina Interferencia Destructiva.
Ø Difracción:
Cuando una onda electromagnética pasa por un obstáculo en el espacio la onda es
desviada alrededor del objeto.
Ø Cintilación:
Cuando una onda electromagnética viaja a través del medio se ve sometida a
pasar por áreas que varían en presión, temperatura, densidad entre otras su
consecuencia es que desde el punto de observación parecerá que las ondas varíen
en intensidad, el efecto visual de esto es que las estrellas titilen o se vean
espejismos en las tierras muy secas. Este mismo fenómeno ocurre con todas las
ondas del espectro.
Teorías modernas del Campo Electromagnético:
La teoría del campo de Maxwell
Como resultado de sus investigaciones, Michael Faraday contribuyó a
nuestro conocimiento del mundo con aportaciones de la misma importancia que las
que hicieron los más aventajados científicos del pasado, como Galileo y Newton.
Sus numerosos descubrimientos merecieron la admiración de sus coetáneos,
quienes no se percataron plenamente del impacto e importancia de su teoría de
campos y demás hallazgos. En realidad, hubo solamente un hombre, James Clerk
Maxwell que supiera apreciar plenamente la importancia y las posibilidades de
las ideas de Faraday. Lo que Maxwell se encontró delante fue una serie de
hallazgos experimentales y unas cuantas ideas (en estado embrionario, pero
fascinantes) sobre una teoría general del electromagnetismo y del mundo.
James Clerk Maxwell se encargó de clarificar la teoría de Faraday y de
descubrir las leyes del campo. Aunque es cierto que su imponente teoría
matemática se basaba en las ideas de Faraday, alteró alguno de los rasgos
fundamentales de su concepción. La desviación fundamental de Maxwell respecto a
Faraday era su concepto de materia y campo como entes totalmente diferentes.
El modelo mecánico del éter
En su primer trabajo, "On Faraday's Lines of Force" (publicado
en 1855-6), Maxwell había desarrollado matemáticamente muchas de las ideas de
Faraday. Creía que el campo electromagnético realmente estaba constituido por
un éter subordinado a las leyes de la mecánica newtoniana.
El problema de Maxwell se centraba en dar con un modelo del éter del
campo electromagnético que incorporara la masa y elasticidad necesarias para la
velocidad finita de la inducción y que fuera coherente con los fenómenos
eléctricos y magnéticos ya conocidos. Las ideas de Faraday jugaron un papel muy
importante en la construcción de dicho modelo, así como los denominados
remolinos de Thomson.
El modelo consistía en suponer que la masa de los remolinos depende de
la permeabilidad magnética del medio y que la electricidad está constituida por
bolitas que separan unos remolinos magnéticos de otros.
El desplazamiento de las partículas eléctricas da lugar a una corriente
eléctrica. Mientras pasa corriente, las partículas se mueven de un remolino a
otro. Al desplazarse pueden dar saltos y provocar una pérdida de energía que
aparece en forma de calor; pero mientras están girando, no hay rozamiento entre
la partícula y el remolino, y no se producen pérdidas de energía. En principio,
parece posible mantener indefinidamente un campo magnético. Por último, supuso
que los remolinos magnéticos están dotados de elasticidad.
El modelo mecánico del campo electromagnético de Maxwell es uno de los
más imaginativos pero menos verosímiles que nunca se hayan inventado. Es el
único modelo del éter que logró unificar la electricidad estática, la corriente
eléctrica, los efectos inductivos y el magnetismo, y a partir de él, Maxwell
dedujo sus ecuaciones del campo electromagnético y su teoría electromagnética
de la luz. La deducción de las ecuaciones es enrevesada y asombrosa.
La interpretación operativa
La interpretación "operativa" se basa en dos postulados: las
magnitudes electromagnéticas se consideraban fundamentales, y el campo es una
realidad independiente. La materia y el campo se consideran como entes
distintos e interpenetrantes.
