En los últimos años ha aumentado el interés por los efectos biológicos y los posibles resultados en la salud de los campos eléctricos y magnéticos débiles. Se han presentado estudios sobre campos magnéticos y cáncer, sobre reproducción y sobre reacciones neuroconductuales. A continuación, se brinda un resumen de lo que sabemos, lo que aún debe investigarse y, en particular, qué política es apropiada, ya sea que no implique ninguna restricción de exposición, "evitación prudente" o intervenciones costosas.

Lo que sabemos

Cáncer

Los estudios epidemiológicos sobre la leucemia infantil y la exposición residencial a las líneas eléctricas parecen indicar un ligero aumento del riesgo, y se han informado riesgos excesivos de leucemia y tumores cerebrales en ocupaciones “eléctricas”. Los estudios recientes con técnicas mejoradas para la evaluación de la exposición generalmente han fortalecido la evidencia de una asociación. Sin embargo, todavía falta claridad en cuanto a las características de la exposición, por ejemplo, la frecuencia del campo magnético y la intermitencia de la exposición; y no se sabe mucho sobre los posibles factores de confusión o modificadores del efecto. Además, la mayoría de los estudios ocupacionales han indicado una forma especial de leucemia, la leucemia mieloide aguda, mientras que otros han encontrado incidencias más altas para otra forma, la leucemia linfática crónica. Los pocos estudios de cáncer en animales informados no han brindado mucha ayuda con la evaluación del riesgo y, a pesar de una gran cantidad de estudios celulares experimentales, no se ha presentado ningún mecanismo plausible y comprensible mediante el cual se pueda explicar un efecto carcinogénico.

Reproducción, con especial referencia a los resultados del embarazo

En estudios epidemiológicos, se informaron resultados adversos del embarazo y cáncer infantil después de la exposición materna y paterna a campos magnéticos, indicando la exposición paterna un efecto genotóxico. Los esfuerzos para replicar los resultados positivos de otros equipos de investigación no han tenido éxito. Los estudios epidemiológicos sobre operadores de pantallas de visualización (PVD), que están expuestos a los campos eléctricos y magnéticos emitidos por sus pantallas, han sido principalmente negativos, y los estudios teratogénicos en animales con campos similares a los de las pantallas de visualización han sido demasiado contradictorios para respaldar conclusiones fiables.

Reacciones neuroconductuales

Los estudios de provocación en voluntarios jóvenes parecen indicar cambios fisiológicos como la disminución de la frecuencia cardíaca y cambios en el electroencefalograma (EEG) después de la exposición a campos eléctricos y magnéticos relativamente débiles. El fenómeno reciente de hipersensibilidad a la electricidad parece tener un origen multifactorial y no está claro si los campos están involucrados o no. Se ha reportado una gran variedad de síntomas y malestares, principalmente de la piel y del sistema nervioso. La mayoría de los pacientes tienen molestias difusas en la piel de la cara, como enrojecimiento, sonrosamiento, rubicundez, calor, calor, sensación de pinchazos, dolor y tirantez. También se describen síntomas asociados al sistema nervioso, como dolor de cabeza, mareos, fatiga y desmayos, sensación de hormigueo y pinchazos en las extremidades, dificultad para respirar, palpitaciones, sudoración profusa, depresiones y dificultades de memoria. No se han presentado síntomas orgánicos característicos de la enfermedad neurológica.

Exposición

La exposición a campos ocurre en toda la sociedad: en el hogar, en el trabajo, en las escuelas y por la operación de medios de transporte eléctricos. Dondequiera que haya cables eléctricos, motores eléctricos y equipos electrónicos, se crean campos eléctricos y magnéticos. Las intensidades de campo promedio de la jornada laboral de 0.2 a 0.4 μT (microtesla) parecen ser el nivel por encima del cual podría haber un mayor riesgo, y se han calculado niveles similares para promedios anuales para sujetos que viven debajo o cerca de líneas eléctricas.

Muchas personas están igualmente expuestas por encima de estos niveles, aunque por períodos más cortos, en sus hogares (a través de radiadores eléctricos, máquinas de afeitar, secadores de pelo y otros electrodomésticos, o corrientes parásitas debido a desequilibrios en el sistema eléctrico de puesta a tierra en un edificio), en el trabajo (en ciertas industrias y oficinas que implican la proximidad de equipos eléctricos y electrónicos) o mientras viaja en trenes y otros medios de transporte eléctricos. Se desconoce la importancia de tal exposición intermitente. Hay otras incertidumbres en cuanto a la exposición (que implican cuestiones relacionadas con la importancia de la frecuencia de campo, otros factores modificadores o confusores, o el conocimiento de la exposición total de día y de noche) y efecto (dada la consistencia en los hallazgos en cuanto al tipo de cáncer) , y en los estudios epidemiológicos, que obligan a evaluar todas las valoraciones de riesgo con mucha cautela.

Evaluaciones de riesgo

En estudios residenciales escandinavos, los resultados indican un riesgo duplicado de leucemia por encima de 0.2 μT, los niveles de exposición correspondientes a los que normalmente se encuentran dentro de los 50 a 100 metros de una línea eléctrica aérea. Sin embargo, el número de casos de leucemia infantil debajo de las líneas eléctricas es bajo y, por lo tanto, el riesgo es bajo en comparación con otros peligros ambientales en la sociedad. Se ha calculado que cada año en Suecia hay dos casos de leucemia infantil debajo o cerca de las líneas eléctricas. Uno de estos casos puede ser atribuible al riesgo de campo magnético, si lo hubiere.

Las exposiciones ocupacionales a los campos magnéticos son generalmente más altas que las exposiciones residenciales, y los cálculos de los riesgos de leucemia y de tumores cerebrales para los trabajadores expuestos arrojan valores más altos que para los niños que viven cerca de las líneas eléctricas. A partir de cálculos basados ​​en el riesgo atribuible descubierto en un estudio sueco, aproximadamente 20 casos de leucemia y 20 casos de tumores cerebrales podrían atribuirse a campos magnéticos cada año. Estas cifras deben compararse con el número total de 40,000 casos anuales de cáncer en Suecia, de los cuales se calcula que 800 tienen un origen laboral.

Lo que aún debe investigarse

Está bastante claro que se necesita más investigación para asegurar una comprensión satisfactoria de los resultados del estudio epidemiológico obtenidos hasta ahora. Hay estudios epidemiológicos adicionales en curso en diferentes países del mundo, pero la pregunta es si estos agregarán más al conocimiento que ya tenemos. De hecho, no se sabe qué características de los campos son causales de los efectos, si los hay. Por lo tanto, definitivamente necesitamos más estudios sobre los posibles mecanismos para explicar los hallazgos que hemos reunido.

Hay en la literatura, sin embargo, un gran número de in vitro estudios dedicados a la búsqueda de posibles mecanismos. Se han presentado varios modelos de promoción del cáncer, basados ​​en cambios en la superficie celular y en el transporte de iones de calcio en la membrana celular, interrupción de la comunicación celular, modulación del crecimiento celular, activación de secuencias genéticas específicas por transcripción de ácido ribonucleico (ARN) modulado, depresión de la producción de melatonina pineal, la modulación de la actividad de la ornitina descarboxilasa y la posible interrupción de los mecanismos de control antitumorales del sistema inmunológico y hormonal. Cada uno de estos mecanismos tiene características aplicables para explicar los efectos cancerígenos del campo magnético informados; sin embargo, ninguno ha estado libre de problemas y objeciones esenciales.

Melatonina y magnetita

Hay dos posibles mecanismos que pueden ser relevantes para la promoción del cáncer y, por lo tanto, merecen una atención especial. Uno de ellos tiene que ver con la reducción de los niveles de melatonina nocturna inducida por campos magnéticos y el otro está relacionado con el descubrimiento de cristales de magnetita en tejidos humanos.

Se sabe a partir de estudios en animales que la melatonina, a través de un efecto sobre los niveles de hormonas sexuales circulantes, tiene un efecto oncostático indirecto. También se ha indicado en estudios con animales que los campos magnéticos suprimen la producción de melatonina pineal, un hallazgo que sugiere un mecanismo teórico para el aumento informado (por ejemplo) de cáncer de mama que puede deberse a la exposición a dichos campos. Recientemente, se ha propuesto una explicación alternativa para el aumento del riesgo de cáncer. Se ha descubierto que la melatonina es un eliminador de radicales hidroxilo muy potente y, en consecuencia, la melatonina inhibe notablemente el daño al ADN que podrían causar los radicales libres. Si se suprimen los niveles de melatonina, por ejemplo mediante campos magnéticos, el ADN queda más vulnerable al ataque oxidativo. Esta teoría explica cómo la depresión de la melatonina por campos magnéticos podría resultar en una mayor incidencia de cáncer en cualquier tejido.

Pero, ¿disminuyen los niveles sanguíneos de melatonina humana cuando las personas están expuestas a campos magnéticos débiles? Existen algunos indicios de que esto puede ser así, pero se necesita más investigación. Desde hace algunos años se sabe que la capacidad de las aves para orientarse durante las migraciones estacionales está mediada por cristales de magnetita en células que responden al campo magnético terrestre. Ahora, como se mencionó anteriormente, también se ha demostrado que los cristales de magnetita existen en las células humanas en una concentración teóricamente lo suficientemente alta como para responder a campos magnéticos débiles. Por lo tanto, el papel de los cristales de magnetita debe considerarse en cualquier discusión sobre los posibles mecanismos que pueden proponerse en cuanto a los efectos potencialmente dañinos de los campos eléctricos y magnéticos.

La necesidad de conocimiento sobre los mecanismos.

En resumen, existe una clara necesidad de más estudios sobre tales posibles mecanismos. Los epidemiólogos necesitan información sobre las características de los campos eléctricos y magnéticos en las que deben centrarse en sus evaluaciones de exposición. En la mayoría de los estudios epidemiológicos se han utilizado intensidades de campo medias o medianas (con frecuencias de 50 a 60 Hz); en otros, se estudiaron medidas acumulativas de exposición. En un estudio reciente, se encontró que los campos de frecuencias más altas estaban relacionados con el riesgo. Finalmente, en algunos estudios con animales, se ha encontrado que los transitorios de campo son importantes. Para los epidemiólogos el problema no está en el lado de los efectos; Actualmente existen registros de enfermedades en muchos países. El problema es que los epidemiólogos no conocen las características de exposición relevantes a considerar en sus estudios.

Qué política es apropiada

Sistemas de protección

Generalmente, existen diferentes sistemas de protección a considerar con respecto a las regulaciones, lineamientos y políticas. La mayoría de las veces se selecciona el sistema basado en la salud, en el que se puede identificar un efecto adverso para la salud específico a un cierto nivel de exposición, independientemente del tipo de exposición, química o física. Un segundo sistema podría caracterizarse como una optimización de un peligro conocido y aceptado, que no tiene un umbral por debajo del cual el riesgo está ausente. Un ejemplo de una exposición que cae dentro de este tipo de sistema es la radiación ionizante. Un tercer sistema cubre los peligros o riesgos donde las relaciones causales entre la exposición y el resultado no se han demostrado con certeza razonable, pero para los cuales existen preocupaciones generales sobre los posibles riesgos. Este último sistema de protección ha sido denominado el principio de precaucióno más recientemente evitación prudente, que se puede resumir como la prevención futura a bajo costo de la exposición innecesaria en ausencia de certeza científica. La exposición a campos eléctricos y magnéticos se ha discutido de esta manera, y se han presentado estrategias sistemáticas, por ejemplo, sobre cómo deberían enrutarse las futuras líneas eléctricas, organizar los lugares de trabajo y diseñar los electrodomésticos para minimizar la exposición.

Es evidente que el sistema de optimización no es aplicable en relación con las restricciones de campos eléctricos y magnéticos, simplemente porque no se conocen ni se aceptan como riesgos. Los otros dos sistemas, sin embargo, están actualmente bajo consideración.

Reglamentos y lineamientos para la restricción de exposición bajo el sistema basado en la salud

En las pautas internacionales, los límites para las restricciones de exposición al campo están varios órdenes de magnitud por encima de lo que se puede medir desde las líneas eléctricas aéreas y se encuentra en ocupaciones eléctricas. La Asociación Internacional de Protección Radiológica (IRPA) emitido Directrices sobre los límites de exposición a campos eléctricos y magnéticos de 50/60 Hz en 1990, que ha sido adoptado como base para muchas normas nacionales. Dado que a partir de entonces se publicaron nuevos estudios importantes, la Comisión Internacional sobre Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP) publicó un apéndice en 1993. Además, en 1993 también se realizaron en el Reino Unido evaluaciones de riesgo de acuerdo con la de IRPA.

Estos documentos enfatizan que el estado del conocimiento científico actual no justifica limitar los niveles de exposición para el público y la fuerza laboral hasta el nivel de μT, y que se requieren más datos para confirmar si existen o no peligros para la salud. Las pautas de IRPA e ICNIRP se basan en los efectos de las corrientes inducidas por campos en el cuerpo, correspondientes a las que se encuentran normalmente en el cuerpo (hasta aproximadamente 10 mA/m2). Se recomienda limitar la exposición laboral a campos magnéticos de 50/60 Hz a 0.5 mT para exposición de todo el día y 5 mT para exposiciones cortas de hasta dos horas. Se recomienda limitar la exposición a campos eléctricos a 10 y 30 kV/m. El límite de 24 horas para el público se establece en 5 kV/m y 0.1 mT.

Estas discusiones sobre la regulación de la exposición se basan completamente en informes sobre el cáncer. En estudios de otros posibles efectos en la salud relacionados con campos eléctricos y magnéticos (por ejemplo, trastornos reproductivos y neuroconductuales), los resultados generalmente se consideran insuficientemente claros y consistentes para constituir una base científica para restringir la exposición.

El principio de cautela o evitación prudente

No hay una diferencia real entre los dos conceptos; Sin embargo, la evitación prudente se ha utilizado más específicamente en discusiones sobre campos eléctricos y magnéticos. Como se dijo anteriormente, la evitación prudente se puede resumir como la evitación futura y de bajo costo de la exposición innecesaria, siempre que exista incertidumbre científica sobre los efectos en la salud. Ha sido adoptado en Suecia, pero no en otros países.

En Suecia, cinco autoridades gubernamentales (el Instituto Sueco de Protección Radiológica, la Junta Nacional de Seguridad Eléctrica, la Junta Nacional de Salud y Bienestar, la Junta Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional y la Junta Nacional de Vivienda, Construcción y Planificación) han declarado conjuntamente que “el conocimiento total que ahora se acumula justifica tomar medidas para reducir la potencia de campo”. Siempre que el costo sea razonable, la política es proteger a las personas de altas exposiciones magnéticas de larga duración. Durante la instalación de nuevos equipos o nuevas líneas eléctricas que puedan causar altas exposiciones a campos magnéticos, se deben elegir soluciones que proporcionen exposiciones más bajas siempre que estas soluciones no impliquen grandes inconvenientes o costos. En general, como lo establece el Radiation Protection Institute, se pueden tomar medidas para reducir el campo magnético en los casos en que los niveles de exposición excedan los niveles normales en más de un factor de diez, siempre que dichas reducciones se puedan realizar a un costo razonable. En situaciones en las que los niveles de exposición de las instalaciones existentes no excedan los niveles normales por un factor de diez, se debe evitar una reconstrucción costosa. Huelga decir que el presente concepto de evasión ha sido criticado por muchos expertos en diferentes países, como por expertos en la industria del suministro de electricidad.

Conclusiones

En el presente artículo se ha resumido lo que sabemos sobre los posibles efectos de los campos eléctricos y magnéticos en la salud, y lo que aún queda por investigar. No se ha dado respuesta a la pregunta de qué política se debe adoptar, pero se han presentado sistemas opcionales de protección. En este sentido, parece claro que la base de datos científica disponible es insuficiente para desarrollar límites de exposición al nivel de μT, lo que a su vez significa que no hay razones para intervenciones costosas en estos niveles de exposición. La adopción o no de alguna forma de estrategia de precaución (p. ej., la evitación prudente) es una cuestión de decisión de las autoridades de salud pública y ocupacional de cada país. Si no se adopta tal estrategia, generalmente significa que no se imponen restricciones de exposición porque los límites de umbral basados ​​en la salud están muy por encima de la exposición pública y ocupacional diaria. Entonces, si las opiniones difieren hoy en cuanto a las regulaciones, pautas y políticas, existe un consenso general entre los emisores de estándares de que se necesita más investigación para obtener una base sólida para acciones futuras.

