Radiación electromagnética y salud

La radiación electromagnética se puede clasificar en dos tipos: radiación ionizante y radiación no ionizante, según la capacidad de un solo fotón con más de 10 eV de energía para ionizar átomos o romper enlaces químicos. El ultravioleta extremo y las frecuencias más altas, como los rayos X o los rayos gamma, son ionizantes y presentan sus propios peligros especiales: consulte envenenamiento por radiación.

El peligro para la salud más común de la radiación son las quemaduras solares, que causan entre aproximadamente 100 000 y 1 millón de nuevos cánceres de piel anualmente en los Estados Unidos.

En 2011, la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasificaron los campos electromagnéticos de radiofrecuencia como posiblemente cancerígenos para los humanos (Grupo 2B).

Riesgos

El calentamiento dieléctrico de los campos electromagnéticos puede crear un peligro biológico. Por ejemplo, tocar o pararse alrededor de una antena mientras un transmisor de alta potencia está en funcionamiento puede causar quemaduras (el mecanismo es el mismo que se usa en un horno de microondas).

El efecto de calentamiento varía con la potencia y la frecuencia de la energía electromagnética, así como con el inverso del cuadrado de la distancia a la fuente. Los ojos y los testículos son particularmente susceptibles al calentamiento por radiofrecuencia debido a la escasez de flujo sanguíneo en estas áreas que, de lo contrario, podrían disipar la acumulación de calor.

La energía de radiofrecuencia (RF) a niveles de densidad de potencia de 1 a 10 mW/cm o más puede provocar un calentamiento medible de los tejidos. Los niveles típicos de energía de RF que encuentra el público en general están muy por debajo del nivel necesario para causar un calentamiento significativo, pero ciertos entornos de trabajo cerca de fuentes de RF de alta potencia pueden exceder los límites de exposición seguros. Una medida del efecto de calentamiento es la tasa de absorción específica o SAR, que tiene unidades de vatios por kilogramo (W/kg). El IEEE y muchos gobiernos nacionales han establecido límites de seguridad para la exposición a varias frecuencias de energía electromagnética según el SAR, principalmente según las pautas de ICNIRP, que protegen contra el daño térmico.

Exposición de bajo nivel

La Organización Mundial de la Salud (OMS) inició un esfuerzo de investigación en 1996 para estudiar los efectos en la salud de la exposición cada vez mayor de las personas a una amplia gama de fuentes de EMR. En 2011, la OMS/Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasificó los campos electromagnéticos de radiofrecuencia como posiblemente cancerígenos para los humanos (Grupo 2B), en función de un mayor riesgo de glioma, un tipo maligno de cáncer cerebral, asociado con el uso de teléfonos inalámbricos..

Los estudios epidemiológicos buscan correlaciones estadísticas entre la exposición a EM en el campo y los efectos específicos en la salud. A partir de 2019, gran parte del trabajo actual se centra en el estudio de los campos EM en relación con el cáncer. Hay publicaciones que respaldan la existencia de efectos biológicos y neurológicos complejos de campos electromagnéticos no térmicos más débiles (ver Bioelectromagnetismo), incluidos campos electromagnéticos ELF débiles y campos modulados de RF y microondas.

Efectos por frecuencia

Si bien las exposiciones más agudas a niveles nocivos de radiación electromagnética se manifiestan inmediatamente como quemaduras, los efectos sobre la salud debidos a la exposición crónica u ocupacional pueden no manifestarse durante meses o años.

Frecuencia extremadamente baja

Las ondas EM de frecuencia extremadamente baja pueden abarcar desde 0 Hz hasta 3 kHz, aunque las definiciones varían según las disciplinas. La exposición máxima recomendada para el público en general es de 5 kV/m.