En su obra "A Dynamical Theory of Electromagnetic Field", se
limitó a usar las fórmulas de la mecánica analítica con el fin de establecer
las ecuaciones del campo y deducir de ellas las consecuencias relativas a la
teoría de la luz. A partir de que toda energía es de tipo mecánico, consideró
como potencial la energía de los fenómenos electrostáticos y como cinética la
de las modificaciones magnéticas y las corrientes. Logró así, describir las
relaciones entre las magnitudes del campo electromagnético inspirándose en las
ecuaciones de LaGrange relativos a los movimientos de un "sistema con
ligaduras".
La concepción del campo electromagnético de Maxwell se puede resumir en
la siguiente cita "La teoría que propongo puede, por consiguiente,
llamarse teoría del campo electromagnético por que trata del espacio en las
proximidades de los cuerpos eléctricos y magnéticos, y puede llamarse teoría
dinámica por que supone que en dicho espacio hay una materia en movimiento que
produce los efectos electromagnéticos observados." Añadía, que la materia
no puede ser "grosera", que hay que concebirla como una materia
etérea semejante a la que asegura la propagación de la luz o del calor
radiante.
En su obra "Treatise on Electricity and Magnetism" la
hipótesis de la naturaleza electromagnética de la luz se reduce a la identidad
de los dos éteres: el de la óptica y el de la electricidad, en un párrafo de la
obra afirma: "En distintos pasajes de este Tratado se ha intentado
explicar los fenómenos electromagnéticos por una acción mecánica transmitida de
un cuerpo a otro gracias a un medio que llena el espacio comprendido entre
ambos. La teoría ondulatoria de la luz supone también la existencia de un medio
semejante. Hemos de demostrar ahora que el medio electromagnético posee
propiedades idénticas a las del medio en el que se propaga la luz".
La teoría de los electrones de Lorentz
Uno de los problemas más importantes que quedaban pendientes era la
electrodinámica de los cuerpos en movimiento ya que atañe directamente a la
naturaleza y existencia del éter.
Lorentz aplicó la teoría de Maxwell, ampliada por Heaviside, a
hipotéticos corpúsculos cargados, que no recibieron el nombre de electrones
hasta después de su descubrimiento por J. J. Thomson en 1897 colocando a la
teoría de Lorentz en el centro de interés de toda investigación posterior.
El hecho de que las leyes de la mecánica newtoniana sean invariantes
bajo la transformación de Galileo se conoce como principio de la relatividad.
El objetivo de Lorentz era encontrar una transformación entre el tiempo
del sistema del éter y el del sistema móvil que diera a las ecuaciones del
sistema móvil y a las del sistema en reposo la misma forma. La halló al
examinar el problema de un electrón en movimiento oscilatorio. De este modo,
Lorentz descubrió unas transformaciones que dejan invariantes las ecuaciones de
Maxwell para el caso de un sistema en movimiento uniforme.
El éxito de la teoría de Lorentz provocó una crisis en la mecánica
newtoniana. La crisis, que sólo pudo resolverse abandonando dicha mecánica, ya
que la hipótesis de Lorentz de un éter inmóvil excluía la posibilidad de
explicar los fenómenos electromagnéticos -o cualquier otro tipo- mediante un
éter mecánico subordinado a las leyes de Newton.
Las críticas de Poincaré y los experimentos de Rayleigh, Brace, Trouton
y Noble, indujeron a Lorentz a crear una segunda teoría mejorada que
garantizaba que el resultado del experimento de Michelson fuese negativo para
cualquier velocidad a través del éter, que obtenía una nueva expresión para la
masa longitudinal y transversal del electrón en movimiento, confirmada por los
resultados experimentales.
La teoría de la Relatividad
El artículo de Einstein publicado en 1905, "Sobre la
electrodinámica de los cuerpos en movimiento", inicia una investigación
que pondrá fin a la mecánica newtoniana y a la acción a distancia. Completó el
derrocamiento de la concepción newtoniana del mundo que se había iniciado a
principios del siglo XIX, y a su vez dio comienzo a una nueva aproximación a la
teoría de campos.