 

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La forma más familiar de energía electromagnética es la luz solar. La frecuencia de la luz solar (luz visible) es la línea divisoria entre la radiación ionizante más potente (rayos X, rayos cósmicos) en frecuencias más altas y la radiación no ionizante más benigna en frecuencias más bajas. Hay un espectro de radiación no ionizante. Dentro del contexto de este capítulo, en el extremo superior, justo debajo de la luz visible, se encuentra la radiación infrarroja. Debajo está la amplia gama de frecuencias de radio, que incluye (en orden descendente) microondas, radio celular, televisión, radio FM y radio AM, ondas cortas utilizadas en calentadores dieléctricos y de inducción y, en el extremo inferior, campos con frecuencia industrial. El espectro electromagnético se ilustra en la figura 1. 

Figura 1. El espectro electromagnético

ELF010F1

Así como la luz visible o el sonido impregnan nuestro entorno, el espacio donde vivimos y trabajamos, también lo hacen las energías de los campos electromagnéticos. Además, así como la mayor parte de la energía sonora a la que estamos expuestos es creada por la actividad humana, también lo son las energías electromagnéticas: desde los niveles débiles emitidos por nuestros electrodomésticos cotidianos, los que hacen que funcionen nuestros aparatos de radio y televisión, hasta los niveles altos. niveles que los médicos aplican con fines beneficiosos, por ejemplo, diatermia (tratamientos térmicos). En general, la fuerza de tales energías disminuye rápidamente con la distancia a la fuente. Los niveles naturales de estos campos en el medio ambiente son bajos.

La radiación no ionizante (NIR) incorpora todas las radiaciones y campos del espectro electromagnético que no tienen suficiente energía para producir la ionización de la materia. Es decir, NIR es incapaz de impartir suficiente energía a una molécula o átomo para alterar su estructura mediante la eliminación de uno o más electrones. El límite entre NIR y la radiación ionizante suele establecerse en una longitud de onda de aproximadamente 100 nanómetros.

Al igual que con cualquier forma de energía, la energía NIR tiene el potencial de interactuar con los sistemas biológicos, y el resultado puede no ser significativo, puede ser dañino en diferentes grados o puede ser beneficioso. Con la radiación de radiofrecuencia (RF) y microondas, el principal mecanismo de interacción es el calentamiento, pero en la parte de baja frecuencia del espectro, los campos de alta intensidad pueden inducir corrientes en el cuerpo y, por lo tanto, ser peligrosos. Sin embargo, se desconocen los mecanismos de interacción para las intensidades de campo de bajo nivel.

 

 

 

 

 

 

 

 

Cantidades y Unidades

Los campos a frecuencias inferiores a unos 300 MHz se cuantifican en términos de intensidad de campo eléctrico (E) y la fuerza del campo magnético (H). E se expresa en voltios por metro (V/m) y H en amperios por metro (A/m). Ambos son campos vectoriales, es decir, se caracterizan por su magnitud y dirección en cada punto. Para el rango de baja frecuencia, el campo magnético a menudo se expresa en términos de densidad de flujo, B, con la unidad SI tesla (T). Cuando se discuten los campos en nuestro entorno diario, la subunidad microtesla (μT) suele ser la unidad preferida. En alguna literatura, la densidad de flujo se expresa en gauss (G), y la conversión entre estas unidades es (para campos en el aire):

1 T = 104 G o 0.1 μT = 1 mG y 1 A/m = 1.26 μT.

Se encuentran disponibles revisiones de conceptos, cantidades, unidades y terminología para la protección contra la radiación no ionizante, incluida la radiación de radiofrecuencia (NCRP 1981; Polk y Postow 1986; OMS 1993).

El término radiación simplemente significa energía transmitida por ondas. Las ondas electromagnéticas son ondas de fuerzas eléctricas y magnéticas, donde un movimiento ondulatorio se define como la propagación de perturbaciones en un sistema físico. Un cambio en el campo eléctrico va acompañado de un cambio en el campo magnético y viceversa. Estos fenómenos fueron descritos en 1865 por JC Maxwell en cuatro ecuaciones que se conocen como Ecuaciones de Maxwell.

Las ondas electromagnéticas se caracterizan por un conjunto de parámetros que incluyen la frecuencia (f), longitud de onda (λ), intensidad de campo eléctrico, intensidad de campo magnético, polarización eléctrica (P) (la dirección de la E campo), velocidad de propagación (c) y el vector de Poynting (S). Figura 2  ilustra la propagación de una onda electromagnética en el espacio libre. La frecuencia se define como el número de cambios completos del campo eléctrico o magnético en un punto dado por segundo, y se expresa en hercios (Hz). La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o valles consecutivos de la onda (máximos o mínimos). La frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de onda (v) están interrelacionados de la siguiente manera:

v = f λ

Figura 2. Una onda plana que se propaga con la velocidad de la luz en la dirección x

ELF010F2

La velocidad de una onda electromagnética en el espacio libre es igual a la velocidad de la luz, pero la velocidad en los materiales depende de las propiedades eléctricas del material, es decir, de su permitividad (ε) y permeabilidad (μ). La permitividad se refiere a las interacciones del material con el campo eléctrico, y la permeabilidad expresa las interacciones con el campo magnético. Las sustancias biológicas tienen permitividades que difieren mucho de las del espacio libre y dependen de la longitud de onda (especialmente en el rango de RF) y del tipo de tejido. La permeabilidad de las sustancias biológicas, sin embargo, es igual a la del espacio libre.

En una onda plana, como se ilustra en la figura 2 , el campo eléctrico es perpendicular al campo magnético y la dirección de propagación es perpendicular tanto al campo eléctrico como al magnético.

 

 

 

Para una onda plana, la relación entre el valor de la intensidad del campo eléctrico y el valor de la intensidad del campo magnético, que es constante, se conoce como impedancia característica (Z):

Z = E/H

En el espacio libre, Z= 120π ≈ 377Ω pero de otro modo Z depende de la permitividad y la permeabilidad del material a través del cual viaja la onda.

La transferencia de energía se describe mediante el vector de Poynting, que representa la magnitud y dirección de la densidad de flujo electromagnético:

S = E x H

Para una onda que se propaga, la integral de S sobre cualquier superficie representa la potencia instantánea transmitida a través de esta superficie (densidad de potencia). La magnitud del vector de Poynting se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m2) (en alguna literatura la unidad mW/cm2 se utiliza—la conversión a unidades SI es 1 mW/cm2 = 10W/m2) y para ondas planas está relacionado con los valores de las intensidades de campo eléctrico y magnético:

S = E2 / 120π = E2 / 377

y

S = 120π H2 = 377 H2

No todas las condiciones de exposición encontradas en la práctica pueden representarse mediante ondas planas. A distancias cercanas a las fuentes de radiación de radiofrecuencia no se cumplen las relaciones características de las ondas planas. El campo electromagnético radiado por una antena se puede dividir en dos regiones: la zona de campo cercano y la zona de campo lejano. El límite entre estas zonas se suele poner en:

r = 2a2 / λ

donde a es la mayor dimensión de la antena.

En la zona de campo cercano, la exposición debe caracterizarse tanto por el campo eléctrico como por el magnético. En el campo lejano, uno de estos es suficiente, ya que están interrelacionados por las ecuaciones anteriores que involucran E y H. En la práctica, la situación de campo cercano a menudo se realiza en frecuencias por debajo de 300 Mhz.

La exposición a los campos de RF se complica aún más por las interacciones de las ondas electromagnéticas con los objetos. En general, cuando las ondas electromagnéticas se encuentran con un objeto, parte de la energía incidente se refleja, parte se absorbe y parte se transmite. Las proporciones de energía transmitida, absorbida o reflejada por el objeto dependen de la frecuencia y polarización del campo y de las propiedades eléctricas y la forma del objeto. Una superposición de las ondas incidente y reflejada da como resultado ondas estacionarias y una distribución de campo espacialmente no uniforme. Dado que las ondas se reflejan totalmente en los objetos metálicos, las ondas estacionarias se forman cerca de dichos objetos.

Dado que la interacción de los campos de RF con los sistemas biológicos depende de muchas características de campo diferentes y los campos que se encuentran en la práctica son complejos, se deben considerar los siguientes factores al describir las exposiciones a los campos de RF:

  • si la exposición se produce en la zona de campo cercano o lejano
  • si es de campo cercano, entonces valores para ambos E y H Se necesitan; si es de campo lejano, entonces E or H
  • variación espacial de la magnitud del campo(s)
  • polarización del campo, es decir, la dirección del campo eléctrico con respecto a la dirección de propagación de la onda.

 

Para la exposición a campos magnéticos de baja frecuencia, todavía no está claro si la intensidad del campo o la densidad de flujo es la única consideración importante. Puede resultar que otros factores también sean importantes, como el tiempo de exposición o la rapidez de los cambios de campo.

El término campo electromagnetico (EMF), como se usa en los medios de comunicación y la prensa popular, generalmente se refiere a campos eléctricos y magnéticos en el extremo de baja frecuencia del espectro, pero también se puede usar en un sentido mucho más amplio para incluir todo el espectro de radiación electromagnética. Tenga en cuenta que en el rango de baja frecuencia el E y B los campos no están acoplados o interrelacionados de la misma manera que lo están en frecuencias más altas y, por lo tanto, es más exacto referirse a ellos como "campos eléctricos y magnéticos" en lugar de campos electromagnéticos.

 

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Martes, 15 Marzo 2011 14: 58

Radiación ultravioleta

Al igual que la luz, que es visible, la radiación ultravioleta (UVR) es una forma de radiación óptica con longitudes de onda más cortas y fotones (partículas de radiación) más energéticos que su contraparte visible. La mayoría de las fuentes de luz también emiten algo de UVR. La UVR está presente en la luz solar y también se emite desde una gran cantidad de fuentes ultravioleta utilizadas en la industria, la ciencia y la medicina. Los trabajadores pueden encontrar UVR en una amplia variedad de entornos laborales. En algunos casos, a bajos niveles de luz ambiental, se pueden ver fuentes muy intensas de ultravioleta cercano ("luz negra"), pero normalmente la UVR es invisible y debe detectarse por el resplandor de los materiales que emiten fluorescencia cuando se iluminan con UVR.

Así como la luz se puede dividir en colores que se pueden ver en un arco iris, la UVR se subdivide y sus componentes se denotan comúnmente como UVA, UVB y UVC. Las longitudes de onda de la luz y la UVR generalmente se expresan en nanómetros (nm); 1 nm es una mil millonésima (10-9) de un metro. Los rayos UVC (UVR de longitud de onda muy corta) de la luz solar son absorbidos por la atmósfera y no llegan a la superficie de la Tierra. UVC está disponible solo a partir de fuentes artificiales, como lámparas germicidas, que emiten la mayor parte de su energía en una sola longitud de onda (254 nm) que es muy eficaz para matar bacterias y virus en una superficie o en el aire.

La UVB es la UVR biológicamente más dañina para la piel y los ojos, y aunque la mayor parte de esta energía (que es un componente de la luz solar) es absorbida por la atmósfera, aún produce quemaduras solares y otros efectos biológicos. La UVR de longitud de onda larga, UVA, se encuentra normalmente en la mayoría de las fuentes de lámparas y también es la UVR más intensa que llega a la Tierra. Aunque los rayos UVA pueden penetrar profundamente en los tejidos, no son tan dañinos biológicamente como los rayos UVB porque las energías de los fotones individuales son menores que las de los rayos UVB o UVC.

Fuentes de radiación ultravioleta

Luz del sol

La mayor exposición ocupacional a la radiación ultravioleta la experimentan los trabajadores al aire libre bajo la luz solar. La capa de ozono de la tierra atenúa en gran medida la energía de la radiación solar, lo que limita la radiación UV terrestre a longitudes de onda superiores a 290-295 nm. La energía de los rayos de onda corta (UVB) más peligrosos de la luz solar es una fuerte función de la trayectoria oblicua atmosférica y varía con la estación y la hora del día (Sliney 1986 y 1987; OMS 1994).

fuentes artificiales

Las fuentes artificiales más significativas de exposición humana incluyen las siguientes:

Soldadura por arco industrial. La fuente más importante de exposición potencial a los rayos UV es la energía radiante de los equipos de soldadura por arco. Los niveles de UVR alrededor del equipo de soldadura por arco son muy altos, y pueden ocurrir lesiones agudas en los ojos y la piel dentro de los tres a diez minutos de exposición a distancias de observación cercanas de unos pocos metros. La protección de los ojos y la piel es obligatoria.

Lámparas UVR industriales/de trabajo. Muchos procesos industriales y comerciales, como el curado fotoquímico de tintas, pinturas y plásticos, implican el uso de lámparas que emiten mucho en el rango UV. Si bien la probabilidad de exposición dañina es baja debido al blindaje, en algunos casos puede ocurrir una exposición accidental.

“Luces negras”. Las luces negras son lámparas especializadas que emiten predominantemente en el rango UV y generalmente se utilizan para pruebas no destructivas con polvos fluorescentes, para la autenticación de billetes y documentos, y para efectos especiales en publicidad y discotecas. Estas lámparas no presentan ningún riesgo de exposición significativo para los humanos (excepto en ciertos casos para la piel fotosensibilizada).

Tratamiento médico. Las lámparas UVR se utilizan en medicina para una variedad de fines diagnósticos y terapéuticos. Las fuentes de UVA se utilizan normalmente en aplicaciones de diagnóstico. Las exposiciones del paciente varían considerablemente según el tipo de tratamiento, y las lámparas UV utilizadas en dermatología requieren un uso cuidadoso por parte del personal.

Lámparas germicidas UVR. La UVR con longitudes de onda en el rango de 250 a 265 nm es la más eficaz para la esterilización y desinfección, ya que corresponde a un máximo en el espectro de absorción del ADN. Los tubos de descarga de mercurio de baja presión se utilizan a menudo como fuente UV, ya que más del 90 % de la energía radiada se encuentra en la línea de 254 nm. Estas lámparas a menudo se denominan "lámparas germicidas", "lámparas bactericidas" o simplemente "lámparas UVC". Las lámparas germicidas se utilizan en hospitales para combatir la infección de tuberculosis y también se utilizan dentro de gabinetes de seguridad microbiológica para inactivar microorganismos en el aire y en la superficie. La instalación adecuada de las lámparas y el uso de protección para los ojos es esencial.

bronceado cosmético. Las tumbonas se encuentran en empresas donde los clientes pueden broncearse con lámparas de bronceado especiales, que emiten principalmente en el rango de UVA pero también algo de UVB. El uso regular de una cama solar puede contribuir significativamente a la exposición anual de la piel a los rayos UV de una persona; además, el personal que trabaja en salones de bronceado también puede estar expuesto a niveles bajos. El uso de protección para los ojos, como gafas protectoras o anteojos de sol, debe ser obligatorio para el cliente y, según el arreglo, incluso los miembros del personal pueden requerir protectores para los ojos.

Iluminación general. Las lámparas fluorescentes son comunes en el lugar de trabajo y se han utilizado en el hogar durante mucho tiempo. Estas lámparas emiten pequeñas cantidades de UVR y contribuyen solo en un pequeño porcentaje a la exposición UV anual de una persona. Las lámparas de tungsteno-halógeno se utilizan cada vez más en el hogar y en el lugar de trabajo para una variedad de propósitos de iluminación y exhibición. Las lámparas halógenas sin blindaje pueden emitir niveles de UVR suficientes para causar lesiones graves a distancias cortas. La instalación de filtros de vidrio sobre estas lámparas debería eliminar este peligro.