Las ondas ELF de alrededor de 50 Hz a 60 Hz son emitidas por generadores de energía, líneas de transmisión y distribución, cables de energía y aparatos eléctricos. La exposición típica de los hogares a las ondas ELF varía en intensidad desde 5 V/m para una bombilla hasta 180 V/m para un estéreo, medidos a 30 centímetros (12 pulgadas) y usando una potencia de 240 V. (Los sistemas de energía de 120 V no podrían alcanzar esta intensidad a menos que un aparato tenga un transformador de voltaje interno). Las líneas eléctricas aéreas van desde 1 kV para distribución local hasta 1150 kV para líneas de voltaje ultra alto. Estos pueden producir campos eléctricos de hasta 10 kV/m en el suelo directamente debajo, pero entre 50 y 100 m de distancia, estos niveles vuelven aproximadamente a la temperatura ambiente. El equipo metálico debe mantenerse a una distancia segura de las líneas de alto voltaje energizadas.

La exposición a ondas ELF puede inducir una corriente eléctrica. Debido a que el cuerpo humano es conductor, las corrientes eléctricas y las diferencias de voltaje resultantes normalmente se acumulan en la piel pero no llegan a los tejidos interiores. Las personas pueden comenzar a percibir las cargas de alto voltaje como un hormigueo cuando el cabello o la ropa en contacto con la piel se eriza o vibra. En pruebas científicas, solo alrededor del 10% de las personas pudo detectar una intensidad de campo en el rango de 2-5 kV/m. Tales diferencias de voltaje también pueden crear chispas eléctricas, similares a una descarga de electricidad estática cuando casi se toca un objeto conectado a tierra. Al recibir un choque de este tipo a 5 kV/m, solo el 7 % de los participantes de la prueba lo informaron como doloroso y el 50 % de los participantes a 10 kV/m.

La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) encuentra "evidencia inadecuada" de carcinogenicidad en humanos.

Onda corta

La diatermia de onda corta (1,6 a 30 MHz) (donde las ondas EM se utilizan para producir calor) se puede utilizar como técnica terapéutica por su efecto analgésico y relajación muscular profunda, pero ha sido reemplazada en gran medida por el ultrasonido. La temperatura en los músculos puede aumentar entre 4 y 6 °C y la grasa subcutánea en 15 °C. La FCC ha restringido las frecuencias permitidas para el tratamiento médico y la mayoría de las máquinas en los EE. UU. utilizan 27,12 MHz.La diatermia de onda corta se puede aplicar en modo continuo o pulsado. Este último saltó a la fama porque el modo continuo producía demasiado calor demasiado rápido, lo que incomodaba a los pacientes. La técnica solo calienta tejidos que son buenos conductores eléctricos, como los vasos sanguíneos y los músculos. El tejido adiposo (grasa) recibe poco calentamiento por campos de inducción porque una corriente eléctrica en realidad no atraviesa los tejidos.

Se han realizado estudios sobre el uso de la radiación de onda corta para la terapia del cáncer y promover la cicatrización de heridas, con cierto éxito. Sin embargo, a un nivel de energía lo suficientemente alto, la energía de onda corta puede ser dañina para la salud humana y puede causar daño a los tejidos biológicos, por ejemplo, por sobrecalentamiento o inducción de corrientes eléctricas. Los límites de la FCC para la exposición máxima permitida en el lugar de trabajo a la energía de radiofrecuencia de onda corta en el rango de 3 a 30 MHz tienen una densidad de potencia equivalente de onda plana de (900/ f) mW/cm donde f es la frecuencia en MHz y 100 mW/ cm de 0,3 a 3,0 MHz. Para la exposición no controlada del público en general, el límite es de 180/ f entre 1,34 y 30 MHz.

Frecuencias de radio y microondas

La designación de señales de teléfonos móviles como "posiblemente cancerígenas para los humanos" por parte de la Organización Mundial de la Salud (OMS) (por ejemplo, su IARC, ver más abajo) a menudo se ha malinterpretado como una indicación de que se ha observado alguna medida de riesgo; sin embargo, la designación indica solo que la posibilidad no se pudo descartar de manera concluyente utilizando los datos disponibles.

En 2011, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasificó la radiación de los teléfonos móviles en el Grupo 2B "posiblemente cancerígeno" (en lugar del Grupo 2A "probablemente cancerígeno" ni el Grupo 1 "es cancerígeno"). Eso significa que "podría haber algún riesgo" de carcinogenicidad, por lo que es necesario realizar investigaciones adicionales sobre el uso intensivo y a largo plazo de los teléfonos móviles. La OMS concluyó en 2014 que "Se ha realizado una gran cantidad de estudios en las últimas dos décadas para evaluar si los teléfonos móviles representan un riesgo potencial para la salud. Hasta la fecha, no se han establecido efectos adversos para la salud causados ​​por el uso de teléfonos móviles".