Einstein coincidía con Mach en que el espacio absoluto era un concepto
falso e inaceptable, y que el éter de Lorentz estaba en la misma situación que
el espacio absoluto de Newton. Se propuso partir del principio de la
relatividad, pero consideraba que las viejas transformaciones de Galileo no
servirían, y que harían falta unas similares a las de Lorentz. Para Einstein el
principio de la relatividad era incompatible con la existencia del éter.
Además, hizo la suposición de que la luz se propaga siempre por el espacio
vacío con una velocidad bien definida c que es independiente del estado de
movimiento del cuerpo emisor.
Como consecuencia de la segunda hipótesis, Einstein vio que era
necesario remplazar las longitudes y los tiempos absolutos de Newton, por
tiempos y distancias diferentes según el observador. Concluyó que sucesos que
son simultáneos para un observador no lo son para otro que esté en movimiento
relativo. Después buscó la transformación del tiempo del observador "en
reposo" al tiempo del "observador" en movimiento. Y por último,
a partir de la transformación temporal dedujo las transformaciones espaciales,
las transformaciones finales resultaron ser las de Lorentz.
El principio de la relatividad quiere decir, que los efectos de la
contracción de longitud, aumento de masa, etc., son exactamente iguales para
dos observadores en movimiento relativo. Por ejemplo, no sólo se acortan las
varillas del observador "en movimiento" vistas desde el observador
"estacionario", sino que también se acortarían las del observador
"estacionario" desde el punto de vista del observador
"móvil". En general, la inversa de una transformación de Lorentz es
otra transformación de Lorentz. Esta reciprocidad es la esencia del punto de
vista relativista, en la que no hay ningún observador "estacionario"
privilegiado en el éter.
Las propiedades toman diferentes valores en sistemas de referencia
distintos, de acuerdo con las transformaciones de Lorentz, y no se pueden
considerar ninguno de ellos como verdadero. Todos son igualmente reales. Por
ejemplo, es imposible determinar de forma unívoca la masa de un objeto. En
diferentes sistemas de referencia el objeto tendrá masas diferentes y ninguna
de estas masas puede escogerse como la masa real, todas tienen la misma
realidad. Lo mismo puede decirse de las dimensiones de un cuerpo, etc. Ahora
bien, una vez fijado un valor determinado de una propiedad en un determinado
sistema de referencia, el resto de los valores en otros sistemas de referencia
quedan automáticamente determinados por las transformaciones de Lorentz.
Einstein dedujo la fórmula de la composición de velocidades aplicando
dos veces las transformaciones de Lorentz, la velocidad resultante nunca es
superior a la de la luz. Predijo el denominado efecto Doppler transversal
detectado experimentalmente en 1938. Calculó la energía que adquiere un
electrón como consecuencia de una fuerza exterior, señalando la imposibilidad
de que un cuerpo adquiera una velocidad igual a la de la luz, ya que precisaría
de una energía infinita.
Da origen a una nueva teoría con su explicación del efecto
fotoeléctrico, en base a la hipótesis de que la luz desde que se emite hasta
que se absorbe, viaja en paquetes discretos como si se tratase de partículas. A
partir de ese momento, era necesario reconciliar los "cuantos" de luz
corpusculares con la teoría de Maxwell, que consideraba a la luz como una onda
electromagnética.
Marco Teórico
Hewitt (1998), cuando dos ondas electromagnéticas se sobreponen, la onda
compuesta es la suma de las dos ondas en cada instante y en cada punto del
espacio, las dos ondas aun están ahí separadas e independientes, sin llegar a
afectarse mutuamente en ninguna forma.
Si las ondas electromagnéticas se sobreponen solo por un tiempo y en
cada región continúan su trayectoria exactamente igual que antes, sin que una
influya en la otra.
Feynman (1987), actualmente, la energía electromagnética abarca todo el
mundo, es decir, no hay lugar donde esconderse de ella. En los lugares más
remotos del planeta también estaríamos expuestos a un nivel de frecuencias
corrientes ubicuas de 50 o 60 Hz, igual que las ondas de radio reflejadas en la
ionósfera. Con esto, fácilmente podemos percatarnos de que el problema del
electro polución es mundial y para resolverlo se requeriría de un inmenso
esfuerzo y coordinación de todos los interesados.