Efectos biologicos

La piel

El eritema

El eritema, o “quemadura solar”, es un enrojecimiento de la piel que normalmente aparece de cuatro a ocho horas después de la exposición a los rayos UV y desaparece gradualmente después de unos días. Las quemaduras solares graves pueden provocar ampollas y descamación de la piel. UVB y UVC son alrededor de 1,000 veces más efectivos que los UVA para causar eritema (Parrish, Jaenicke y Anderson 1982), pero el eritema producido por las longitudes de onda UVB más largas (295 a 315 nm) es más grave y persiste por más tiempo (Hausser 1928). El aumento de la gravedad y el curso del tiempo del eritema resulta de una penetración más profunda de estas longitudes de onda en la epidermis. La sensibilidad máxima de la piel aparentemente ocurre aproximadamente a 295 nm (Luckiesh, Holladay y Taylor 1930; Coblentz, Stair and Hogue 1931) con una sensibilidad mucho menor (aproximadamente 0.07) a 315 nm y longitudes de onda más largas (McKinlay y Diffey 1987).

La dosis eritemal mínima (MED) para 295 nm que se ha informado en estudios más recientes para pieles ligeramente pigmentadas y sin broncear oscila entre 6 y 30 mJ/cm2 (Everett, Olsen y Sayer 1965; Freeman, et al. 1966; Berger, Urbach y Davies 1968). La MED a 254 nm varía mucho según el tiempo transcurrido después de la exposición y si la piel ha estado expuesta mucho a la luz solar exterior, pero generalmente es del orden de 20 mJ/cm.2, o tan alto como 0.1 J/cm2. La pigmentación y el bronceado de la piel y, lo que es más importante, el engrosamiento del estrato córneo, pueden aumentar esta MED en al menos un orden de magnitud.

Fotosensibilización

Los especialistas en salud ocupacional frecuentemente encuentran efectos adversos por exposición ocupacional a UVR en trabajadores fotosensibilizados. El uso de ciertos medicamentos puede producir un efecto fotosensibilizante por exposición a los rayos UVA, al igual que la aplicación tópica de ciertos productos, incluidos algunos perfumes, lociones corporales, etc. Las reacciones a los agentes fotosensibilizadores implican tanto fotoalergia (reacción alérgica de la piel) como fototoxicidad (irritación de la piel) después de la exposición a la radiación UV de la luz solar o de fuentes industriales de radiación UV. (Las reacciones de fotosensibilidad durante el uso de equipos de bronceado también son comunes). Esta fotosensibilización de la piel puede ser causada por cremas o ungüentos que se aplican sobre la piel, por medicamentos que se toman por vía oral o por inyección, o por el uso de inhaladores recetados (consulte la figura 1). ). El médico que prescribe un medicamento potencialmente fotosensibilizante siempre debe advertir al paciente que tome las medidas adecuadas para evitar efectos adversos, pero con frecuencia se le dice al paciente que solo evite la luz solar y no las fuentes de RUV (ya que son poco comunes en la población general).

Figura 1. Algunas sustancias fonosensibilizadoras

ELF020T1

Efectos retardados

La exposición crónica a la luz solar, especialmente al componente UVB, acelera el envejecimiento de la piel y aumenta el riesgo de desarrollar cáncer de piel (Fitzpatrick et al. 1974; Forbes y Davies 1982; Urbach 1969; Passchier y Bosnjakovic 1987). Varios estudios epidemiológicos han demostrado que la incidencia del cáncer de piel está fuertemente correlacionada con la latitud, la altitud y la cobertura del cielo, que se correlacionan con la exposición a los rayos UV (Scotto, Fears y Gori 1980; OMS 1993).

Todavía no se han establecido las relaciones dosis-respuesta cuantitativas exactas para la carcinogénesis de la piel humana, aunque las personas de piel clara, en particular las de origen celta, son mucho más propensas a desarrollar cáncer de piel. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las exposiciones UVR necesarias para provocar tumores de piel en modelos animales pueden administrarse con la suficiente lentitud para que no se produzca eritema, y ​​la eficacia relativa (en relación con el pico a 302 nm) informada en esos estudios varía en la misma medida. como las quemaduras solares (Cole, Forbes y Davies 1986; Sterenborg y van der Leun 1987).

El ojo

Fotoqueratitis y fotoconjuntivitis

Estas son reacciones inflamatorias agudas resultantes de la exposición a la radiación UVB y UVC que aparecen a las pocas horas de una exposición excesiva y normalmente se resuelven después de uno o dos días.

Lesión en la retina por luz brillante

Aunque la lesión térmica de la retina por fuentes de luz es poco probable, el daño fotoquímico puede ocurrir por la exposición a fuentes ricas en luz azul. Esto puede resultar en una reducción temporal o permanente de la visión. Sin embargo, la respuesta normal de aversión a la luz brillante debería evitar que esto ocurra a menos que se haga un esfuerzo consciente para mirar fijamente las fuentes de luz brillante. La contribución de la UVR a la lesión de la retina es generalmente muy pequeña porque la absorción por el cristalino limita la exposición de la retina.

Efectos crónicos

La exposición ocupacional a largo plazo a la RUV durante varias décadas puede contribuir a la aparición de cataratas y efectos degenerativos no relacionados con los ojos, como el envejecimiento de la piel y el cáncer de piel asociados con la exposición al sol. La exposición crónica a la radiación infrarroja también puede aumentar el riesgo de cataratas, pero esto es muy poco probable, dado el acceso a la protección ocular.

La radiación ultravioleta actínica (UVB y UVC) es fuertemente absorbida por la córnea y la conjuntiva. La sobreexposición de estos tejidos causa queratoconjuntivitis, comúnmente conocida como “destello de soldador”, “ojo de arco” o “ceguera de la nieve”. Pitts ha informado sobre el espectro de acción y el curso temporal de la fotoqueratitis en la córnea humana, de conejo y de mono (Pitts 1974). El período de latencia varía inversamente con la severidad de la exposición, oscilando entre 1.5 y 24 horas, pero generalmente ocurre dentro de las 6 a 12 horas; las molestias suelen desaparecer en 48 horas. Le sigue la conjuntivitis y puede ir acompañada de eritema de la piel del rostro que rodea los párpados. Por supuesto, la exposición a los rayos UV rara vez provoca lesiones oculares permanentes. Pitts y Tredici (1971) informaron datos de umbral para fotoqueratitis en humanos para bandas de onda de 10 nm de ancho de 220 a 310 nm. Se encontró que la sensibilidad máxima de la córnea se producía a 270 nm, lo que difería notablemente del máximo de la piel. Presumiblemente, la radiación de 270 nm es biológicamente más activa debido a la falta de un estrato córneo para atenuar la dosis al tejido del epitelio corneal en longitudes de onda UVR más cortas. La respuesta de longitud de onda, o espectro de acción, no varió tanto como los espectros de acción del eritema, con umbrales que varían de 4 a 14 mJ/cm2 a 270 nm. El umbral informado a 308 nm fue de aproximadamente 100 mJ/cm2.

La exposición repetida del ojo a niveles potencialmente peligrosos de UVR no aumenta la capacidad protectora del tejido afectado (la córnea) como lo hace la exposición de la piel, lo que conduce al bronceado y al engrosamiento del estrato córneo. Ringvold y asociados estudiaron las propiedades de absorción de UVR de la córnea (Ringvold 1980a) y el humor acuoso (Ringvold 1980b), así como los efectos de la radiación UVB sobre el epitelio corneal (Ringvold 1983), el estroma corneal (Ringvold y Davanger 1985) y el endotelio corneal (Ringvold, Davanger y Olsen 1982; Olsen y Ringvold 1982). Sus estudios de microscopía electrónica mostraron que el tejido corneal poseía notables propiedades de reparación y recuperación. Aunque uno podría detectar fácilmente un daño significativo en todas estas capas que aparentemente aparecen inicialmente en las membranas celulares, la recuperación morfológica fue completa después de una semana. La destrucción de queratocitos en la capa del estroma fue evidente y la recuperación endotelial fue pronunciada a pesar de la falta normal de renovación celular rápida en el endotelio. Cullen et al. (1984) estudiaron el daño endotelial que era persistente si la exposición UVR era persistente. Riley et al. (1987) también estudiaron el endotelio de la córnea después de la exposición a los rayos UVB y concluyeron que no era probable que las agresiones únicas graves tuvieran efectos retardados; sin embargo, también concluyeron que la exposición crónica podría acelerar los cambios en el endotelio relacionados con el envejecimiento de la córnea.

Las longitudes de onda superiores a 295 nm pueden transmitirse a través de la córnea y el cristalino las absorbe casi en su totalidad. Pitts, Cullen y Hacker (1977b) demostraron que se pueden producir cataratas en conejos con longitudes de onda en la banda de 295 a 320 nm. Los umbrales para las opacidades transitorias oscilaron entre 0.15 y 12.6 J/cm2, dependiendo de la longitud de onda, con un umbral mínimo a 300 nm. Las opacidades permanentes requerían mayores exposiciones radiantes. No se observaron efectos lenticulares en el rango de longitud de onda de 325 a 395 nm incluso con exposiciones radiantes mucho más altas de 28 a 162 J/cm2 (Pitts, Cullen y Hacker 1977a; Zuclich y Connolly 1976). Estos estudios ilustran claramente el peligro particular de la banda espectral de 300-315 nm, como era de esperar porque los fotones de estas longitudes de onda penetran de manera eficiente y tienen suficiente energía para producir daño fotoquímico.

Taylor et al. (1988) proporcionaron pruebas epidemiológicas de que los rayos UVB de la luz solar eran un factor etiológico de la catarata senil, pero no demostraron una correlación entre las cataratas y la exposición a los rayos UVA. Aunque alguna vez fue una creencia popular debido a la fuerte absorción de los rayos UVA por parte del cristalino, la hipótesis de que los rayos UVA pueden causar cataratas no ha sido respaldada ni por estudios experimentales de laboratorio ni por estudios epidemiológicos. A partir de los datos experimentales de laboratorio que mostraron que los umbrales para la fotoqueratitis eran inferiores a los de la cataratogénesis, se debe concluir que los niveles inferiores a los necesarios para producir fotoqueratitis a diario deben considerarse peligrosos para el tejido del cristalino. Incluso si se supusiera que la córnea está expuesta a un nivel casi equivalente al umbral de la fotoqueratitis, se estimaría que la dosis diaria de UVR al cristalino a 308 nm sería inferior a 120 mJ/cm2 durante 12 horas al aire libre (Sliney 1987). De hecho, una exposición diaria promedio más realista sería menos de la mitad de ese valor.

jamón et al. (1982) determinaron el espectro de acción de la fotorretinitis producida por UVR en la banda de 320-400 nm. Demostraron que los umbrales en la banda espectral visible, que eran de 20 a 30 J/cm2 a 440 nm, se redujeron a aproximadamente 5 J/cm2 para una banda de 10 nm centrada en 325 nm. El espectro de acción aumentaba monótonamente con la disminución de la longitud de onda. Por lo tanto, debemos concluir que niveles muy por debajo de 5 J/cm2 a 308 nm debería producir lesiones en la retina, aunque estas lesiones no se manifestarían hasta 24 a 48 horas después de la exposición. No hay datos publicados sobre umbrales de lesiones en la retina por debajo de 325 nm, y solo se puede esperar que el patrón del espectro de acción para las lesiones fotoquímicas en la córnea y los tejidos del cristalino también se aplique a la retina, lo que conduciría a un umbral de lesiones del orden de 0.1 J/cm2.

Aunque se ha demostrado claramente que la radiación UVB es mutagénica y cancerígena para la piel, la extrema rareza de la carcinogénesis en la córnea y la conjuntiva es bastante notable. No parece haber evidencia científica que vincule la exposición a los rayos UV con ningún tipo de cáncer de córnea o conjuntiva en humanos, aunque no ocurre lo mismo con el ganado. Esto sugeriría un sistema inmunológico muy efectivo operando en el ojo humano, ya que ciertamente hay trabajadores al aire libre que reciben una exposición UVR comparable a la que recibe el ganado. Esta conclusión se ve respaldada por el hecho de que las personas que padecen una respuesta inmunitaria defectuosa, como en el xeroderma pigmentoso, desarrollan con frecuencia neoplasias de la córnea y la conjuntiva (Stenson 1982).

Normas de Seguridad

Se han desarrollado límites de exposición ocupacional (EL) para UVR e incluyen una curva de espectro de acción que envuelve los datos de umbral para efectos agudos obtenidos de estudios de eritema mínimo y queratoconjuntivitis (Sliney 1972; IRPA 1989). Esta curva no difiere significativamente de los datos del umbral colectivo, teniendo en cuenta los errores de medición y las variaciones en la respuesta individual, y está muy por debajo de los umbrales cataratogénicos UVB.

El EL para UVR es más bajo a 270 nm (0.003 J/cm2 a 270 nm), y, por ejemplo, a 308 nm es de 0.12 J/cm2 (ACGIH 1995, IRPA 1988). Independientemente de si la exposición se produce a partir de unas pocas exposiciones pulsadas durante el día, una sola exposición muy breve o una exposición de 8 horas a unos pocos microvatios por centímetro cuadrado, el riesgo biológico es el mismo y los límites anteriores se aplican a la jornada laboral completa.

Protección Ocupacional

La exposición ocupacional a la UVR debe minimizarse cuando sea práctico. En el caso de las fuentes artificiales, siempre que sea posible, se debe dar prioridad a las medidas de ingeniería, como la filtración, el blindaje y el cerramiento. Los controles administrativos, como la limitación del acceso, pueden reducir los requisitos de protección personal.

Los trabajadores al aire libre, como los trabajadores agrícolas, los trabajadores de la construcción, los pescadores, etc., pueden minimizar el riesgo de exposición a los rayos UV solares usando ropa adecuada de tejido apretado y, lo que es más importante, un sombrero de ala ancha para reducir la exposición de la cara y el cuello. Los protectores solares se pueden aplicar a la piel expuesta para reducir una mayor exposición. Los trabajadores al aire libre deben tener acceso a la sombra y contar con todas las medidas de protección necesarias mencionadas anteriormente.

En la industria, hay muchas fuentes capaces de causar lesiones oculares agudas en un tiempo de exposición breve. Hay disponible una variedad de protección para los ojos con varios grados de protección adecuados para el uso previsto. Los destinados a uso industrial incluyen cascos de soldadura (que además brindan protección tanto contra la radiación visible e infrarroja intensa como protección facial), protectores faciales, gafas protectoras y anteojos que absorben los rayos UV. En general, los anteojos protectores proporcionados para uso industrial deben ajustarse perfectamente a la cara, asegurando así que no haya espacios a través de los cuales la RUV pueda llegar directamente al ojo, y deben estar bien construidos para evitar lesiones físicas.

La idoneidad y selección de las gafas protectoras depende de los siguientes puntos:

  • la intensidad y las características de emisión espectral de la fuente UVR
  • los patrones de comportamiento de las personas cerca de las fuentes de UVR (la distancia y el tiempo de exposición son importantes)
  • las propiedades de transmisión del material de las gafas protectoras
  • el diseño de la montura de las gafas para evitar la exposición periférica del ojo a la radiación UV directa no absorbida.

 

En situaciones de exposición industrial, el grado de riesgo ocular puede evaluarse mediante la medición y comparación con los límites de exposición recomendados (Duchene, Lakey y Repacholi 1991).

Measurement

Debido a la fuerte dependencia de los efectos biológicos de la longitud de onda, la medida principal de cualquier fuente de UVR es su potencia espectral o distribución de irradiación espectral. Esto debe medirse con un espectrorradiómetro que consta de una óptica de entrada adecuada, un monocromador y un detector y lector UVR. Tal instrumento no se usa normalmente en higiene ocupacional.

En muchas situaciones prácticas, se utiliza un medidor UVR de banda ancha para determinar las duraciones de exposición seguras. Por motivos de seguridad, la respuesta espectral se puede adaptar para seguir la función espectral utilizada para las pautas de exposición de la ACGIH y la IRPA. Si no se utilizan los instrumentos apropiados, se producirán errores graves en la evaluación de peligros. También se dispone de dosímetros UVR personales (p. ej., película de polisulfona), pero su aplicación se ha limitado en gran medida a la investigación sobre seguridad en el trabajo más que a las encuestas de evaluación de riesgos.

