Las radiaciones no ionizantes son aquellas cuya energía es inferior a la necesaria para crear pares de iones donde antes hubo uno o varios átomos.
El ser humano convive con las radiaciones y está familiarizado con muchos tipos diferentes, aunque en ocasiones desconoce que se trata de ellas. La radiación solar es, sin duda alguna, la más conocida y ello se debe a que disponemos de un sentido capaz de detectarlas: la vista. Pero existe otro grupo de radiaciones que, aunque ninguno de nuestros sentidos es capaz de detectarlas, están presentes en nuestra vida diaria. Así, las radiaciones posibilitan el funcionamiento, entre otros, de los aparatos de radio y televisión, de los radares para el pronóstico del tiempo, de los equipos de rayos X para el diagnóstico médico y de los equipos de radioterapia para el tratamiento del cáncer.
¿Qué es la radiación?
La radiación es energía que viaja a través del espacio, incluso del vacío interestelar. Cuando los filmes de ciencia ficción nos muestran batallas en el espacio interestelar, donde no hay atmósfera, se agrega sonido con fines dramáticos. Pues científicamente, en realidad, solo podríamos ver la luz (radiación) procedente de las explosiones, pero nunca escuchar su sonido. Este sí requiere de la atmósfera para poder viajar.
La radiación en general puede ser interpretada como chorros de partículas, como las partículas alfa o beta emitidas por los núcleos radiactivos, o radiación de ondas electromagnéticas, como la luz, de la cual solo una pequeña parte es visible. De acuerdo a esta definición, la característica fundamental de la radiación de partículas o electromagnética es su energía.
Cuando la radiación interactúa, es decir, choca, con un medio material determinado (las ondas de radio con la antena de los radiorreceptores, la luz solar con la piel, etc) produce determinados efectos cuyas características dependerán de la energía de la radiación.
El conocimiento de tales efectos por el hombre ha requerido de rigurosos estudios. La finalidad principal ha sido la de establecer con claridad las posibilidades de su uso en general y concretamente en la salud.
Características de las radiaciones no ionizantes.
Cuando la energía de la radiación resulta inferior a la necesaria para crear pares de iones (iones positivos y negativos) donde antes hubo uno o varios átomos, se dice que tal radiación es no ionizante. La naturaleza de las radiaciones no ionizantes es siempre electromagnética.
Debido a la naturaleza siempre ondulatoria de las radiaciones no ionizantes, se suelen caracterizar por dos parámetros, la longitud de onda y la frecuencia, Así, por ejemplo, el sello distintivo de las emisoras radiales es la frecuencia por la que realizan sus transmisiones.
Radiaciones que no provocan ionización
La zona de campos electromagnéticos debe su nombre a que la generación de la radiación electromagnética en ella comprendida se fundamenta en el movimiento de las cargas eléctricas a través de cables y dispositivos electrónicos. A consecuencia, si no hay corriente eléctrica no hay radiación electromagnética.
Por otro lado, las radiaciones ópticas alcanzan energías y frecuencias que no son posibles generar mediante el movimiento de las cargas eléctricas a través de cables y equipos. Estas radiaciones tienen su origen en la energía de los electrones que se mueven alrededor de los núcleos atómicos.
Radiación electromagnética
La transmisión y recepción del sonido sin cable, a grandes distancias, no es posible sin la ayuda de las ondas electromagnéticas. La voz humana debe ante todo ser captada por el micrófono y traducida a señal eléctrica en los equipos llamados de baja frecuencia. Esta señal de audio para transmitirla es necesario montarla sobre una onda electromagnética portadora. Según la energía de esta onda pueda llegar más lejos la transmisión. Es decir, surge la necesidad de modular (hacer variaciones) a esa onda electromagnética portadora.
Por ello, la señal de audio se hace llegar a un equipo de alta frecuencia, el transmisor, dentro del cual ocurre la modulación de la onda que se transmite. A continuación, mediante un excitador se amplificará la onda ya modulada hasta un cierto nivel para que, llegue hasta el amplificador final. Este le dará la potencia de radiofrecuencia necesaria y la conducirá a la antena emisora.
En dependencia de las características del transmisor, la onda portadora podrá tener diferentes frecuencias o energías: emisiones de radio, de televisión y por teléfonos celulares, microondas.
El aparato receptor capta la onda electromagnética por su antena y convierte las señales recibidas en señal de audio mediante un altavoz. La onda portadora pudiera llegar a tener una frecuencia extremadamente alta pero este tipo de transmisión no se utiliza para las emisoras de radio y se reservan para instituciones que así lo requieran para su trabajo.