López (2004), la propuesta de ley de Antenas de Telefonía Móvil del
grupo parlamentario socialista en las Cortes, aunque incidió en la necesidad de
consensuarla con los colectivos preocupados por este tema.
Asimismo la necesidad de que la nueva ley regule las estaciones base de
telefonía móvil que están ya instaladas y que pueden suponer un riesgo para la
salud. Subraya la importancia de conseguir una mayor implicación de las
administraciones públicas y adoptar una política de precaución regulando
adecuadamente estas instalaciones para así defender la salud de los ciudadanos.
Zermansky (1999), El estudio de Ondas electromagnéticas se han centrado
en ondas planas que se propagan en una sola dirección, en cualquier plano
perpendicular a la dirección de probación de la onda, los cuerpos E y B son
uniforme en cualquier instante. Aunque fáciles de describir, las ondas planas
no son fáciles de producir de manera experimental. Cualquier distribución de
onda o corriente que oscile de manera senoidal respecto del tiempo produce
ondas electromagnéticas senoidales, pero uno se espera sean ondas planas.
Cromer (1994), A fines del siglo XVIII se conocieron ya la mayoría de
los hechos fundamentales referentes a la electricidad estática las corrientes y
las ciencias permanentes.
Las semejanzas entre fenómenos eléctricos y los fenómenos magnéticos
hicieron que muchos hombres de entre aquellos, Oersted descubrieron que un hilo
que condujera el mismo efecto que el imán, es decir que la corriente originaba
magnetismo.
Este fenómeno llamado Electromagnetismo era una de las relaciones
buscadas entre electricidad y el magnetismo.
Solórzano del Río (1998), Las instalaciones y las aplicaciones de la
electricidad y la electrónica están incrementándose continuamente. Sus efectos
sobre la salud son ahora indiscutibles y ampliamente conocidos dentro del
ambiente científico, aunque en lo que se refiere al público, la mayoría de la
gente desconoce lo que puede hacer para protegerse de los efectos nocivos de
algunos campos electromagnéticos.
La empresa METROCALL, una de las principales vendedoras de móviles en
EE.UU., están advertidos a los padres que desean compra un teléfono móvil para
su hijo adolescente o pre-adolescente de los riesgos que puede suponerle su
uso. (Se están protegiendo contra posibles demandas como las que están llevando
a cabo algunos fumadores).
Dra. Marilyn Goldhaber, 1988, termino un estudio sobre 1583 mujeres a lo
largo de tres años. Las que habían estado sometidas a la radiación de las
pantallas de computadoras durante periodos superiores a las 20 horas. Semanales
indicaban una tasa estadística superior al doble de abortos y malformaciones de
los fetos.
El Instituto Karolinska de Estocolmo, realizo un trabajo con 127000
niños que vivieron 25 años cerca de líneas de alta tensión. El estudio dio como
dato significativo el aumento en el riesgo de contraer leucemia infantil por el
hecho de estar sometidos a fuertes campos electromagnéticos.
Metodología
La metodología que se va a aplicar para este proyecto de investigación
es la temática, con la cual se pretende profundizar el tema del
electromagnetismo y las consecuencias en el ser humano.
Movimiento ondulatorio, proceso por el que se propaga energía de un
lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o
electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se
produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de
equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del
sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que
se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte.
En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de
equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan
mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin
ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un
medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso
las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos
magnéticos y eléctricos.
Las ondas son una perturbación periódica del medio en que se mueven. En
las ondas longitudinales, el medio se desplaza en la dirección de propagación.
Por ejemplo, el aire se comprime y expande en la misma dirección en que avanza
el sonido. En las ondas transversales, el medio se desplaza en ángulo recto a
la dirección de propagación. Por ejemplo, las ondas en un estanque avanzan
horizontalmente, pero el agua se desplaza verticalmente. Los terremotos generan
ondas de los dos tipos, que avanzan a distintas velocidades y con distintas
trayectorias. Estas diferencias permiten determinar el epicentro del sismo. Las
partículas atómicas y la luz pueden describirse mediante ondas de probabilidad,
que en ciertos aspectos se comportan como las ondas de un estanque.