Conclusiones

El daño molecular de los componentes celulares clave que surgen de la exposición a los rayos ultravioleta ocurre constantemente, y existen mecanismos de reparación para hacer frente a la exposición de la piel y los tejidos oculares a la radiación ultravioleta. Sólo cuando estos mecanismos de reparación son superados se hace evidente la lesión biológica aguda (Smith 1988). Por estas razones, minimizar la exposición ocupacional a los rayos UVA sigue siendo un importante objeto de preocupación entre los trabajadores de salud y seguridad en el trabajo.

 

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Martes, 15 Marzo 2011 15: 01

Radiación infrarroja

La radiación infrarroja es aquella parte del espectro de radiación no ionizante situada entre las microondas y la luz visible. Es una parte natural del entorno humano y, por lo tanto, las personas están expuestas a él en pequeñas cantidades en todas las áreas de la vida diaria, por ejemplo, en el hogar o durante actividades recreativas bajo el sol. Sin embargo, una exposición muy intensa puede resultar de ciertos procesos técnicos en el lugar de trabajo.

Muchos procesos industriales implican el curado térmico de varios tipos de materiales. Las fuentes de calor utilizadas o el propio material calentado suelen emitir niveles tan altos de radiación infrarroja que un gran número de trabajadores corren el riesgo de verse expuestos.

Conceptos y Cantidades

La radiación infrarroja (IR) tiene longitudes de onda que van desde 780 nm a 1 mm. Siguiendo la clasificación de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), esta banda se subdivide en IRA (de 780 nm a 1.4 μm), IRB (de 1.4 μm a 3 μm) e IRC (de 3 μm a 1 mm). Esta subdivisión sigue aproximadamente las características de absorción dependientes de la longitud de onda de los IR en el tejido y los diferentes efectos biológicos resultantes.

La cantidad y la distribución temporal y espacial de la radiación infrarroja se describen mediante diferentes cantidades y unidades radiométricas. Debido a las propiedades ópticas y fisiológicas, especialmente del ojo, se suele hacer una distinción entre fuentes “puntuales” pequeñas y fuentes “extendidas”. El criterio para esta distinción es el valor en radianes del ángulo (α) medido en el ojo subtendido por la fuente. Este ángulo se puede calcular como un cociente, la dimensión de la fuente de luz DL dividido por la distancia de visualización r. Las fuentes extendidas son aquellas que subtienden un ángulo de visión en el ojo mayor que αmin, que normalmente es de 11 miliradianes. Para todas las fuentes extendidas existe una distancia de visualización donde α es igual a αmin; a mayores distancias de visualización, la fuente se puede tratar como una fuente puntual. En la protección contra la radiación óptica, las magnitudes más importantes relativas a las fuentes extendidas son las resplandor (L, expresado en Wm-2sr-1) y el resplandor integrado en el tiempo (Lp en Jm-2sr-1), que describen el “brillo” de la fuente. Para la evaluación del riesgo para la salud, las cantidades más relevantes relativas a fuentes puntuales o exposiciones a distancias de la fuente donde α< αminson los irradiancia (E, expresado en Wm-2), que es equivalente al concepto de tasa de dosis de exposición, y el exposición radiante (H, en Jm-2), equivalente al concepto de dosis de exposición.

En algunas bandas del espectro, los efectos biológicos debidos a la exposición dependen en gran medida de la longitud de onda. Por lo tanto, se deben usar cantidades espectrorradiométricas adicionales (p. ej., la radiación espectral, Ll, expresado en Wm-2 sr-1 nm-1) para sopesar los valores de emisión física de la fuente frente al espectro de acción aplicable relacionado con el efecto biológico.

 

Fuentes y Exposición Ocupacional

La exposición a los resultados de IR de varias fuentes naturales y artificiales. La emisión espectral de estas fuentes puede limitarse a una sola longitud de onda (láser) o puede distribuirse en una amplia banda de longitudes de onda.

Los diferentes mecanismos de generación de radiación óptica en general son:

  • excitación térmica (radiación de cuerpo negro)
  • descarga de gas
  • amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación (láser), siendo el mecanismo de descarga de gas de menor importancia en la banda IR.

 

La emisión de las fuentes más importantes utilizadas en muchos procesos industriales resulta de la excitación térmica y se puede aproximar utilizando las leyes físicas de la radiación de cuerpo negro si se conoce la temperatura absoluta de la fuente. La emisión total (M, en Wm-2) de un radiador de cuerpo negro (figura 1) se describe mediante la ley de Stefan-Boltzmann:

MONTE) = 5.67 x 10-8T4

y depende de la cuarta potencia de la temperatura (T, en K) del cuerpo radiante. La distribución espectral de la radiación se describe mediante la ley de radiación de Planck:

y la longitud de onda de máxima emisión (λmax) se describe de acuerdo con la ley de Wien por:

λmax = (2.898 x 10-8) / T

Figura 1. Radiancia espectral λmaxde un radiador de cuerpo negro a la temperatura absoluta mostrada en grados Kelvin en cada curva

ELF040F1

Muchos láseres utilizados en procesos industriales y médicos emiten niveles muy altos de IR. En general, en comparación con otras fuentes de radiación, la radiación láser tiene algunas características inusuales que pueden influir en el riesgo después de una exposición, como una duración de pulso muy corta o una irradiación extremadamente alta. Por lo tanto, la radiación láser se analiza en detalle en otra parte de este capítulo.

Muchos procesos industriales requieren el uso de fuentes que emiten altos niveles de radiación visible e infrarroja y, por lo tanto, un gran número de trabajadores como panaderos, sopladores de vidrio, trabajadores de hornos, trabajadores de fundición, herreros, fundidores y bomberos están potencialmente en riesgo de exposición. Además de las lámparas, se deben considerar fuentes tales como llamas, sopletes de gas, sopletes de acetileno, charcos de metal fundido y barras de metal incandescente. Estos se encuentran en fundiciones, acerías y en muchas otras plantas industriales pesadas. La Tabla 1 resume algunos ejemplos de fuentes IR y sus aplicaciones.

Tabla 1. Diferentes fuentes de IR, población expuesta y niveles de exposición aproximados

Fuente

Aplicación o población expuesta

Exposición

Luz del sol

Trabajadores al aire libre, agricultores, trabajadores de la construcción, gente de mar, público en general

500Wm-2

Lámparas de filamento de tungsteno

Población en general y trabajadores
Iluminación general, secado de tintas y pinturas

105-106 Wm-2sr-1

Lámparas de filamento halógeno de tungsteno

(Ver lámparas de filamento de tungsteno)
Sistemas de copia (fijación), procesos generales (secado, horneado, retractilado, suavizado)

50–200 Wm-2 (a 50cm)

Diodos emisores de luz (por ejemplo, diodo GaAs)

Juguetes, electrónica de consumo, tecnología de transmisión de datos, etc.

105 Wm-2sr-1

Lámparas de arco de xenón

Proyectores, simuladores solares, luces de búsqueda
Camarógrafos de plantas de impresión, trabajadores de laboratorios ópticos, animadores

107 Wm-2sr-1

Derretimiento de hierro

Hornos de acero, trabajadores de acerías

105 Wm-2sr-1

Matrices de lámparas infrarrojas

Calentamiento y secado industrial

103 al 8.103 Wm-2

Lámparas infrarrojas en hospitales

Incubadoras

100–300 Wm-2

 

Efectos biologicos

La radiación óptica en general no penetra muy profundamente en el tejido biológico. Por lo tanto, los objetivos principales de una exposición IR son la piel y los ojos. En la mayoría de las condiciones de exposición, el principal mecanismo de interacción de IR es térmico. Solo los pulsos muy cortos que pueden producir los láseres, pero que no se consideran aquí, también pueden provocar efectos mecanotérmicos. No se espera que los efectos de la ionización o de la ruptura de los enlaces químicos aparezcan con la radiación IR porque la energía de la partícula, siendo inferior a aproximadamente 1.6 eV, es demasiado baja para causar tales efectos. Por la misma razón, las reacciones fotoquímicas se vuelven significativas solo a longitudes de onda más cortas en la región visual y ultravioleta. Los diferentes efectos de la IR en la salud que dependen de la longitud de onda surgen principalmente de las propiedades ópticas del tejido que dependen de la longitud de onda, por ejemplo, la absorción espectral de los medios oculares (figura 2).

Figura 2. Absorción espectral de los medios oculares

ELF040F2

Efectos en el ojo

En general, el ojo está bien adaptado para protegerse contra la radiación óptica del entorno natural. Además, el ojo está fisiológicamente protegido contra lesiones por fuentes de luz brillante, como el sol o lámparas de alta intensidad, mediante una respuesta de aversión que limita la duración de la exposición a una fracción de segundo (aproximadamente 0.25 segundos).

La IRA afecta principalmente a la retina, debido a la transparencia de los medios oculares. Al ver directamente una fuente puntual o un rayo láser, las propiedades de enfoque en la región IRA hacen que la retina sea mucho más susceptible al daño que cualquier otra parte del cuerpo. Para períodos de exposición cortos, se considera que el calentamiento del iris debido a la absorción de IR visible o cercano juega un papel en el desarrollo de opacidades en la lente.

Con el aumento de la longitud de onda, por encima de aproximadamente 1 μm, aumenta la absorción por los medios oculares. Por lo tanto, se considera que la absorción de la radiación IRA tanto por el cristalino como por el iris pigmentado desempeña un papel en la formación de opacidades lenticulares. El daño del cristalino se atribuye a longitudes de onda inferiores a 3 μm (IRA e IRB). Para la radiación infrarroja de longitudes de onda superiores a 1.4 μm, el humor acuoso y el cristalino son especialmente absorbentes.

En la región del espectro IRB e IRC, los medios oculares se vuelven opacos como resultado de la fuerte absorción por parte del agua que los constituye. La absorción en esta región es principalmente en la córnea y en el humor acuoso. Más allá de 1.9 μm, la córnea es efectivamente el único absorbente. La absorción de radiación infrarroja de longitud de onda larga por parte de la córnea puede provocar un aumento de la temperatura en el ojo debido a la conducción térmica. Debido a la rápida tasa de recambio de las células superficiales de la córnea, se puede esperar que cualquier daño limitado a la capa externa de la córnea sea temporal. En la banda IRC, la exposición puede causar una quemadura en la córnea similar a la de la piel. Sin embargo, no es muy probable que ocurran quemaduras en la córnea, debido a la reacción de aversión provocada por la sensación dolorosa causada por una fuerte exposición.

Efectos sobre la piel.

La radiación infrarroja no penetrará muy profundamente en la piel. Por lo tanto, la exposición de la piel a IR muy fuerte puede provocar efectos térmicos locales de diferente gravedad e incluso quemaduras graves. Los efectos sobre la piel dependen de las propiedades ópticas de la piel, como la profundidad de penetración dependiente de la longitud de onda (figura 3 ). Especialmente a longitudes de onda más largas, una exposición extensa puede provocar un aumento de la temperatura local y quemaduras. Los valores de umbral para estos efectos dependen del tiempo, debido a las propiedades físicas de los procesos de transporte térmico en la piel. Una irradiación de 10 kWm-2, por ejemplo, puede causar una sensación dolorosa en 5 segundos, mientras que una exposición de 2 kWm-2 no provocará la misma reacción en períodos inferiores a aproximadamente 50 segundos.

Figura 3. Profundidad de penetración en la piel para diferentes longitudes de onda

ELF040F3

Si la exposición se prolonga durante períodos muy largos, incluso a valores muy por debajo del umbral del dolor, la carga de calor para el cuerpo humano puede ser grande. Especialmente si la exposición cubre todo el cuerpo como, por ejemplo, frente a una fundición de acero. El resultado puede ser un desequilibrio del sistema de termorregulación fisiológicamente bien equilibrado. El umbral para tolerar tal exposición dependerá de diferentes condiciones individuales y ambientales, como la capacidad individual del sistema de termorregulación, el metabolismo corporal real durante la exposición o la temperatura ambiental, la humedad y el movimiento del aire (velocidad del viento). Sin ningún trabajo físico, una exposición máxima de 300 Wm-2 puede ser tolerado durante ocho horas bajo ciertas condiciones ambientales, pero este valor disminuye a aproximadamente 140 Wm-2 durante el trabajo físico pesado.

Estándares de exposición

Los efectos biológicos de la exposición a los IR, que dependen de la longitud de onda y de la duración de la exposición, son intolerables solo si se superan determinados valores umbral de intensidad o dosis. Para protegerse contra condiciones de exposición tan intolerables, organizaciones internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Oficina Internacional del Trabajo (OIT), el Comité Internacional para la Radiación No Ionizante de la Asociación Internacional de Protección Radiológica (INIRC/IRPA) y sus Su sucesor, la Comisión Internacional sobre Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP) y la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) han sugerido límites de exposición para la radiación infrarroja de fuentes ópticas tanto coherentes como incoherentes. La mayoría de las sugerencias nacionales e internacionales sobre pautas para limitar la exposición humana a la radiación infrarroja se basan o incluso son idénticas a los valores límite de umbral sugeridos (TLV) publicados por la ACGIH (1993/1994). Estos límites son ampliamente reconocidos y se utilizan con frecuencia en situaciones laborales. Se basan en los conocimientos científicos actuales y están destinados a prevenir lesiones térmicas de la retina y la córnea y evitar posibles efectos retardados en el cristalino del ojo.

La revisión de 1994 de los límites de exposición de la ACGIH es la siguiente:

1. Para la protección de la retina contra lesiones térmicas en caso de exposición a la luz visible (por ejemplo, en el caso de fuentes de luz potentes), la radiación espectral Lλ en W/(m² sr nm) ponderado frente a la función de riesgo térmico de la retina Rλ (ver tabla 2) sobre el intervalo de longitud de onda Δλ y sumado en el rango de longitud de onda de 400 a 1400 nm, no debe exceder:

donde t es la duración de visualización limitada a intervalos de 10-3 a 10 segundos (es decir, para condiciones de visualización accidental, visualización no fija), y α es el subtiempo angular de la fuente en radianes calculado por α = extensión máxima de la fuente/distancia a la fuente Rλ  (Tabla 2 ).

2. Para proteger la retina de los peligros de exposición de las lámparas de calor infrarrojas o cualquier fuente de infrarrojos cercano donde no hay un estímulo visual fuerte, la radiación infrarroja en el rango de longitud de onda de 770 a 1400 nm como se ve a simple vista (basado en una pupila de 7 mm de diámetro) para una duración prolongada de las condiciones de visualización debe limitarse a:

Este límite se basa en un diámetro de pupila de 7 mm ya que, en este caso, la respuesta de aversión (cerrar el ojo, por ejemplo) puede no existir debido a la ausencia de luz visible.

3. Para evitar posibles efectos retardados en el cristalino del ojo, como la catarata retardada, y para proteger la córnea de una sobreexposición, la radiación infrarroja en longitudes de onda superiores a 770 nm debe limitarse a 100 W/m² durante períodos superiores a 1,000 s. y para:

o por períodos más cortos.

4. Para pacientes afáquicos, se proporcionan funciones de ponderación separadas y TLV resultantes para el rango de longitud de onda de la luz ultravioleta y visible (305–700 nm).

Tabla 2. Función de riesgo térmico retinal

Longitud de onda (nm)

Rλ

Longitud de onda (nm)

Rλ

400

1.0

460

8.0

405

2.0

465

7.0

410

4.0

470

6.2

415

8.0

475

5.5

420

9.0

480

4.5

425

9.5

485

4.0

430

9.8

490

2.2

435

10.0

495

1.6

440

10.0

500-700

1.0

445

9.7

700-1,050

10((700 - λ ) / 500)

450

9.4

1,050-1,400

0.2

455

9.0

   

Fuente: ACGIH 1996.

Measurement

Se dispone de técnicas e instrumentos radiométricos fiables que permiten analizar el riesgo para la piel y el ojo de la exposición a fuentes de radiación óptica. Para caracterizar una fuente de luz convencional, generalmente es muy útil medir la radiancia. Para definir condiciones de exposición peligrosas de fuentes ópticas, la irradiancia y la exposición radiante son de mayor importancia. La evaluación de fuentes de banda ancha es más compleja que la evaluación de fuentes que emiten en longitudes de onda únicas o en bandas muy estrechas, ya que se deben considerar las características espectrales y el tamaño de la fuente. El espectro de ciertas lámparas consta tanto de una emisión continua en una amplia banda de longitudes de onda como de una emisión en ciertas longitudes de onda individuales (líneas). Se pueden introducir errores significativos en la representación de esos espectros si la fracción de energía en cada línea no se agrega correctamente al continuo.