El principal efecto de las microondas al interactuar con algunos materiales es su calentamiento. Por ello se las utiliza en la construcción de hornos domésticos.
Radiaciones ópticas
La emisión de las radiaciones no ionizantes se produce cuando los electrones ceden la energía que les ha sido suministrada mediante el calor. Si no hay energía suministrada a los equipos generadores no hay emisión de radiación.
Así, la luz emitida por las lámparas de sodio siempre tendrá un tono amarillento. Esto está determinado por la diferencia de las energías existente entre la posición inicial y final de los electrones del átomo de sodio, que coincide con la energía de la luz amarilla.
La radiación infrarroja y la radiación visible son capaces de calentar los materiales como lo hacen las microondas. La radiación visible y sobre todo la ultravioleta, son capaces de inducir efectos fotoquímicos por lo que se las utiliza industrialmente. Fundamentalmente, la radiación ultravioleta, es usada para acelerar diferentes procesos químicos como por ejemplo pintar los autos. La luz ultravioleta interviene en la producción de vitamina D a partir de una sustancia precursora que existe en la piel y de la clorofila en el proceso de fotosíntesis de las plantas.
Cuando los campos de radiación llegan a ser extremadamente intensos se hace necesario utilizar medidas y medios para la protección de la salud de las personas. Esto explica por qué las estaciones de enlace por microondas o los transmisores de televisión no son accesibles al público. También explica por qué es necesario utilizar vidrios opacos para prevenir daños en los ojos producto de soldaduras o de la observación de eclipses de sol. Además, resulta conveniente utilizar cremas especiales para la piel a fin de evitar los efectos fotoquímicos producto de la exposición fundamentalmente a la luz ultravioleta.
Empleo de las radiaciones no ionizantes en la medicina
Las radiaciones no ionizantes tienes grandes usos y potencialidades dentro de la medicina. Muchos equipos de diagnóstico médico se basan en el estudio de las radiaciones no ionizantes. Además, estas son utilizadas para revertir enfermedades terminales como el cáncer. Otro campo donde se utilizan las radiaciones no ionizantes es en la fisioterapia para la recuperación de músculos atrofiados.
Radiaciones no ionizantes en el campo eléctrico.
Las características del campo eléctrico generado por las estructuras biológicas sirven de información acerca del estado del organismo. Los tejidos vivos son fuente de potenciales eléctricos, denominados biopotenciales. El registro de los biopotenciales de los tejidos y órganos recibe el nombre de electrografía. A partir de este término surgen diferentes mecanismos de diagnóstico en la medicina.
- Electrocardiografía (ECG): Este método consiste en la medición de los biopotenciales del músculo cardíaco, llamado miocardio, durante su excitación. Los biopotenciales se producen con la polarización y repolarización de las distintas partes del músculo cardíaco durante la contracción (sístole) y relajación (diástole) de este músculo.
- Electromiografía (EMG): Es la medición de la actividad eléctrica de los músculos esqueléticos.
- Electroencefalografía (EEG): Es la medición de la actividad eléctrica del cerebro.
En la mayoría de los casos los electrodos registran los biopotenciales no directamente en el órgano sino en otros tejidos adyacentes. Ello se debe a que los órganos se encuentran en el interior del cuerpo humano, bajo la piel y se hace dificultoso colocar un electrodo sobre ellos. La diferencia de potencial registrada entre dos puntos del cuerpo es denominada derivación.
Radiaciones no ionizantes en la corrientes eléctrica
En física se conoce por impedancia a la forma en que los cuerpos se oponen al paso de las corrientes eléctricas. En los seres vivos la impedancia es resistiva y capacitiva. La impedancia de tejidos y órganos depende de su estado fisiológico.
El método diagnóstico basado en el registro de las variaciones de la impedancia de los tejidos se denomina reografía o pletismografía de impedancia. Con este método, se obtienen reogramas del encéfalo, del corazón, de los grandes vasos, los pulmones, el hígado y los miembros.
La corriente continua de 60 a 80 V se emplea en fisioterapia con el nombre de galvanización. La corriente alterna, produce una acción irritante en el organismo vivo. Los músculos se contraen y por ello, para estimular el sistema neuromuscular, cardiovascular y nervioso central, se emplea esta técnica. Sus manifestaciones más conocidas son:
- Electrosueño (impulsos en frecuencia de 5 a 150 Hz).
- Electrogimnasia (impulsos en frecuencia de 100 Hz).
- Estimuladores cardíacos (impulsos en frecuencia de1 a 1,2 Hz).
- Desfibriladores.