Tipos de ondas: Las ondas se clasifican según la dirección de los
desplazamientos de las partículas en relación a la dirección del movimiento de
la propia onda. Si la vibración es paralela a la dirección de propagación de la
onda, la onda se denomina longitudinal. Una onda longitudinal siempre es
mecánica y se debe a las sucesivas compresiones (estados de máxima densidad y
presión) y enrarecimientos (estados de mínima densidad y presión) del medio.
Las ondas sonoras son un ejemplo típico de esta forma de movimiento
ondulatorio. Otro tipo de onda es la onda transversal, en la que las
vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Las
ondas transversales pueden ser mecánicas, como las ondas que se propagan a lo
largo de una cuerda tensa cuando se produce una perturbación en uno de sus
extremos, o electromagnéticas, como la luz, los rayos X o las ondas de radio.
En esos casos, las direcciones de los campos eléctrico y magnético son
perpendiculares a la dirección de propagación. Algunos movimientos ondulatorios
mecánicos, como las olas superficiales de los líquidos, son combinaciones de
movimientos longitudinales y transversales, con lo que las partículas de
líquido se mueven de forma circular.
En una onda transversal, la longitud de onda es la distancia entre dos
crestas o valles sucesivos. En una onda longitudinal, corresponde a la
distancia entre dos compresiones o entre dos enrarecimientos sucesivos. La
frecuencia de una onda es el número de vibraciones por segundo. La velocidad de
propagación de la onda es igual a su longitud de onda multiplicada por su
frecuencia. En el caso de una onda mecánica, su amplitud es el máximo
desplazamiento de las partículas que vibran. En una onda electromagnética, su
amplitud es la intensidad máxima del campo eléctrico o del campo magnético.
Contaminación electromagnética y los efectos Biológicos
Los seres vivos han estado expuestos a influencias electromagnéticas
desde siempre: La luz del Sol y sus rayos infrarrojos, los rayos cósmicos, y
otras, son radiaciones naturales. Sin embargo, hacia principios del siglo XX,
comenzaron a diseminarse el desarrollo de radiaciones generadas por el hombre,
con la creación de dispositivos eléctricos y electrónicos, en todas las
regiones del mundo. La contaminación producida por las radiaciones del espectro electromagnético
producto de la actividad humana es conocida como Contaminación Electromagnética
(CEM).
Las radiaciones emitidas por los CEM se dividen, en función de su
frecuencia (número de ondas electromagnéticas que pasan por un determinado
punto en 1 s), en radiaciones ionizantes
y no ionizantes. Las primeras son ondas electromagnéticas de frecuencia muy
alta que contienen una energía fotónica suficiente para romper enlaces químicos
a nivel molecular en las células. En las segundas, aunque la energía fotónica
es débil para romper enlaces químicos, tienen efectos biológicos como son el
calentamiento y la inducción de corrientes eléctricas en los tejidos y células.
Por tanto, las ondas electromagnéticas conllevan efectos biológicos que pueden
desembocar en efectos adversos para la salud.
Un efecto biológico ocurre cuando la exposición produce un cambio
fisiológico detectable en un sistema biológico, pero un efecto adverso para la
salud ocurre cuando el efecto biológico sobrepasa el límite normal de
variabilidad fisiológica del organismo y presenta dificultad de adaptación con
detrimento del estado de salud.
El cuerpo humano posee unos cincuenta billones de células, toda célula
viva se comporta como un dipolo ya que la distribución asimétrica de cargas
hace que el interior celular sea negativo respecto al exterior. La diferencia
de potencial a través de la membrana es variable en diversos tipos de células,
encontrándose valores frecuentes entre -10 y -l00 mV. El agua es el principal componente del cuerpo
humano, que posee un 75% de agua al nacer y cerca del 60% en la edad adulta.
