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Cem y Salud Humana. –Notas de contexto. II CONGRESO INTERAMERICANO DE SALUD AMBIENTAL DICSA/AIDIS Taller de Radiaciones no Ionizantes. Los Campos Electromagnéticos. La estructura de la materia Aceleración de cargas eléctricas como causa de la radiación electromagnética
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Cem y Salud Humana. –Notas de contexto II CONGRESO INTERAMERICANO DE SALUD AMBIENTAL DICSA/AIDIS Taller de Radiaciones no Ionizantes
Los Campos Electromagnéticos • La estructura de la materia • Aceleración de cargas eléctricas como causa de la radiación electromagnética • La radiación como propagación de la variación de las propiedades del campo • Las relaciones entre escala, energía y frecuencia • El espectro • La interacción con la materia viva
Variables a ser consideradas: E: campo eléctrico B: campo magnético U: vector de intensidad de flujo de energía
La propagación de la onda • James Clerk Maxwell resumió las propiedades conocidas de los fenómenos eléctricos y magnéticos en cuatro ecuaciones. • La primera relaciona el campo eléctrico E que atraviesa una superficie A (por ejemplo una esfera) con la carga eléctrica Q contenida dentro de la superficie. • La segunda ecuación relaciona el campo magnético B que atraviesa una superficie A con la carga magnética contenida en la superficie, y afirma que dicha carga es nula, es decir, que no existen cargas magnéticas. • La tercera ecuación describe dos formas de inducir un campo magnético B en una espira circular l. Una de ellas implica el movimiento de cargas en una corriente eléctrica Ι, y la otra implica un flujo eléctrico variable. • La cuarta ecuación describe la forma de inducir un campo eléctrico E mediante un flujo magnético variable. La variación de un flujo depende de la variación del campo (E o B) y de la superficie A atravesada por el mismo.
El espectro de los campos electromagnéticos • Zona ionizante • Radiación α, β, γ, X • Flujos corpusculares: neutrones y partículas subatómicas • Zona no ionizante • Ultravioleta, visible, infra-rojo • Micro-ondas, radiofrecuencias, intermedias y muy bajas • Campos estáticos
Consideraciones sobre las relaciones con la materia viva • Para estimar peligros potenciales de exposición hay que valorar las interconexiones cuantitativas entre los efectos biológicos y las características del campo radiante. • Las relaciones entre el campo externo y el campo interno que se establece en el interior de los organismos
Mecanismos biofísicos de la exposición a RF • Puntos de calentamiento con preferencia de los límites acuosos • Fenómenos caóticos no lineales • Resonancias • Transición de fase de las membranas • Efectos cuánticos, radicales libres • Calentamiento de biomagnetita por microondas
Mecanismos biofísicos de la exposición a ELF y campos estáticos • Acoplamiento de los campos estáticos a las cargas superficiales del cuerpo expuesto • Acoplamiento de los campos magnéticos (inducción, magnetomecánica e interacción electrónica) • Flujo de cargas eléctricas, formación de dipolos y reorientación en los tejidos • Campos eléctricos inducidos y corrientes circulantes
Efectos biológicos de la exposición a los CEM • Efectos térmicos • Calentamiento de las estructuras biológicas expuestas • La propagación sigue las leyes de la óptica geométrica en su interacción con los cuerpos del espacio (reflexión, difracción, refracción, transmisión y absorción) • La radiación puede focalizarse en puntos de los órganos interiores de los seres vivos creando zonas irregulares de calentamiento con reacción necrótica
Efectos biológicos de la exposición a los CEM • Efectos no térmicos • La máxima sensibilidad parece radicar en los sistemas nerviosos y cardiovascular • Saltos en el estado de los procesos nerviosos • Disturbios hemodinámicos e hipoxia del miocardio • Polarización de las moléculas de las membranas celulares • Afectación del metabolismo celular por disturbio del tránsito iónico del Ca y el Mg • Cambio en la movilidad de los electrolitos en sangre
Requerimientos para los estudios epidemiológicos • Las fortalezas de asociación débiles son más susceptibles a los sesgos y a los confusores • Las evidencias de laboratorio pueden ser importantes para incrementar la confianza. • Debe haber una relación dosis – respuesta entre valores medidos, calculados, estimados de los campos CEM y los casos de cáncer
Criterios para la evaluación de la investigación epidemiológica • Fortaleza y consistencia de las asociaciones entre la exposición a los CEM y los efectos biológicos • Evidencia de la relación dosis – respuesta • Evidencia de los estudios de laboratorio • Plausibilidad de que los sistemas biológicos expuestos a CEM muestran efectos.