Para la evaluación de riesgos para la salud, los valores de exposición deben medirse sobre una apertura límite para la cual se especifican los estándares de exposición. Por lo general, se ha considerado que una apertura de 1 mm es el tamaño de apertura práctico más pequeño. Las longitudes de onda superiores a 0.1 mm presentan dificultades debido a los efectos de difracción significativos creados por una apertura de 1 mm. Para esta banda de longitud de onda se aceptó una apertura de 1 cm² (11 mm de diámetro), porque los puntos calientes en esta banda son más grandes que en longitudes de onda más cortas. Para la evaluación de los riesgos para la retina, el tamaño de la apertura se determinó por un tamaño de pupila promedio y, por lo tanto, se eligió una apertura de 7 mm.

En general, las medidas en la región óptica son muy complejas. Las mediciones realizadas por personal no capacitado pueden conducir a conclusiones no válidas. Un resumen detallado de los procedimientos de medición se encuentra en Sliney y Wolbarsht (1980).

Medidas de protección

La protección estándar más efectiva contra la exposición a la radiación óptica es el aislamiento total de la fuente y todas las vías de radiación que pueden salir de la fuente. Mediante tales medidas, el cumplimiento de los límites de exposición debería ser fácil de lograr en la mayoría de los casos. Cuando este no sea el caso, la protección personal es aplicable. Por ejemplo, se debe usar la protección ocular disponible en forma de gafas o visores adecuados o ropa protectora. Si las condiciones de trabajo no permiten aplicar tales medidas, puede ser necesario el control administrativo y el acceso restringido a fuentes muy intensas. En algunos casos, una posible medida para proteger al trabajador puede ser una reducción de la potencia de la fuente o del tiempo de trabajo (pausas laborales para recuperarse del estrés por calor), o de ambos.

Conclusión

En general, la radiación infrarroja de las fuentes más comunes, como las lámparas, o de la mayoría de las aplicaciones industriales, no supondrá ningún riesgo para los trabajadores. En algunos lugares de trabajo, sin embargo, IR puede causar un riesgo para la salud del trabajador. Además, hay un rápido aumento en la aplicación y el uso de lámparas especiales y en procesos de alta temperatura en la industria, la ciencia y la medicina. Si la exposición de esas aplicaciones es suficientemente alta, no se pueden excluir los efectos perjudiciales (principalmente en los ojos, pero también en la piel). Se espera que aumente la importancia de las normas de exposición a la radiación óptica reconocidas internacionalmente. Para proteger al trabajador de una exposición excesiva, deberían ser obligatorias las medidas de protección como protección (protectores para los ojos) o ropa de protección.

Los principales efectos biológicos adversos atribuidos a la radiación infrarroja son las cataratas, conocidas como cataratas del soplador de vidrio o del horno. La exposición a largo plazo, incluso a niveles relativamente bajos, provoca estrés por calor en el cuerpo humano. En tales condiciones de exposición, se deben considerar factores adicionales como la temperatura corporal y la pérdida de calor por evaporación, así como factores ambientales.

Con el fin de informar e instruir a los trabajadores, se desarrollaron algunas guías prácticas en los países industrializados. Se puede encontrar un resumen completo en Sliney y Wolbarsht (1980).

 

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Martes, 15 Marzo 2011 15: 19

Luz y Radiación Infrarroja

La luz y la energía radiante infrarroja (IR) son dos formas de radiación óptica y, junto con la radiación ultravioleta, forman el espectro óptico. Dentro del espectro óptico, diferentes longitudes de onda tienen potenciales considerablemente diferentes para causar efectos biológicos y, por esta razón, el espectro óptico puede subdividirse aún más.

El término light debe reservarse para longitudes de onda de energía radiante entre 400 y 760 nm, que provocan una respuesta visual en la retina (CIE 1987). La luz es el componente esencial de la salida de lámparas de iluminación, pantallas visuales y una amplia variedad de iluminadores. Además de la importancia de la iluminación para ver, algunas fuentes de luz pueden, sin embargo, presentar reacciones fisiológicas no deseadas, como discapacidad e incomodidad, deslumbramiento, parpadeo y otras formas de estrés ocular debido al diseño ergonómico deficiente de las tareas en el lugar de trabajo. La emisión de luz intensa también es un efecto secundario potencialmente peligroso de algunos procesos industriales, como la soldadura por arco.

La radiación infrarroja (IRR, longitudes de onda de 760 nm a 1 mm) también puede denominarse con bastante frecuencia como Radiación termal (o el calor radiante), y es emitido por cualquier objeto caliente (motores calientes, metales fundidos y otras fuentes de fundición, superficies tratadas térmicamente, lámparas eléctricas incandescentes, sistemas de calefacción radiante, etc.). La radiación infrarroja también se emite desde una gran variedad de equipos eléctricos, como motores eléctricos, generadores, transformadores y diversos equipos electrónicos.

La radiación infrarroja es un factor que contribuye al estrés por calor. La alta temperatura y humedad del aire ambiente y un bajo grado de circulación de aire pueden combinarse con el calor radiante para producir estrés por calor con el potencial de lesiones por calor. En ambientes más fríos, las fuentes de calor radiante no deseadas o mal diseñadas también pueden producir molestias, una consideración ergonómica.

Efectos biologicos

Los riesgos laborales que presentan para los ojos y la piel las formas de radiación visible e infrarroja están limitados por la aversión del ojo a la luz brillante y la sensación de dolor en la piel que resulta del intenso calor radiante. El ojo está bien adaptado para protegerse contra daños agudos por radiación óptica (debido a la energía radiante ultravioleta, visible o infrarroja) de la luz solar ambiental. Está protegido por una respuesta de aversión natural a ver fuentes de luz brillante que normalmente lo protege contra lesiones derivadas de la exposición a fuentes como el sol, lámparas de arco y arcos de soldadura, ya que esta aversión limita la duración de la exposición a una fracción (alrededor de dos). décimas) de segundo. Sin embargo, las fuentes ricas en IRR sin un fuerte estímulo visual pueden ser peligrosas para el cristalino del ojo en caso de exposición crónica. Uno también puede obligarse a mirar fijamente al sol, un arco de soldadura o un campo de nieve y, por lo tanto, sufrir una pérdida de visión temporal (ya veces permanente). En un entorno industrial en el que las luces brillantes aparecen bajas en el campo de visión, los mecanismos de protección del ojo son menos efectivos y las precauciones contra riesgos son particularmente importantes.

Hay al menos cinco tipos separados de peligros para los ojos y la piel debido a la luz intensa y las fuentes de IRR, y las medidas de protección deben elegirse con una comprensión de cada uno. Además de los peligros potenciales que presenta la radiación ultravioleta (UVR) de algunas fuentes de luz intensa, se deben considerar los siguientes peligros (Sliney y Wolbarsht 1980; OMS 1982):

  1. Daño térmico a la retina, que puede ocurrir en longitudes de onda de 400 nm a 1,400 nm. Normalmente, el peligro de este tipo de lesión lo plantean únicamente los láseres, una fuente de arco de xenón muy intensa o una bola de fuego nuclear. El ardor local de la retina da como resultado un punto ciego (escotoma).
  2. Lesión fotoquímica de la retina por luz azul (un peligro asociado principalmente con la luz azul de longitudes de onda de 400 nm a 550 nm) (Ham 1989). La lesión se denomina comúnmente fotorretinitis de “luz azul”; una forma particular de esta lesión se denomina, según su origen, retinitis solar. La retinitis solar alguna vez se denominó "ceguera por eclipse" y "quemadura de retina" asociada. Solo en los últimos años se ha hecho evidente que la fotorretinitis es el resultado de un mecanismo de daño fotoquímico después de la exposición de la retina a longitudes de onda más cortas en el espectro visible, a saber, luz violeta y azul. Hasta la década de 1970, se pensaba que era el resultado de un mecanismo de lesión térmica. A diferencia de la luz azul, la radiación IRA es muy ineficaz para producir lesiones en la retina. (Ham 1989; Sliney y Wolbarsht 1980).
  3. Riesgos térmicos del infrarrojo cercano para el cristalino (asociados con longitudes de onda de aproximadamente 800 nm a 3,000 nm) con potencial para catarata por calor industrial. La exposición corneal media a la radiación infrarroja de la luz solar es del orden de 10 W/m2. En comparación, los trabajadores del acero y el vidrio expuestos a radiaciones infrarrojas del orden de 0.8 a 4 kW/m2 diariamente durante 10 a 15 años han desarrollado opacidades lenticulares (Sliney y Wolbarsht 1980). Estas bandas espectrales incluyen IRA e IRB (ver figura 1). La directriz de la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) para la exposición IRA de la parte anterior del ojo es una irradiancia total ponderada en el tiempo de 100 W/m2 para duraciones de exposición superiores a 1,000 s (16.7 min) (ACGIH 1992 y 1995).
  4. Lesión térmica de la córnea y la conjuntiva (a longitudes de onda de aproximadamente 1,400 nm a 1 mm). Este tipo de lesión se limita casi exclusivamente a la exposición a la radiación láser.
  5. Lesión térmica de la piel. Esto es raro en fuentes convencionales, pero puede ocurrir en todo el espectro óptico.

La importancia de la longitud de onda y el tiempo de exposición

Las lesiones térmicas (1) y (4) anteriores generalmente se limitan a duraciones de exposición muy breves, y la protección ocular está diseñada para prevenir estas lesiones agudas. Sin embargo, las lesiones fotoquímicas, como las mencionadas en (2) arriba, pueden resultar de tasas de dosis bajas repartidas a lo largo de toda la jornada laboral. El producto de la tasa de dosis y la duración de la exposición siempre da como resultado la dosis (es la dosis la que gobierna el grado de riesgo fotoquímico). Como con cualquier mecanismo de daño fotoquímico, se debe considerar el espectro de acción que describe la efectividad relativa de diferentes longitudes de onda para causar un efecto fotobiológico. Por ejemplo, el espectro de acción para la lesión retiniana fotoquímica alcanza un máximo de aproximadamente 440 nm (Ham 1989). La mayoría de los efectos fotoquímicos se limitan a un rango muy estrecho de longitudes de onda; mientras que un efecto térmico puede ocurrir en cualquier longitud de onda en el espectro. Por lo tanto, la protección ocular para estos efectos específicos necesita bloquear solo una banda espectral relativamente estrecha para que sea eficaz. Normalmente, se debe filtrar más de una banda espectral en la protección ocular para una fuente de banda ancha.

Fuentes de radiación óptica

Luz del sol

La mayor exposición ocupacional a la radiación óptica resulta de la exposición de los trabajadores al aire libre a los rayos del sol. El espectro solar se extiende desde el corte de la capa de ozono estratosférico de aproximadamente 290-295 nm en la banda ultravioleta hasta al menos 5,000 nm (5 μm) en la banda infrarroja. La radiación solar puede alcanzar un nivel tan alto como 1 kW/m2 durante los meses de verano. Puede resultar en estrés por calor, dependiendo de la temperatura y humedad del aire ambiente.

fuentes artificiales

Las fuentes artificiales más significativas de exposición humana a la radiación óptica incluyen las siguientes:

  1. Soldadura y corte. Los soldadores y sus compañeros de trabajo suelen estar expuestos no solo a la intensa radiación UV, sino también a la intensa radiación visible e IR emitida por el arco. En raras ocasiones, estas fuentes han producido lesiones agudas en la retina del ojo. La protección ocular es obligatoria para estos entornos.
  2. Industrias metalúrgicas y fundiciones. La fuente más importante de exposición visible e infrarroja son las superficies metálicas fundidas y calientes en las industrias del acero y el aluminio y en las fundiciones. La exposición de los trabajadores suele oscilar entre 0.5 y 1.2 kW/m2.
  3. Lámparas de arco. Muchos procesos industriales y comerciales, como los que involucran lámparas de curado fotoquímico, emiten luz visible (azul) intensa de onda corta, así como radiación UV e IR. Si bien la probabilidad de exposición dañina es baja debido al blindaje, en algunos casos puede ocurrir una exposición accidental.
  4. Lámparas infrarrojas. Estas lámparas emiten predominantemente en el rango IRA y generalmente se usan para tratamiento térmico, secado de pintura y aplicaciones relacionadas. Estas lámparas no presentan ningún riesgo de exposición significativo para los seres humanos, ya que la incomodidad producida por la exposición limitará la exposición a un nivel seguro.
  5. Tratamiento médico. Las lámparas infrarrojas se utilizan en medicina física para una variedad de fines diagnósticos y terapéuticos. Las exposiciones del paciente varían considerablemente según el tipo de tratamiento, y las lámparas IR requieren un uso cuidadoso por parte del personal.
  6. Iluminación general. Las lámparas fluorescentes emiten muy poco infrarrojo y, por lo general, no son lo suficientemente brillantes como para representar un peligro potencial para los ojos. Las lámparas incandescentes de tungsteno y tungsteno-halógeno emiten una gran fracción de su energía radiante en el infrarrojo. Además, la luz azul emitida por las lámparas de tungsteno-halógeno puede representar un peligro para la retina si una persona mira fijamente el filamento. Afortunadamente, la respuesta de aversión del ojo a la luz brillante previene lesiones agudas incluso a distancias cortas. La colocación de filtros de “calor” de vidrio sobre estas lámparas debería minimizar/eliminar este peligro.
  7. Proyectores ópticos y otros dispositivos. Las fuentes de luz intensa se utilizan en reflectores, proyectores de películas y otros dispositivos de colimación de haz de luz. Estos pueden representar un peligro para la retina con el haz directo a distancias muy cercanas.

 

Medición de las propiedades de la fuente

La característica más importante de cualquier fuente óptica es su distribución de potencia espectral. Esto se mide utilizando un espectrorradiómetro, que consta de una óptica de entrada adecuada, un monocromador y un fotodetector.

En muchas situaciones prácticas, se utiliza un radiómetro óptico de banda ancha para seleccionar una región espectral determinada. Tanto para fines de iluminación visible como de seguridad, la respuesta espectral del instrumento se adaptará para seguir una respuesta espectral biológica; por ejemplo, los luxómetros están adaptados a la respuesta fotópica (visual) del ojo. Normalmente, aparte de los medidores de riesgos UVR, la medición y el análisis de riesgos de fuentes de luz intensa y fuentes de infrarrojos es demasiado complejo para los especialistas en seguridad y salud ocupacional de rutina. Se está avanzando en la estandarización de las categorías de seguridad de las lámparas, por lo que no se requerirán mediciones por parte del usuario para determinar los peligros potenciales.

Límites de exposición humana

A partir del conocimiento de los parámetros ópticos del ojo humano y la radiación de una fuente de luz, es posible calcular las radiaciones (tasas de dosis) en la retina. La exposición de las estructuras anteriores del ojo humano a la radiación infrarroja también puede ser de interés y, además, debe tenerse en cuenta que la posición relativa de la fuente de luz y el grado de cierre del párpado pueden afectar en gran medida el cálculo correcto de una exposición ocular. dosis. Para las exposiciones a la luz ultravioleta y de longitud de onda corta, la distribución espectral de la fuente de luz también es importante.

Varios grupos nacionales e internacionales han recomendado límites de exposición ocupacional (EL) para la radiación óptica (ACGIH 1992 y 1994; Sliney 1992). Aunque la mayoría de estos grupos han recomendado EL para radiación UV y láser, solo un grupo ha recomendado EL para radiación visible (es decir, luz), a saber, la ACGIH, una agencia muy conocida en el campo de la salud ocupacional. La ACGIH se refiere a sus EL como valores límite de umbral, o TLV, y como estos se publican anualmente, existe la oportunidad de una revisión anual (ACGIH 1992 y 1995). Se basan en gran parte en datos de lesiones oculares de estudios con animales y de datos de lesiones en la retina humana resultantes de ver el sol y soldar arcos. Además, los TLV se basan en la suposición subyacente de que las exposiciones ambientales al aire libre a la energía radiante visible normalmente no son peligrosas para los ojos, excepto en entornos muy inusuales, como campos nevados y desiertos, o cuando uno realmente fija los ojos en el sol.