Aproximadamente el 60% de dicha agua se encuentra en el interior de las células
y el resto circula en la sangre y baña los tejidos. Agua, sangre y minerales, además de la
corriente nerviosa, convierte el cuerpo humano en un buen conductor de
electricidad, por ello, los campos eléctricos y magnéticos oscilan e
interactúan con él y pueden producir débiles corrientes eléctricas en el
cuerpo.
¿Cómo ejercen los CEM su efecto biológico?, Las oscilaciones electromagnéticas se
propagan en el espacio y al incidir sobre los cuerpos pueden o bien penetrar,
reflejarse o absorberse produciendo un efecto sobre los organismos vivos,
a mayor penetración y absorción de
energía mayor será su acción biológica.
El efecto primero es sobre la célula, luego pasa al tejido hasta llegar
al órgano. Los científicos centran su
atención en las alteraciones en el potencial eléctrico de la membrana celular, problemas asociados a la
concentración intracelular del ión calcio, interferencia con la síntesis proteica,
alteraciones enzimáticas, variación de la liberación de melatonina. Esta última
se traduce en disminución de los antioxidantes (anti radicales libres),
modificación de la respuesta del sistema inmunológico, trastornos del sistema
endocrino y hormonal, entre otros.
Aunque aún existen discusiones
metodológicas y científicas para concluir los efectos adversos para la salud
humana que los CEM pueden tener, actualmente, los efectos biológicos no sólo
dependen del tipo, frecuencia e intensidad de estos campos, ahora debemos tener
en cuenta también la presencia e interacción de diversos tipos de CEM que rodean el ambiente en el que
vivimos, así como, la cercanía a dicha
radiación y el tiempo de exposición; resaltando que su efecto es acumulativo y
se observa a mediano o largo plazo. En este momento ya existen evidencias de
muchos de estos efectos que han dado lugar a estudios epidemiológicos y que han
generado respuestas preventivas de la OMS Organización Mundial de la Salud y de
la Comunidad Europea. En el año 2007 “El
Grupo de trabajo de Bioiniciativa” conformado por un prestigioso conglomerado
de científicos y expertos en salud pública de Estados Unidos, Suecia,
Dinamarca, Austria y China, dieron a conocer un informe en el que citan más de
200 estudios que detallan los efectos tóxicos de los CEM.
Muchas actividades humanas, tanto en los lugares de trabajo,
esparcimiento o en el hogar, están íntimamente relacionadas con sistemas como
televisión, radio, computadoras, teléfonos celulares, hornos microondas,
radares y equipos utilizados en industrias, medicina y comercio, cuyo
funcionamiento depende de una u otra manera de CEM.
Al coexistir tantos CEM es lógico suponer que una influencia mutua
originaría interferencias entre los distintos sistemas que requieren de dichos
campos para su funcionamiento. Por lo tanto estos sistemas deben funcionar
apropiadamente en el ambiente electromagnético para el que fueron diseñados y
evitar ser fuentes de contaminación para tal ambiente.
Al mismo tiempo estas tecnologías son fuentes de posibles riesgos en la
salud como consecuencia de su uso. Entre
los más estudiados están la telefonía celular y las líneas de transmisión
eléctrica y sus equipamientos asociados. Los científicos han sugerido que la
exposición a CEM emitidos por estos dispositivos podría tener efectos adversos
sobre la salud, como cáncer, especialmente leucemia y al cerebro, reducción de
la fertilidad, pérdida de memoria y cambios adversos en el comportamiento y
desarrollo de los niños. Sin embargo el riesgo real sobre la salud es aún
desconocido, a pesar de que para ciertos tipos de CEM se ha encontrado que a
niveles controlados el riesgo es muy bajo o inexistente.
Se sugiere entonces, adoptar el principio de precaución, donde la
precaución principal es un acercamiento al manejo del riesgo en situaciones de
incertidumbre científica, que expresa la necesidad de una acción que debe
adoptarse sin esperar otras definiciones de la ciencia. Por esta razón la
normativa nacional e internacional fija valores límite.
Medidas preventivas
La medida más efectiva de protección contra las radiaciones
electromagnéticas es alejarse de las fuentes; según el tipo de red o de aparato
la distancia de seguridad variará en función de las emisiones que genere.