Desde 1962, el efecto auditivo de microondas o tinnitus se ha demostrado a partir de la exposición a la radiofrecuencia a niveles por debajo de un calentamiento significativo. Los estudios realizados durante la década de 1960 en Europa y Rusia afirmaron mostrar los efectos en los humanos, especialmente en el sistema nervioso, de la radiación RF de baja energía; los estudios fueron disputados en ese momento.

En 2019, los reporteros del Chicago Tribune probaron el nivel de radiación de los teléfonos inteligentes y descubrieron que ciertos modelos emitían más de lo informado por los fabricantes y, en algunos casos, más que el límite de exposición de la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. No está claro si esto resultó en algún daño a los consumidores. Aparentemente, algunos problemas estaban relacionados con la capacidad del teléfono para detectar la proximidad de un cuerpo humano y reducir la potencia de la radio. En respuesta, la FCC comenzó a probar algunos teléfonos en lugar de depender únicamente de las certificaciones del fabricante.

Las frecuencias de microondas y otras radiofrecuencias provocan calentamiento, y esto puede causar quemaduras o daños en los ojos si se aplica a alta intensidad, o hipertermia como con cualquier fuente de calor potente. Los hornos de microondas usan esta forma de radiación y tienen protección para evitar que se escape y caliente accidentalmente objetos o personas cercanas.

Ondas milimétricas

En 2009, la TSA de EE. UU. introdujo los escáneres de cuerpo completo como modalidad principal de detección en la seguridad aeroportuaria, primero como escáneres de rayos X de retrodispersión, que utilizan radiación ionizante y que la Unión Europea prohibió en 2011 debido a problemas de salud y seguridad. Estos fueron seguidos por escáneres de ondas milimétricas no ionizantes. Asimismo, WiGig para redes de área personal ha abierto la banda de microondas de 60 GHz y superior a las regulaciones de exposición SAR. Anteriormente, las aplicaciones de microondas en estas bandas eran para comunicaciones satelitales punto a punto con una exposición humana mínima.

Infrarrojo

Las longitudes de onda infrarrojas superiores a 750 nm pueden producir cambios en el cristalino del ojo. La catarata del soplador de vidrio es un ejemplo de una lesión por calor que daña la cápsula anterior del cristalino entre los trabajadores del vidrio y el hierro sin protección. Pueden ocurrir cambios similares a las cataratas en los trabajadores que observan masas brillantes de vidrio o hierro sin gafas protectoras durante períodos prolongados durante muchos años.

Exponer la piel a la radiación infrarroja cercana a la luz visible (IR-A) conduce a una mayor producción de radicales libres. La exposición a corto plazo puede ser beneficiosa (activando respuestas protectoras), mientras que la exposición prolongada puede provocar el fotoenvejecimiento.

Otro factor importante es la distancia entre el trabajador y la fuente de radiación. En el caso de la soldadura por arco, la radiación infrarroja disminuye rápidamente en función de la distancia, por lo que a más de tres pies de distancia del lugar donde se realiza la soldadura, ya no representa un peligro para los ojos, pero la radiación ultravioleta sí lo es. Esta es la razón por la cual los soldadores usan anteojos polarizados y los trabajadores que los rodean solo deben usar anteojos transparentes que filtren los rayos UV.

Luz visible

La retinopatía fótica es el daño al área macular de la retina del ojo que resulta de la exposición prolongada a la luz solar, particularmente con las pupilas dilatadas. Esto puede ocurrir, por ejemplo, al observar un eclipse solar sin protección ocular adecuada. La radiación del Sol crea una reacción fotoquímica que puede resultar en un deslumbramiento visual y un escotoma. Las lesiones iniciales y el edema desaparecerán después de varias semanas, pero pueden dejar una reducción permanente de la agudeza visual.