Evaluación de la seguridad de la radiación óptica

Dado que una evaluación integral de peligros requiere mediciones complejas de la radiación espectral y la radiación de la fuente, y en ocasiones también instrumentos y cálculos muy especializados, rara vez la llevan a cabo higienistas industriales e ingenieros de seguridad en el sitio. En cambio, el equipo de protección ocular que se implementará es obligatorio según las normas de seguridad en entornos peligrosos. Los estudios de investigación evaluaron una amplia gama de arcos, láseres y fuentes térmicas para desarrollar recomendaciones amplias para estándares de seguridad prácticos y más fáciles de aplicar.

Medidas de protección

La exposición ocupacional a la radiación visible e IR rara vez es peligrosa y suele ser beneficiosa. Sin embargo, algunas fuentes emiten una cantidad considerable de radiación visible y, en este caso, se evoca la respuesta de aversión natural, por lo que hay pocas posibilidades de sobreexposición accidental de los ojos. Por otro lado, la exposición accidental es bastante probable en el caso de fuentes artificiales que emiten solo radiación cercana al IR. Las medidas que se pueden tomar para minimizar la exposición innecesaria del personal a la radiación IR incluyen el diseño de ingeniería adecuado del sistema óptico en uso, el uso de gafas protectoras o visores faciales apropiados, la limitación del acceso a las personas directamente relacionadas con el trabajo y la garantía de que los trabajadores estén al tanto de los peligros potenciales asociados con la exposición a fuentes intensas de radiación visible e IR. El personal de mantenimiento que reemplaza las lámparas de arco debe tener la capacitación adecuada para evitar la exposición peligrosa. Es inaceptable que los trabajadores experimenten eritema en la piel o fotoqueratitis. Si estas condiciones ocurren, se deben examinar las prácticas de trabajo y se deben tomar medidas para garantizar que la sobreexposición sea improbable en el futuro. Las operadoras embarazadas no corren ningún riesgo específico a la radiación óptica en lo que respecta a la integridad de su embarazo.

Diseño y estándares de protectores oculares

El diseño de protectores oculares para soldadura y otras operaciones que presenten fuentes de radiación óptica industrial (por ejemplo, trabajos de fundición, fabricación de acero y vidrio) comenzó a principios de este siglo con el desarrollo del vidrio de Crooke. Los estándares de protección ocular que evolucionaron más tarde siguieron el principio general de que, dado que la radiación infrarroja y ultravioleta no son necesarias para la visión, esas bandas espectrales deben bloquearse lo mejor posible con los materiales de vidrio actualmente disponibles.

Los estándares empíricos para equipos de protección ocular se probaron en la década de 1970 y se demostró que incluían grandes factores de seguridad para la radiación infrarroja y ultravioleta cuando los factores de transmisión se probaron frente a los límites de exposición ocupacional actuales, mientras que los factores de protección para la luz azul eran suficientes. Por lo tanto, se ajustaron los requisitos de algunas normas.

Protección contra la radiación ultravioleta e infrarroja

En la industria se utilizan varias lámparas UV especializadas para la detección de fluorescencia y el fotocurado de tintas, resinas plásticas, polímeros dentales, etc. Aunque las fuentes de UVA normalmente presentan poco riesgo, estas fuentes pueden contener trazas de UVB peligrosos o presentar un problema de deslumbramiento de discapacidad (debido a la fluorescencia del cristalino del ojo). Las lentes con filtro UV, de vidrio o plástico, con factores de atenuación muy altos, están ampliamente disponibles para proteger contra todo el espectro UV. Se puede detectar un ligero tinte amarillento si se brinda protección a 400 nm. Es de suma importancia para este tipo de gafas (y para las gafas de sol industriales) proporcionar protección para el campo de visión periférico. Los protectores laterales o los diseños envolventes son importantes para proteger contra el enfoque de los rayos oblicuos temporales en el área ecuatorial nasal del cristalino, donde con frecuencia se origina la catarata cortical.

Casi todos los materiales de lentes de vidrio y plástico bloquean la radiación ultravioleta por debajo de 300 nm y la radiación infrarroja en longitudes de onda superiores a 3,000 nm (3 μm), y para algunos láseres y fuentes ópticas, los anteojos de seguridad transparentes resistentes a impactos comunes brindarán una buena protección (p. las lentes transparentes de policarbonato bloquean eficazmente las longitudes de onda superiores a 3 μm). Sin embargo, se deben agregar absorbentes como óxidos metálicos en vidrio o colorantes orgánicos en plásticos para eliminar los rayos UV hasta aproximadamente 380-400 nm y los infrarrojos más allá de 780 nm a 3 μm. Dependiendo del material, esto puede ser fácil, muy difícil o costoso, y la estabilidad del absorbedor puede variar un poco. Los filtros que cumplen con el estándar ANSI Z87.1 del American National Standards Institute deben tener los factores de atenuación apropiados en cada banda espectral crítica.

Protección en diversas industrias.

Lucha contra incendios

Los bomberos pueden estar expuestos a una intensa radiación del infrarrojo cercano y, aparte de la protección de la cabeza y la cara, que es de vital importancia, se prescriben con frecuencia filtros atenuadores IRR. Aquí, la protección contra impactos también es importante.

Gafas para la industria de la fundición y el vidrio

Los anteojos y gafas diseñados para la protección ocular contra la radiación infrarroja generalmente tienen un tinte verdoso claro, aunque el tinte puede ser más oscuro si se desea cierta comodidad contra la radiación visible. Dichos protectores oculares no deben confundirse con los lentes azules que se utilizan en las operaciones de acero y fundición, donde el objetivo es controlar visualmente la temperatura de la masa fundida; estos anteojos azules no brindan protección y deben usarse solo brevemente.

Soldadura

Las propiedades de filtración de infrarrojos y ultravioleta se pueden impartir fácilmente a los filtros de vidrio por medio de aditivos como el óxido de hierro, pero el grado de atenuación estrictamente visible determina el número de sombra, que es una expresión logarítmica de la atenuación. Normalmente, se utiliza un número de tono de 3 a 4 para la soldadura con gas (que requiere gafas), y un número de tono de 10 a 14 para las operaciones de soldadura por arco y arco de plasma (aquí, se requiere protección con casco). La regla general es que si el soldador encuentra el arco cómodo para ver, se proporciona la atenuación adecuada contra los riesgos oculares. Los supervisores, ayudantes de soldadores y otras personas en el área de trabajo pueden requerir filtros con un número de tono relativamente bajo (por ejemplo, 3 a 4) para proteger contra la fotoqueratitis ("ojo de arco" o "destello de soldador"). En los últimos años ha aparecido en escena un nuevo tipo de filtro de soldadura, el filtro de oscurecimiento automático. Independientemente del tipo de filtro, debe cumplir con las normas ANSI Z87.1 y Z49.1 para filtros de soldadura fijos especificados para sombra oscura (Buhr y Sutter 1989; CIE 1987).

Filtros de soldadura con oscurecimiento automático

El filtro de soldadura de oscurecimiento automático, cuyo número de tonos aumenta con la intensidad de la radiación óptica que incide sobre él, representa un avance importante en la capacidad de los soldadores para producir soldaduras de alta calidad de manera constante, más eficiente y ergonómica. Antiguamente, el soldador tenía que bajar y subir el casco o filtro cada vez que se iniciaba y apagaba un arco. El soldador tuvo que trabajar "a ciegas" justo antes de encender el arco. Además, el casco normalmente se baja y se levanta con un fuerte chasquido del cuello y la cabeza, lo que puede provocar tensión en el cuello o lesiones más graves. Ante este incómodo y engorroso procedimiento, algunos soldadores frecuentemente inician el arco con un casco convencional en posición elevada, lo que provoca fotoqueratitis. En condiciones normales de iluminación ambiental, un soldador que lleve un casco equipado con un filtro de oscurecimiento automático puede ver lo suficientemente bien con la protección ocular colocada para realizar tareas como alinear las piezas que se van a soldar, posicionar con precisión el equipo de soldadura y encender el arco. En los diseños de casco más típicos, los sensores de luz detectan el arco eléctrico virtualmente tan pronto como aparece y dirigen una unidad de control electrónico para cambiar un filtro de cristal líquido de un tono claro a un tono oscuro preseleccionado, eliminando la necesidad de los torpes y peligrosos. maniobras practicadas con filtros de sombra fija.

Con frecuencia se ha planteado la cuestión de si pueden desarrollarse problemas de seguridad ocultos con los filtros de oscurecimiento automático. Por ejemplo, ¿pueden las imágenes secundarias (“ceguera por destello”) experimentadas en el lugar de trabajo resultar en una discapacidad visual permanente? ¿Los nuevos tipos de filtros ofrecen realmente un grado de protección equivalente o mejor que el que pueden proporcionar los filtros fijos convencionales? Aunque a la segunda pregunta se puede responder afirmativamente, hay que entender que no todos los filtros de oscurecimiento automático son equivalentes. Las velocidades de reacción del filtro, los valores de los tonos claros y oscuros logrados bajo una determinada intensidad de iluminación y el peso de cada unidad pueden variar de un patrón de equipo a otro. La dependencia de la temperatura del rendimiento de la unidad, la variación en el grado de sombra con la degradación de la batería eléctrica, la “sombra en estado de reposo” y otros factores técnicos varían según el diseño de cada fabricante. Estas consideraciones se están abordando en los nuevos estándares.

Dado que todos los sistemas proporcionan una atenuación de filtro adecuada, el atributo más importante especificado por los fabricantes de filtros de oscurecimiento automático es la velocidad de cambio de filtro. Los filtros de oscurecimiento automático actuales varían en la velocidad de conmutación de una décima de segundo a más rápido que 1/10,000 de segundo. Buhr y Sutter (1989) han indicado un medio para especificar el tiempo máximo de conmutación, pero su formulación varía en relación con el transcurso del tiempo de conmutación. La velocidad de conmutación es crucial, ya que brinda la mejor pista para la medida más importante (pero no especificada) de cuánta luz entrará en el ojo cuando se enciende el arco en comparación con la luz admitida por un filtro fijo del mismo número de tono de trabajo. . Si entra demasiada luz en el ojo por cada cambio durante el día, la dosis de energía luminosa acumulada produce una "adaptación transitoria" y quejas sobre "cansancio ocular" y otros problemas. (La adaptación transitoria es la experiencia visual causada por cambios repentinos en el entorno de luz de uno, que puede caracterizarse por incomodidad, sensación de haber estado expuesto a un resplandor y pérdida temporal de la visión detallada). Productos actuales con velocidades de conmutación del orden de diez milisegundos proporcionará una mejor protección adecuada contra la fotorretinitis. Sin embargo, el tiempo de conmutación más corto, del orden de 0.1 ms, tiene la ventaja de reducir los efectos de adaptación transitorios (Eriksen 1985; Sliney 1992).

Las pruebas de verificación simples están disponibles para el soldador, además de las pruebas de laboratorio exhaustivas. Se podría sugerir al soldador que simplemente mire una página de impresión detallada a través de una serie de filtros de oscurecimiento automático. Esto le dará una indicación de la calidad óptica de cada filtro. A continuación, se le puede pedir al soldador que intente generar un arco mientras lo observa a través de cada filtro que se está considerando comprar. Afortunadamente, uno puede confiar en el hecho de que los niveles de luz que son cómodos para la visualización no serán peligrosos. La efectividad de la filtración UV e IR debe verificarse en la hoja de especificaciones del fabricante para asegurarse de que se filtren las bandas innecesarias. Unos cuantos golpes de arco repetidos deberían darle al soldador una idea de si se experimentarán molestias debido a la adaptación transitoria, aunque sería mejor una prueba de un día.

El número de sombreado del estado de reposo o falla de un filtro de oscurecimiento automático (un estado de falla ocurre cuando falla la batería) debe brindar una protección del 100 % para los ojos del soldador durante al menos uno o varios segundos. Algunos fabricantes usan un estado oscuro como la posición de "apagado" y otros usan un tono intermedio entre los estados oscuro y claro. En cualquier caso, la transmitancia en estado de reposo para el filtro debe ser considerablemente más baja que la transmitancia de la sombra clara para evitar un riesgo para la retina. En cualquier caso, el dispositivo debe proporcionar un indicador claro y obvio para el usuario sobre cuándo se apaga el filtro o cuándo se produce una falla en el sistema. Esto asegurará que el soldador sea advertido con anticipación en caso de que el filtro no esté encendido o no funcione correctamente antes de comenzar a soldar. Otras funciones, como la duración de la batería o el rendimiento en condiciones de temperatura extrema, pueden ser importantes para determinados usuarios.

Conclusiones

Aunque las especificaciones técnicas pueden parecer algo complejas para los dispositivos que protegen el ojo de las fuentes de radiación óptica, existen estándares de seguridad que especifican los números de tonos y estos estándares brindan un factor de seguridad conservador para el usuario.

 

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Martes, 15 Marzo 2011 15: 24

Láseres

Un láser es un dispositivo que produce energía radiante electromagnética coherente dentro del espectro óptico desde el ultravioleta extremo hasta el infrarrojo lejano (submilimétrico). El termino láser es en realidad un acrónimo de amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Aunque el proceso láser fue predicho teóricamente por Albert Einstein en 1916, el primer láser exitoso no se demostró hasta 1960. En los últimos años, los láseres se han abierto camino desde el laboratorio de investigación hasta el entorno industrial, médico y de oficinas, así como a las obras de construcción e incluso hogares En muchas aplicaciones, como reproductores de videodiscos y sistemas de comunicación de fibra óptica, la salida de energía radiante del láser está encerrada, el usuario no enfrenta ningún riesgo para la salud y la presencia de un láser integrado en el producto puede no ser obvia para el usuario. Sin embargo, en algunas aplicaciones médicas, industriales o de investigación, la energía radiante emitida por el láser es accesible y puede representar un peligro potencial para los ojos y la piel.

Debido a que el proceso del láser (a veces denominado "láser") puede producir un haz de radiación óptica altamente colimado (es decir, energía radiante ultravioleta, visible o infrarroja), un láser puede representar un peligro a una distancia considerable, a diferencia de la mayoría de los peligros encontrados. en el lugar de trabajo. Quizás sea esta característica más que cualquier otra cosa la que ha llevado a las preocupaciones especiales expresadas por los trabajadores y por los expertos en seguridad y salud ocupacional. Sin embargo, los láseres se pueden usar de manera segura cuando se aplican los controles de riesgo apropiados. Existen estándares para el uso seguro de láseres en todo el mundo, y la mayoría están "armonizados" entre sí (ANSI 1993; IEC 1993). Todas las normas utilizan un sistema de clasificación de peligros, que agrupa los productos láser en una de cuatro amplias clases de peligros según la potencia o energía de salida del láser y su capacidad para causar daño. A continuación, se aplican medidas de seguridad acordes con la clasificación de peligro (Cleuet y Mayer 1980; Duchene, Lakey y Repacholi 1991).

Los láseres funcionan en longitudes de onda discretas y, aunque la mayoría de los láseres son monocromáticos (emiten una longitud de onda o un solo color), no es raro que un láser emita varias longitudes de onda discretas. Por ejemplo, el láser de argón emite varias líneas diferentes dentro del espectro visible y ultravioleta cercano, pero generalmente está diseñado para emitir solo una línea verde (longitud de onda) a 514.5 nm y/o una línea azul a 488 nm. Al considerar los peligros potenciales para la salud, siempre es crucial establecer las longitudes de onda de salida.

Todos los láseres tienen tres bloques de construcción fundamentales:

  1. un medio activo (sólido, líquido o gas) que define las posibles longitudes de onda de emisión
  2. una fuente de energía (p. ej., corriente eléctrica, lámpara de bomba o reacción química)
  3. una cavidad resonante con acoplador de salida (generalmente dos espejos).