Requerimientos para los estudios de laboratorio • Mediciones y análisis serán objetivos y los sistemas biológicos apropiados • Métodos detallados en las publicaciones y reproducibles por otros investigadores con resultados demostrados de alta significación • Debe darse mayor importancia a los animales expuestos de cuerpo completo que a tejidos aislados • Debe buscarse consistencia de otros estudios antes de aceptar nuevos hallazgos
Efectos biológicos y peligros en salud por exposición a campos CEM • Un efecto biológico es un cambio detectable de función o estructura sobre el nivel molecular, una perturbación fisiológica que puede o no ser medible • Los efectos biológicos medibles que permanecen en el rango normal de compensación y no apartan del estado de bienestar no resultan peligrosos • Interacciones o pérdida de habilidad para la recuperación se consideran peligrosos
El efecto de la exposición a CEM en los seres vivos • No parece clara una limitante teórica general que defina el más bajo límite de intensidad de exposición a los CEM que afecte los sistemas biológicos • El criterio para las más bajas frecuencias es la aparición de corrientes de Foucault y para las mayores el calentamiento de los tejidos. • Las CEM no térmicas de baja intensidad se relacionan a las oscilaciones naturales de las membranas plasmáticas de las células vivas. • Se discute el papel del agua en los tejidos como absorbente. • Con la dosis en campos magnéticos estáticos la concentración leucocitaria aumenta la entropía y la condición morfofuncional de la corteza adrenal.
El efecto de la exposición a CEM en los seres vivos • Se plantea la hipótesis de la influencia en la reducción de la melatonina producida por la glándula pineal, hormona de efecto antitumoral y anticarcinogénico, inhibiendo los procesos de los radicales libres. • Influencia en la leuko y eritropoyesis • Posible envejecimiento prematuro y daño a la función generativa, efectos aterogénicos y de mutación y daño a las gónadas se vinculan a exposiciones de largo período.
Algunos efectos reportados en experimentos de laboratorio • En corazones de ranas, las microondas cambian la función cardíaca con decrecimiento de la excitabilidad de los elementos musculares y nerviosos y disturbios de los procesos de interacción intracelular. • Experimentos desarrollados en embriones de pollos sugieren que la modulación del CEM influye las interacciones sistémicas del organismo.
Algunos efectos reportados • Campos de frecuencias ELF pueden producir o influir afecciones cardiovasculares y del sistema nervioso vegetativo. • Aparece una reacción adaptativa inicial inespecífica del cerebro, que incluye una reacción de sincronización del EEG • Aumento de las ondas Tetha en el EEG por exposición a micro-ondas y facilitación de los procesos de excitación e inhibición en las neuronas de la corteza.
Algunos efectos reportados • Las ondas de baja frecuencia inducen un efecto de inmunosupresión, en tanto las micro-ondas activan las células inmunocompetentes. • El sistema auditivo sensorio juega un papel en los mecanismos neurofisiológicos de la influencia del UHF en el sistema nervioso, deprimiendo la actividad enzimática • En las frecuencias de telefonía celular se ha reportado la posibilidad de una respuesta cerebral a la exposición a corto término, un decrecimiento en los intervalos RR y QT y bradicardia
Problemas con la consistencia • Los diseños, objetos de estudio, métodos de medición y las características de los instrumentos no son comparables. • Las poblaciones investigadas y los escenarios ecológicos cambiantes, sujetos a estudios no estandarizados, ponen en duda los resultados de contrastar estudios epidemiológicos.
Criterios para la normación sanitaria de la exposición • Evaluación de posibles efectos adversos en salud basados en evidencia y recomendaciones de valores límites • Lo controversial y el principio precautorio • Asesoría técnica para traducir efectos biológicos en sistemas de prevención • Evaluación del cumplimiento de las regulaciones con base en la salud pública • Evaluación de los impactos económicos y sociales
Estandarización por criterios ICNIRP • Restricciones básicas • Entre 1 Hz y 10 MHz limitan la densidad de corriente para prevenir efectos sobre las funciones del sistema nervioso • Entre 100 kHz y 10 GHz limitan el SAR para prevenir estrés de calentamiento del cuerpo completo o calentamiento excesivo de tejidos • De 100 kHz y a 10 MHz, las restricciones abarcan densidad de corriente y SAR • Entre 10 y 300 GHz limitan densidad de potencia para prevenir calentamiento excesivo
Estandarización por criterios ICNIRP • Niveles de referencia • Son dirigidos a evaluar la exposición práctica, basados en mediciones o técnicas computacionales y percepción y efectos indirectos adversos • Campo eléctrico, campo magnético, densidad de flujo magnético, densidad de potencia y corrientes que fluyen entre los miembros