Los láseres de potencia moderada y alta son potencialmente peligrosos porque pueden quemar la retina del ojo o incluso la piel. Para controlar el riesgo de lesiones, varias especificaciones, por ejemplo, ANSI Z136 en los EE. UU., EN 60825-1/A2 en Europa e IEC 60825 a nivel internacional, definen "clases" de láseres según su potencia y longitud de onda. Las regulaciones prescriben las medidas de seguridad requeridas, como etiquetar los láseres con advertencias específicas y usar gafas de seguridad para láser durante la operación (ver seguridad láser).

Al igual que con los peligros de la radiación infrarroja y ultravioleta, la soldadura crea un brillo intenso en el espectro de luz visible, lo que puede causar ceguera temporal por destello. Algunas fuentes afirman que no existe una distancia mínima de seguridad para la exposición a estas emisiones de radiación sin la protección ocular adecuada.

Ultravioleta

La luz del sol incluye suficiente energía ultravioleta para causar quemaduras solares a las pocas horas de la exposición, y la gravedad de las quemaduras aumenta con la duración de la exposición. Este efecto es una respuesta de la piel llamada eritema, que es causada por una dosis suficientemente fuerte de UV-B. La salida de UV del Sol se divide en UV-A y UV-B: el flujo de UV-A solar es 100 veces mayor que el de UV-B, pero la respuesta del eritema es 1000 veces mayor para UV-B. Esta exposición puede aumentar a mayores altitudes y cuando se refleja en la nieve, el hielo o la arena. El flujo de UV-B es de 2 a 4 veces mayor durante las 4 a 6 horas centrales del día y no es absorbido significativamente por la capa de nubes o hasta un metro de agua.

Se ha demostrado que la luz ultravioleta, específicamente UV-B, causa cataratas y existe cierta evidencia de que las gafas de sol que se usan a una edad temprana pueden retrasar su desarrollo en la edad adulta. La mayor parte de la luz ultravioleta del sol es filtrada por la atmósfera y, en consecuencia, los pilotos de líneas aéreas a menudo tienen altas tasas de cataratas debido al aumento de los niveles de radiación ultravioleta en la atmósfera superior. Se plantea la hipótesis de que el agotamiento de la capa de ozono y el consiguiente aumento de los niveles de luz ultravioleta en el suelo pueden aumentar las tasas futuras de cataratas. Tenga en cuenta que la lente filtra la luz ultravioleta, por lo que si se extrae mediante cirugía, es posible que se pueda ver la luz ultravioleta.

La exposición prolongada a la radiación ultravioleta del sol puede provocar melanoma y otras enfermedades malignas de la piel. La evidencia clara establece que la radiación ultravioleta, especialmente la UVB de onda media no ionizante, es la causa de la mayoría de los cánceres de piel no melanoma, que son las formas de cáncer más comunes en el mundo. Los rayos UV también pueden causar arrugas, manchas, lunares y pecas. Además de la luz solar, otras fuentes incluyen camas de bronceado y luces de escritorio brillantes. El daño es acumulativo a lo largo de la vida, por lo que los efectos permanentes pueden no ser evidentes durante algún tiempo después de la exposición.

La radiación ultravioleta de longitudes de onda inferiores a 300 nm (rayos actínicos) puede dañar el epitelio corneal. Esto es más comúnmente el resultado de la exposición al sol a gran altura y en áreas donde las longitudes de onda más cortas se reflejan fácilmente en superficies brillantes, como la nieve, el agua y la arena. Los rayos UV generados por un arco de soldadura pueden causar daño a la córnea, conocido como "ojo de arco" o quemadura por destello de soldadura, una forma de fotoqueratitis.

Las bombillas y tubos de luz fluorescente producen internamente luz ultravioleta. Normalmente esto se convierte en luz visible por la película de fósforo dentro de una capa protectora. Cuando la película se agrieta por un mal manejo o una fabricación defectuosa, los rayos UV pueden escapar a niveles que podrían causar quemaduras solares o incluso cáncer de piel.

Regulación

En los Estados Unidos, la radiación no ionizante está regulada en la Ley de control de radiación para la salud y la seguridad de 1968 y la Ley de seguridad y salud ocupacional de 1970.