Si se aplica la corriente eléctrica a electrodos en contacto con el organismo entonces la corriente se propaga principalmente por los vasos sanguíneos y linfáticos, por los músculos y la superficie de los troncos nerviosos. Los tejidos y órganos presentan diferente conductividad de la corriente eléctrica, lo que depende de su estado funcional. Por ejemplo, durante la inflamación aumenta la resistencia al paso de la corriente eléctrica, pero en la hidrólisis disminuye. Ello se traduce en la modificación de los distintos patrones de comportamiento de esta energía en los tejidos, ayudando a revelar estados patológicos que se traducen en modificaciones.
Radiaciones no ionizantes en el campo magnético
El comportamiento de un objeto en el campo magnético depende de las características de la materia que compone el cuerpo expuesto. De este modo las sustancias que forman los cuerpos reaccionan de uno u otro modo ante el campo. Las corrientes eléctricas de origen biológico producen campos magnéticos débiles, así surge la magneto cardiografía que cumple objetivos semejantes a la electrocardiografía.
El organismo humano está expuesto a campos magnéticos que cambian periódicamente su orientación. Esto provoca que aparezcan corrientes eléctricas arremolinadas en el interior de los órganos. La presencia de estas corrientes puede llegar a afectar el funcionamiento y la fisiología del cuerpo humano. Sin embargo, se las puede emplear en intensidades moderadas para calentar tejidos y órganos biológicos, lo que se conoce con el nombre de inductotermia. Los campos magnéticos son aplicados en ortopedia, tratamientos del cáncer y sistema respiratorio con el nombre de magnetoterapia.
Cuando dentro de un intenso campo magnético el cuerpo recibe ondas de radio los núcleos de sus átomos cambian de posición y al retornar a la posición original emiten radiofrecuencia. Esta es usada para componer un cuadro de la estructura interior del organismo. Ello da origen a la técnica imagenológica (diagnóstico mediante imágenes) conocida como resonancia magnética nuclear (RMN). Esto se utiliza para detectar tumores, esclerosis múltiple, defectos congénitos del corazón y permite examinar el hígado, la médula y los riñones.
Radiaciones no ionizantes por oscilaciones electromagnéticas
La radiación de alta frecuencia y las microondas provocan vibraciones moleculares, produciendo también calor., Por otra parte, la radiación de frecuencias extremadamente bajas no muestra efectos térmicos a las dosis usuales. Está demostrado, sin embargo, que ella puede producir cambios eléctricos en la membrana de todas las células del cuerpo, lo que podría tener efectos biológicos importantes.
Los métodos fisioterapéuticos basados en hiperfrecuencias se les conoce como terapia de microondas (frecuencia 2375 MHz) y de ondas decimétricas (frecuencia 460 MHz). Estas terapias de calentamiento se emplean principalmente para los músculos.
Para localización y seguimiento de tumores y malformaciones vasculares, se implantan transductores no ionizantes en el tejido humano, que permiten seguir la ubicación tridimensional de los tumores en su dinámica. Esta tecnología es más precisa que la tomografía clásica para seguimiento de anomalías en los tejidos.
Radiación Infrarroja (IR)
La aplicación terapéutica de la radiación infrarroja en párvulos y en la fisioterapia se basa en su acción térmica, donde el máximo efecto aparece en la región de ondas cortas próximas al espectro visible. Las radiaciones infrarrojas penetran en el cuerpo hasta unos 20 mm, causando incrementos de temperatura. Ello puede dar lugar a la formación de pequeñas vesículas en la piel y su enrojecimiento.
La piel y los ojos absorben la IR como calor, pudiendo dar lugar a cataratas debido a la débil vascularización de las membranas oculares. Por tanto, deberá prestarse especial atención a la exposición de los ojos a la radiación infrarroja.
Radiación Ultravioleta (UV).
El efecto biológico de la radiación ultravioleta depende de la longitud de onda, pudiendo ser riesgosa a la visión. Se emplea en dermatología, en la esterilización de objetos y locales, y para el bronceado de la piel.
Radiación luminosa.
La zona visible del espectro se halla ubicada entre la zona ultravioleta, por las más cortas longitudes de onda, y la zona infrarroja, por las más largas. Las frecuencias visibles del espectro son experimentadas como colores. La iluminación deficiente altera el desempeño visual y la excesiva daña la piel y los ojos. Una aplicación es la microscopía de polarización que permite la observación de objetos biológicos transparentes. Con el empleo de fibras ópticas se puede iluminar cavidades internas y transmitir imágenes. Para ello se emplean dispositivos extremadamente finos y sensibles, como el caso del endoscopio.