 

La mayoría de los sistemas láser prácticos fuera del laboratorio de investigación también tienen un sistema de emisión de haz, como una fibra óptica o un brazo articulado con espejos para dirigir el haz a una estación de trabajo y lentes de enfoque para concentrar el haz en un material a soldar, etc. En un láser, átomos o moléculas idénticos son llevados a un estado excitado por la energía emitida por la lámpara de la bomba. Cuando los átomos o moléculas están en estado excitado, un fotón (“partícula” de energía lumínica) puede estimular a un átomo o molécula excitada a emitir un segundo fotón de la misma energía (longitud de onda) viajando en fase (coherente) y en la misma dirección. dirección como el fotón estimulante. Por tanto, se ha producido una amplificación de la luz por un factor de dos. Este mismo proceso repetido en cascada hace que se desarrolle un haz de luz que se refleja de un lado a otro entre los espejos de la cavidad resonante. Dado que uno de los espejos es parcialmente transparente, parte de la energía luminosa sale de la cavidad resonante formando el rayo láser emitido. Aunque en la práctica, los dos espejos paralelos a menudo se curvan para producir una condición resonante más estable, el principio básico es válido para todos los láseres.

Aunque varios miles de líneas láser diferentes (es decir, longitudes de onda láser discretas características de diferentes medios activos) se han demostrado en el laboratorio de física, solo unas 20 se han desarrollado comercialmente hasta el punto en que se aplican de forma rutinaria en la tecnología cotidiana. Se han desarrollado y publicado directrices y normas de seguridad láser que básicamente cubren todas las longitudes de onda del espectro óptico para permitir las líneas láser actualmente conocidas y los futuros láseres.

Clasificación de peligro de láser

Los estándares actuales de seguridad láser en todo el mundo siguen la práctica de categorizar todos los productos láser en clases de peligro. En general, el esquema sigue una agrupación de cuatro clases amplias de peligro, del 1 al 4. Los láseres de clase 1 no pueden emitir radiación láser potencialmente peligrosa y no representan un peligro para la salud. Las clases 2 a 4 representan un peligro creciente para los ojos y la piel. El sistema de clasificación es útil ya que se prescriben medidas de seguridad para cada clase de láser. Se requieren medidas de seguridad más estrictas para las clases más altas.

La clase 1 se considera una agrupación "segura para los ojos", sin riesgos. La mayoría de los láseres que están totalmente cerrados (por ejemplo, las grabadoras de discos compactos láser) son de Clase 1. No se requieren medidas de seguridad para un láser de Clase 1.

La clase 2 se refiere a los láseres visibles que emiten una potencia muy baja que no sería peligrosa incluso si toda la potencia del rayo entrara en el ojo humano y se enfocara en la retina. La respuesta de aversión natural del ojo a ver fuentes de luz muy brillantes protege al ojo contra lesiones en la retina si la energía que ingresa al ojo es insuficiente para dañar la retina dentro de la respuesta de aversión. La respuesta de aversión se compone del reflejo de parpadeo (aproximadamente 0.16 a 0.18 segundos) y una rotación del ojo y el movimiento de la cabeza cuando se expone a una luz tan brillante. Los estándares de seguridad actuales definen conservadoramente la respuesta de aversión con una duración de 0.25 segundos. Por lo tanto, los láseres de Clase 2 tienen una potencia de salida de 1 milivatio (mW) o menos que corresponde al límite de exposición permisible durante 0.25 segundos. Ejemplos de láseres de Clase 2 son los punteros láser y algunos láseres de alineación.

Algunas normas de seguridad también incorporan una subcategoría de Clase 2, denominada "Clase 2A". No es peligroso mirar los láseres de clase 2A durante un máximo de 1,000 s (16.7 min). La mayoría de los escáneres láser utilizados en puntos de venta (pago de supermercado) y escáneres de inventario son de Clase 2A.

Los láseres de clase 3 representan un peligro para el ojo, ya que la respuesta de aversión no es lo suficientemente rápida como para limitar la exposición de la retina a un nivel seguro momentáneo, y también podrían producirse daños en otras estructuras del ojo (p. ej., la córnea y el cristalino). Normalmente no existen peligros para la piel por exposición incidental. Ejemplos de láseres de Clase 3 son muchos láseres de investigación y telémetros láser militares.

Una subcategoría especial de Clase 3 se denomina "Clase 3A" (con los láseres restantes de Clase 3 denominados "Clase 3B"). Los láseres de Clase 3A son aquellos con una potencia de salida entre una y cinco veces los límites de emisión accesibles (AEL) para la Clase 1 o Clase 2, pero con una irradiancia de salida que no excede el límite de exposición ocupacional relevante para la clase más baja. Algunos ejemplos son muchos instrumentos de medición y alineación láser.

Los láseres de clase 4 pueden representar un peligro potencial de incendio, un peligro significativo para la piel o un peligro de reflexión difusa. Prácticamente todos los láseres quirúrgicos y láseres de procesamiento de materiales utilizados para soldar y cortar son de Clase 4 si no están incluidos. Todos los láseres con una potencia de salida promedio superior a 0.5 W son Clase 4. Si una Clase 3 o Clase 4 de mayor potencia está totalmente encerrada para que la energía radiante peligrosa no sea accesible, el sistema láser total podría ser Clase 1. El láser más peligroso dentro del recinto se denomina láser integrado.

límites de exposición ocupacional

La Comisión Internacional de Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP 1995) ha publicado pautas para los límites de exposición humana a la radiación láser que se actualizan periódicamente. Los límites de exposición representativos (EL) se proporcionan en la tabla 1 para varios láseres típicos. Prácticamente todos los rayos láser superan los límites de exposición permisibles. Por lo tanto, en la práctica real, los límites de exposición no se utilizan de forma rutinaria para determinar las medidas de seguridad. En cambio, el esquema de clasificación láser, que se basa en los EL aplicados en condiciones realistas, se aplica realmente para este fin.

Tabla 1. Límites de exposición para láseres típicos

tipo de láser

Longitud de onda principal

Límite de exposición

fluoruro de argón

193 nm

3.0 mJ/cmXNUMX2 más de 8 horas

Cloruro de xenón

308 nm

40 mJ/cmXNUMX2 más de 8 horas

Ion argón

488, 514.5nm

3.2 mW / cm2 durante 0.1 s

vapor de cobre

510, 578nm

2.5 mW / cm2 durante 0.25 s

Helio-neón

632.8 nm

1.8 mW / cm2 durante 10 s

vapor de oro

628 nm

1.0 mW / cm2 durante 10 s

Ion de criptón

568, 647nm

1.0 mW / cm2 durante 10 s

Neodimio-YAG

1,064 nm
1,334 nm

5.0 μJ/cm2 de 1 ns a 50 μs
Sin MPE para t <1 ns,
5 mW / cm2 durante 10 s

Dióxido de carbono

10–6 micras

100 mW / cm2 durante 10 s

Monóxido de carbono

≈5 micras

a 8 h, zona limitada
10 mW / cm2 durante >10 s
para la mayor parte del cuerpo

Todos los estándares/directrices tienen MPE en otras longitudes de onda y duraciones de exposición.

Nota: Para convertir MPE en mW/cm2 a mJ/cm2, multiplique por el tiempo de exposición t en segundos. Por ejemplo, el MPE de He-Ne o Argón a 0.1 s es 0.32 mJ/cm2.

Fuente: Norma ANSI Z-136.1 (1993); TLV de ACGIH (1995) y Duchene, Lakey y Repacholi (1991).

Estándares de seguridad láser

Muchas naciones han publicado estándares de seguridad láser y la mayoría están armonizados con el estándar internacional de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). La norma IEC 825-1 (1993) se aplica a los fabricantes; sin embargo, también proporciona algunas pautas de seguridad limitadas para los usuarios. La clasificación de peligro del láser descrita anteriormente debe estar etiquetada en todos los productos láser comerciales. Una etiqueta de advertencia apropiada para la clase debe aparecer en todos los productos de las Clases 2 a 4.

Medidas De Seguridad

El sistema de clasificación de seguridad láser facilita enormemente la determinación de las medidas de seguridad adecuadas. Los estándares de seguridad láser y los códigos de práctica requieren rutinariamente el uso de medidas de control cada vez más restrictivas para cada clasificación superior.

En la práctica, siempre es más deseable encerrar totalmente el láser y la trayectoria del haz para que no se pueda acceder a ninguna radiación láser potencialmente peligrosa. En otras palabras, si solo se emplean productos láser de Clase 1 en el lugar de trabajo, se garantiza un uso seguro. Sin embargo, en muchas situaciones, esto simplemente no es práctico y se requiere capacitación de los trabajadores en el uso seguro y las medidas de control de peligros.

Aparte de la regla obvia, no apuntar un láser a los ojos de una persona, no se requieren medidas de control para un producto láser de Clase 2. Para láseres de clases superiores, se requieren claramente medidas de seguridad.

Si la protección total de un láser de clase 3 o 4 no es factible, el uso de cubiertas de haz (p. ej., tubos), deflectores y cubiertas ópticas puede eliminar virtualmente el riesgo de exposición ocular peligrosa en la mayoría de los casos.

Cuando los recintos no son factibles para los láseres de Clase 3 y 4, se debe establecer un área controlada por láser con entrada controlada, y el uso de protectores oculares para láser generalmente es obligatorio dentro de la zona de peligro nominal (NHZ) del rayo láser. Aunque en la mayoría de los laboratorios de investigación donde se utilizan rayos láser colimados, el NHZ abarca toda el área controlada del laboratorio, para aplicaciones de haz enfocado, el NHZ puede ser sorprendentemente limitado y no abarcar toda la sala.

Para asegurarse contra el uso indebido y posibles acciones peligrosas por parte de usuarios de láser no autorizados, se debe utilizar el control clave que se encuentra en todos los productos láser fabricados comercialmente.

La llave debe estar asegurada cuando el láser no esté en uso, si las personas pueden acceder al láser.

Se requieren precauciones especiales durante la alineación del láser y la configuración inicial, ya que el potencial de lesiones oculares graves es muy grande en ese momento. Los trabajadores del láser deben estar capacitados en prácticas seguras antes de configurar y alinear el láser.

Los anteojos de protección contra láser se desarrollaron después de que se establecieron los límites de exposición ocupacional y se elaboraron especificaciones para proporcionar las densidades ópticas (u OD, una medida logarítmica del factor de atenuación) que serían necesarias en función de la longitud de onda y la duración de la exposición para determinados láseres Aunque en Europa existen estándares específicos para la protección ocular con láser, en los Estados Unidos el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares proporciona pautas adicionales bajo las designaciones ANSI Z136.1 y ANSI Z136.3.

Módulos

Cuando se investigan accidentes con láser tanto en situaciones industriales como de laboratorio, surge un elemento común: la falta de capacitación adecuada. La capacitación en seguridad del láser debe ser adecuada y suficiente para las operaciones con láser en las que trabajará cada empleado. La capacitación debe ser específica para el tipo de láser y la tarea que se le asigna al trabajador.

Vigilancia médica

Los requisitos para la vigilancia médica de los trabajadores del láser varían de un país a otro de acuerdo con las reglamentaciones locales de medicina ocupacional. En un momento, cuando los láseres estaban confinados al laboratorio de investigación y se sabía poco sobre sus efectos biológicos, era bastante típico que a cada trabajador del láser se le hiciera periódicamente un examen oftalmológico general completo con fotografía del fondo de ojo (retina) para monitorear el estado del ojo. . Sin embargo, a principios de la década de 1970, esta práctica fue cuestionada, ya que los hallazgos clínicos eran casi siempre negativos y quedó claro que tales exámenes solo podían identificar lesiones agudas detectables subjetivamente. Esto llevó al grupo de trabajo de la OMS sobre láseres, reunido en Don Leaghreigh, Irlanda, en 1975, a recomendar en contra de tales programas de vigilancia complicados y a enfatizar las pruebas de la función visual. Desde entonces, la mayoría de los grupos nacionales de salud ocupacional han reducido continuamente los requisitos de exámenes médicos. Hoy en día, los exámenes oftalmológicos completos se requieren universalmente solo en el caso de una lesión ocular con láser o sospecha de sobreexposición, y generalmente se requiere un examen visual previo a la colocación. Es posible que se requieran exámenes adicionales en algunos países.

Mediciones láser

A diferencia de algunos peligros en el lugar de trabajo, generalmente no hay necesidad de realizar mediciones para monitorear el lugar de trabajo de niveles peligrosos de radiación láser. Debido a las dimensiones de haz altamente confinadas de la mayoría de los rayos láser, la probabilidad de cambiar las trayectorias de los rayos y la dificultad y el costo de los radiómetros láser, los estándares de seguridad actuales enfatizan las medidas de control basadas en la clase de peligro y no en la medición del lugar de trabajo (monitoreo). El fabricante debe realizar las mediciones para garantizar el cumplimiento de las normas de seguridad láser y la clasificación adecuada de peligros. De hecho, una de las justificaciones originales para la clasificación del peligro del láser se relacionaba con la gran dificultad de realizar mediciones adecuadas para la evaluación del peligro.

Conclusiones

Aunque el láser es relativamente nuevo en el lugar de trabajo, rápidamente se está volviendo omnipresente, al igual que los programas relacionados con la seguridad del láser. Las claves para el uso seguro de los láseres son primero encerrar la energía radiante del láser si es posible, pero si no es posible, establecer medidas de control adecuadas y capacitar a todo el personal que trabaja con láseres.

 

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Martes, 15 Marzo 2011 15: 26

Campos de radiofrecuencia y microondas

La energía electromagnética de radiofrecuencia (RF) y la radiación de microondas se utilizan en una variedad de aplicaciones en la industria, el comercio, la medicina y la investigación, así como en el hogar. En el rango de frecuencia de 3 a 3 x 108 kHz (es decir, 300 GHz) reconocemos fácilmente aplicaciones tales como transmisiones de radio y televisión, comunicaciones (teléfono de larga distancia, teléfono celular, comunicación por radio), radar, calentadores dieléctricos, calentadores de inducción, fuentes de alimentación conmutadas y monitores de computadora.

La radiación RF de alta potencia es una fuente de energía térmica que conlleva todas las implicaciones conocidas del calentamiento para los sistemas biológicos, incluidas quemaduras, cambios temporales y permanentes en la reproducción, cataratas y muerte. Para la amplia gama de radiofrecuencias, la percepción cutánea del calor y el dolor térmico no es fiable para la detección, porque los receptores térmicos están ubicados en la piel y no detectan fácilmente el calentamiento profundo del cuerpo causado por estos campos. Los límites de exposición son necesarios para proteger contra estos efectos adversos para la salud de la exposición a campos de radiofrecuencia.

Exposición ocupacional

Calentamiento por inducción

Aplicando un intenso campo magnético alterno, un material conductor puede calentarse por inducción. corrientes de Foucault. Dicho calentamiento se utiliza para forjar, recocer, soldar y soldar. Las frecuencias de funcionamiento oscilan entre 50/60 y varios millones de Hz. Dado que las dimensiones de las bobinas que producen los campos magnéticos suelen ser pequeñas, el riesgo de exposición de todo el cuerpo de alto nivel es pequeño; sin embargo, la exposición de las manos puede ser alta.

Calentamiento dieléctrico

La energía de radiofrecuencia de 3 a 50 MHz (principalmente en frecuencias de 13.56, 27.12 y 40.68 MHz) se utiliza en la industria para una variedad de procesos de calentamiento. Las aplicaciones incluyen sellado y estampado de plástico, secado de pegamento, procesamiento de telas y textiles, carpintería y la fabricación de productos tan diversos como lonas, piscinas, revestimientos de camas de agua, zapatos, carpetas de cheques de viaje, etc.

Las mediciones reportadas en la literatura (Hansson Mild 1980; IEEE COMAR 1990a, 1990b, 1991) muestran que en muchos casos, los cambios eléctricos y magnéticos campos de fuga son muy altos cerca de estos dispositivos de RF. A menudo, los operadores son mujeres en edad fértil (es decir, de 18 a 40 años). Los campos de fuga suelen ser extensos en algunas situaciones laborales, lo que da como resultado la exposición de todo el cuerpo de los operadores. Para muchos dispositivos, los niveles de exposición a campos eléctricos y magnéticos superan todas las pautas de seguridad de RF existentes.