En todos los casos conviene aplicar procedimientos sencillos y prácticos
tendientes a prevenir o minimizar cualquier efecto dañino que pudiese
detectarse.
En lo que a teléfonos celulares se refiere, entre estas recomendaciones
se pueden citar:
Ø Que el uso
de celulares sea sólo para llamadas de corta duración.
Ø Que se
trate de utilizar audífonos para mantener la antena lejos de la cabeza, ya que
aproximadamente el 60% de las radiaciones se concentran en la cabeza y en las
manos.
Ø Que los
niños no usen teléfonos celulares, pues no se puede descartar la posibilidad
que el uso prolongado de los celulares pueda ser dañino, y los niños son los
más vulnerables, pues su sistema nervioso está todavía en la etapa de
desarrollo.
Ø Respecto a
líneas de energía eléctrica y sus equipos asociados, la medida fundamental es
no permanecer próximos a ellos por períodos prolongados. Tener en cuenta este
punto cuando se trata de localizar, fundamentalmente, viviendas y escuelas.
Ø Al hablar
por celular, retírelo 1 centímetro de la oreja.
Ø Si tiene
equipo de sonido en el dormitorio, aléjelo mínimo un metro y medio de la cama.
Ø Ubique el
televisor a una distancia seis veces mayor que la diagonal de la pantalla. Es
decir, si es de 20 pulgadas, entonces debe ubicarlo a 120 pulgadas, unos 3
metros. (1 pulgada equivale a 2.54 centímetros).
Ø La cama
debe estar retirada 40 centímetros del tomacorriente.
Es conveniente evitar la exposición a todo tipo de campo
electromagnético, especialmente mientras se duerme, ya que se ha encontrado una
relación entre ellos y la generación de la melatonina, hormona reguladora del
sueño sintetizada en el cerebro especialmente durante la noche.
Niveles de corriente alterna en el
cuerpo humano (si hay un perfecto apoyo de los pies)
Glosario
Ø Campo:
Región en la que se ejerce sobre un objeto una fuerza gravitatoria, magnética,
electrostática o de otro tipo.
Ø Campo
Magnético: Un campo magnético es campo de fuerzas que afecta a los imanes,
atrayendo una parte del imán y repeliendo otra.
Ø Campo
Eléctrico: Campo de fuerza que rodea a un cuerpo electrizado o asociado con un
campo magnético fluctuante, con el cual interactúan partículas electrizadas.
Ø Campo
Electromagnético: Se denomina Campo electromagnético al conjunto de los campos
oscilatorios eléctrico y magnético que se crean en el espacio al hacer circular
por un conductor una corriente eléctrica oscilante.
Ø Electromagnetismo:
Es la parte de la física que estudia los campos electromagnéticos, sus
interacciones con la materia, y en general la electricidad y el magnetismo.
Ø Radiación:
Se refiere a la transportada por ondas electromagnéticas, llamada, en
consecuencia, radiación electromagnética. No obstante, se utiliza esta
expresión también para referirse al movimiento de partículas a gran velocidad
en el medio, con apreciable transporte de energía, que recibe el nombre de
radiación corpuscular.
Ø Onda: Es
una perturbación que se propaga a través del espacio y transporta energía.
Matemáticamente diremos que una función cualquiera de la posición en el tiempo.
Cibergrafia
Ø ttp://tamarugo.cec.uchile.cl/FI33A-01/
Ø http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/112/htm/electr.htm
Ø www.etc.upm.es
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Ø
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Ø www.library.thinkquest.org/C003776/
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López Valverde. «Historia del Electromagnetismo
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español)
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Villaruso Gato. «Cuestiones:La carga elemental
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Borrego Colomer. «Campo eléctrico
Ø Conesa
Fdez-Vitora, Vicente. 1997. Guía metodológica para evaluación del impacto
ambiental 3ª edición, Ed. Mundi-Prensa - Madrid
Ø Tora
Galván, José Luis. 1997. Transporte de la Energía Eléctrica – Universidad
Ø Pontificia
Comillas- Madrid- España
Ø es.wikipedia.org/
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