Dado que estos dispositivos pueden dar lugar a una absorción muy alta de energía de RF, es de interés controlar los campos de fuga que emanan de ellos. Por lo tanto, el monitoreo periódico de RF se vuelve esencial para determinar si existe un problema de exposición.

Sistemas de comunicación

Los trabajadores en los campos de la comunicación y el radar están expuestos solo a intensidades de campo de bajo nivel en la mayoría de las situaciones. Sin embargo, la exposición de los trabajadores que deben escalar torres de FM/TV puede ser intensa y es necesario tomar precauciones de seguridad. La exposición también puede ser considerable cerca de los gabinetes de transmisores que tienen los enclavamientos desactivados y las puertas abiertas.

exposición médica

Una de las primeras aplicaciones de la energía de RF fue la diatermia de onda corta. Normalmente se utilizan electrodos sin blindaje para esto, lo que posiblemente genere campos de dispersión elevados.

Recientemente, los campos de RF se han utilizado junto con campos magnéticos estáticos en imagen de resonancia magnética (IRM). Dado que la energía de RF utilizada es baja y el campo está contenido casi por completo dentro del recinto del paciente, la exposición de los operadores es insignificante.

Efectos biologicos

La tasa de absorción específica (SAR, medida en vatios por kilogramo) se usa ampliamente como una cantidad dosimétrica y los límites de exposición se pueden derivar de los SAR. La SAR de un cuerpo biológico depende de parámetros de exposición como la frecuencia de la radiación, la intensidad, la polarización, la configuración de la fuente de radiación y el cuerpo, las superficies de reflexión y el tamaño, la forma y las propiedades eléctricas del cuerpo. Además, la distribución espacial del SAR dentro del cuerpo es muy poco uniforme. La deposición de energía no uniforme da como resultado un calentamiento no uniforme del cuerpo profundo y puede producir gradientes de temperatura internos. A frecuencias superiores a 10 GHz, la energía se deposita cerca de la superficie del cuerpo. El SAR máximo se produce a unos 70 MHz para el sujeto estándar y a unos 30 MHz cuando la persona está de pie en contacto con RF a tierra. En condiciones extremas de temperatura y humedad, se espera que los SAR de cuerpo entero de 1 a 4 W/kg a 70 MHz provoquen un aumento de la temperatura central de unos 2 ºC en seres humanos sanos en una hora.

El calentamiento por RF es un mecanismo de interacción que se ha estudiado ampliamente. Se han observado efectos térmicos a menos de 1 W/kg, pero generalmente no se han determinado los umbrales de temperatura para estos efectos. El perfil de tiempo-temperatura debe ser considerado al evaluar los efectos biológicos.

También se producen efectos biológicos cuando el calentamiento por radiofrecuencia no es un mecanismo adecuado ni posible. Estos efectos a menudo implican campos de RF modulados y longitudes de onda milimétricas. Se han propuesto varias hipótesis, pero aún no han arrojado información útil para derivar los límites de exposición humana. Existe la necesidad de comprender los mecanismos fundamentales de interacción, ya que no es práctico explorar cada campo de RF por sus interacciones biofísicas y biológicas características.

Los estudios en humanos y animales indican que los campos de RF pueden causar efectos biológicos dañinos debido al calentamiento excesivo de los tejidos internos. Los sensores de calor del cuerpo están ubicados en la piel y no detectan fácilmente el calor en las profundidades del cuerpo. Por lo tanto, los trabajadores pueden absorber cantidades significativas de energía de RF sin ser inmediatamente conscientes de la presencia de campos de fuga. Ha habido informes de que el personal expuesto a campos de radiofrecuencia de equipos de radar, calentadores y selladores de radiofrecuencia y torres de radio y televisión ha experimentado una sensación de calor algún tiempo después de haber estado expuesto.

Hay poca evidencia de que la radiación RF pueda iniciar el cáncer en humanos. Sin embargo, un estudio ha sugerido que puede actuar como promotor del cáncer en animales (Szmigielski et al. 1988). Los estudios epidemiológicos del personal expuesto a campos de radiofrecuencia son pocos y generalmente de alcance limitado (Silverman 1990; NCRP 1986; WHO 1981). Se han realizado varias encuestas de trabajadores ocupacionalmente expuestos en la antigua Unión Soviética y países de Europa del Este (Roberts y Michaelson 1985). Sin embargo, estos estudios no son concluyentes con respecto a los efectos sobre la salud.

La evaluación humana y los estudios epidemiológicos sobre operadores de selladores RF en Europa (Kolmodin-Hedman et al. 1988; Bini et al. 1986) informan que pueden surgir los siguientes problemas específicos:

  • Quemaduras por radiofrecuencia o quemaduras por contacto con superficies térmicamente calientes
  • entumecimiento (es decir, parestesia) en manos y dedos; sensibilidad táctil alterada o alterada
  • irritación de los ojos (posiblemente debido a los vapores del material que contiene vinilo)
  • Calentamiento significativo e incomodidad de las piernas de los operadores (quizás debido al flujo de corriente a través de las piernas hacia el suelo).

 

Móviles

El uso de radioteléfonos personales está aumentando rápidamente y esto ha llevado a un aumento en el número de estaciones base. Estos a menudo se encuentran en áreas públicas. Sin embargo, la exposición al público de estas estaciones es baja. Los sistemas suelen operar en frecuencias cercanas a los 900 MHz o 1.8 GHz utilizando tecnología analógica o digital. Los microteléfonos son pequeños transmisores de radio de baja potencia que se mantienen muy cerca de la cabeza cuando están en uso. Parte de la potencia radiada por la antena es absorbida por la cabeza. Los cálculos numéricos y las mediciones en cabezas fantasma muestran que los valores de SAR pueden ser del orden de unos pocos W/kg (consulte la declaración adicional de ICNIRP, 1996). Ha aumentado la preocupación pública por el peligro para la salud de los campos electromagnéticos y se están dedicando varios programas de investigación a esta cuestión (McKinley et al., informe no publicado). Se están realizando varios estudios epidemiológicos con respecto al uso de teléfonos móviles y el cáncer cerebral. Hasta el momento sólo se ha publicado un estudio en animales (Repacholi et al. 1997) con ratones transgénicos expuestos 1 h al día durante 18 meses a una señal similar a la utilizada en la comunicación móvil digital. Al final de los experimentos, 43 de 101 animales expuestos tenían linfomas, en comparación con 22 de 100 en el grupo de exposición simulada. El aumento fue estadísticamente significativo (p > 0.001). Estos resultados no pueden interpretarse fácilmente con relevancia para la salud humana y se necesita más investigación al respecto.

Estándares y pautas

Varias organizaciones y gobiernos han emitido estándares y pautas para la protección contra la exposición excesiva a campos de RF. Grandolfo y Hansson Mild (1989) dieron una revisión de los estándares de seguridad a nivel mundial; la discusión aquí se refiere solo a las pautas emitidas por IRPA (1988) y el estándar IEEE C 95.1 1991.

La justificación completa de los límites de exposición a RF se presenta en IRPA (1988). En resumen, las pautas de IRPA han adoptado un valor SAR límite básico de 4 W/kg, por encima del cual se considera que existe una probabilidad cada vez mayor de que se produzcan consecuencias adversas para la salud como resultado de la absorción de energía de radiofrecuencia. No se han observado efectos adversos para la salud debido a exposiciones agudas por debajo de este nivel. Al incorporar un factor de seguridad de diez para tener en cuenta las posibles consecuencias de la exposición a largo plazo, se utiliza 0.4 W/kg como límite básico para derivar los límites de exposición ocupacional. Se incorpora un factor de seguridad adicional de cinco para derivar límites para el público en general.

Límites de exposición derivados para la intensidad del campo eléctrico (E), la intensidad del campo magnético (H) y la densidad de potencia especificada en V/m, A/m y W/m2 respectivamente, se muestran en la figura 1. Los cuadrados de la E y H los campos se promedian durante seis minutos, y se recomienda que la exposición instantánea no exceda los valores promediados en el tiempo en más de un factor de 100. Además, la corriente cuerpo a tierra no debe exceder los 200 mA.

Figura 1. Límites de exposición de IRPA (1988) para la intensidad de campo eléctrico E, la intensidad de campo magnético H y la densidad de potencia

ELF060F1

El estándar C 95.1, establecido en 1991 por el IEEE, proporciona valores límite para la exposición ocupacional (ambiente controlado) de 0.4 W/kg para el SAR promedio en todo el cuerpo de una persona y 8 W/kg para el SAR máximo entregado a cualquier gramo. de tejido durante 6 minutos o más. Los valores correspondientes para la exposición del público en general (entorno no controlado) son 0.08 W/kg para SAR de cuerpo entero y 1.6 W/kg para SAR máximo. La corriente cuerpo a tierra no debe exceder los 100 mA en un entorno controlado y los 45 mA en un entorno no controlado. (Consulte IEEE 1991 para obtener más detalles). Los límites derivados se muestran en la figura 2.

Figura 2. Límites de exposición de IEEE (1991) para la intensidad de campo eléctrico E, la intensidad de campo magnético H y la densidad de potencia

ELF060F2

Se puede encontrar más información sobre campos de radiofrecuencia y microondas, por ejemplo, en Elder et al. 1989, Greene 1992 y Polk y Postow 1986.

 

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Los campos eléctricos y magnéticos de frecuencia extremadamente baja (ELF) y de muy baja frecuencia (VLF) abarcan el rango de frecuencia por encima de los campos estáticos (> 0 Hz) hasta 30 kHz. Para este documento, ELF se define como estar en el rango de frecuencia > 0 a 300 Hz y VLF en el rango > 300 Hz a 30 kHz. En el rango de frecuencia > 0 a 30 kHz, las longitudes de onda varían de ∞ (infinito) a 10 km, por lo que los campos eléctricos y magnéticos actúan esencialmente de forma independiente y deben tratarse por separado. La intensidad del campo eléctrico (E) se mide en voltios por metro (V/m), la intensidad del campo magnético (H) se mide en amperios por metro (A/m) y la densidad de flujo magnético (B) en teslas (T).

Los trabajadores que utilizan equipos que funcionan en este rango de frecuencia han expresado un debate considerable sobre los posibles efectos adversos para la salud. Con mucho, la frecuencia más común es 50/60 Hz, utilizada para la generación, distribución y uso de energía eléctrica. La preocupación de que la exposición a campos magnéticos de 50/60 Hz pueda estar asociada con una mayor incidencia de cáncer ha sido alimentada por los informes de los medios, la distribución de información errónea y el debate científico en curso (Repacholi 1990; NRC 1996).

El propósito de este artículo es proporcionar una descripción general de las siguientes áreas temáticas:

  • fuentes, ocupaciones y aplicaciones
  • dosimetría y medición
  • mecanismos de interacción y efectos biológicos
  • estudios en humanos y efectos en la salud
  • medidas de protección
  • estándares de exposición ocupacional.

 

Se proporcionan descripciones resumidas para informar a los trabajadores sobre los tipos y las intensidades de los campos de las principales fuentes de ELF y VLF, los efectos biológicos, las posibles consecuencias para la salud y los límites de exposición actuales. También se proporciona un resumen de las precauciones de seguridad y las medidas de protección. Si bien muchos trabajadores usan unidades de visualización (PVD), en este artículo solo se brindan detalles breves, ya que se cubren con mayor detalle en otra parte del Enciclopedia.

Gran parte del material contenido aquí se puede encontrar con mayor detalle en varias revisiones recientes (OMS 1984, 1987, 1989, 1993; IRPA 1990; OIT 1993; NRPB 1992, 1993; IEEE 1991; Greene 1992; NRC 1996).

Fuentes de exposición ocupacional

Los niveles de exposición ocupacional varían considerablemente y dependen en gran medida de la aplicación particular. La Tabla 1 ofrece un resumen de las aplicaciones típicas de frecuencias en el rango > 0 a 30 kHz.

Tabla 1. Aplicaciones de equipos que operan en el rango > 0 a 30 kHz

Frecuencia

Longitud de onda (km)

Aplicaciones Típicas

16.67, 50, 60 Hz

18,000-5,000

Generación, transmisión y uso de energía, procesos electrolíticos, calentamiento por inducción, hornos de arco y cuchara, soldadura, transporte, etc., cualquier uso industrial, comercial, médico o de investigación de la energía eléctrica

0.3-3 XNUMX kHz

1,000-100

Modulación de transmisión, aplicaciones médicas, hornos eléctricos, calentamiento por inducción, endurecimiento, soldadura, fusión, refinación

3-30 XNUMX kHz

100-10

Comunicaciones de muy largo alcance, navegación por radio, modulación de transmisión, aplicaciones médicas, calentamiento por inducción, endurecimiento, soldadura, fusión, refinación, VDU

 

Generación y distribución de energía

Las principales fuentes artificiales de campos eléctricos y magnéticos de 50/60 Hz son las que intervienen en la generación y distribución de energía, y cualquier equipo que utilice corriente eléctrica. La mayoría de estos equipos funcionan con frecuencias eléctricas de 50 Hz en la mayoría de los países y 60 Hz en América del Norte. Algunos sistemas de trenes eléctricos funcionan a 16.67 Hz.

Las líneas de transmisión de alta tensión (AT) y las subestaciones tienen asociados los campos eléctricos más intensos a los que los trabajadores pueden estar expuestos habitualmente. La altura del conductor, la configuración geométrica, la distancia lateral de la línea y el voltaje de la línea de transmisión son, con mucho, los factores más importantes al considerar la máxima intensidad de campo eléctrico a nivel del suelo. A distancias laterales de aproximadamente el doble de la altura de la línea, la intensidad del campo eléctrico disminuye con la distancia de forma aproximadamente lineal (Zaffanella y Deno 1978). Dentro de los edificios cerca de las líneas de transmisión HV, las intensidades del campo eléctrico suelen ser más bajas que el campo no perturbado por un factor de aproximadamente 100,000 XNUMX, según la configuración del edificio y los materiales estructurales.

Las intensidades de los campos magnéticos de las líneas de transmisión aéreas suelen ser relativamente bajas en comparación con las aplicaciones industriales que implican corrientes elevadas. Los empleados de servicios eléctricos que trabajan en subestaciones o en el mantenimiento de líneas de transmisión vivas forman un grupo especial expuesto a campos más grandes (de 5 mT y más en algunos casos). En ausencia de materiales ferromagnéticos, las líneas del campo magnético forman círculos concéntricos alrededor del conductor. Aparte de la geometría del conductor de potencia, la máxima densidad de flujo magnético está determinada únicamente por la magnitud de la corriente. El campo magnético debajo de las líneas de transmisión HV se dirige principalmente transversalmente al eje de la línea. La máxima densidad de flujo a nivel del suelo puede estar por debajo de la línea central o por debajo de los conductores exteriores, dependiendo de la relación de fase entre los conductores. La máxima densidad de flujo magnético a nivel del suelo para un sistema típico de líneas de transmisión aéreas de doble circuito de 500 kV es de aproximadamente 35 μT por kiloamperio de corriente transmitida (Bernhardt y Matthes 1992). Los valores típicos para la densidad de flujo magnético de hasta 0.05 mT ocurren en lugares de trabajo cerca de líneas aéreas, en subestaciones y en centrales eléctricas que operan a frecuencias de 16 2/3, 50 o 60 Hz (Krause 1986).

Procesos industriales

La exposición ocupacional a los campos magnéticos proviene principalmente del trabajo cerca de equipos industriales que utilizan corrientes elevadas. Dichos dispositivos incluyen los utilizados en soldadura, refinación de electroescoria, calentamiento (hornos, calentadores de inducción) y agitación.

Las encuestas sobre calentadores de inducción utilizados en la industria, realizadas en Canadá (Stuchly y Lecuyer 1985), en Polonia (Aniolczyk 1981), en Australia (Repacholi, datos no publicados) y en Suecia (Lövsund, Oberg y Nilsson 1982), muestran densidades de flujo magnético en ubicaciones del operador que van desde 0.7 μT a 6 mT, dependiendo de la frecuencia utilizada y la distancia de la máquina. En su estudio de los campos magnéticos de electroacero industrial y equipos de soldadura, Lövsund, Oberg y Nilsson (1982) encontraron que las máquinas de soldadura por puntos (50 Hz, 15 a 106 kA) y los hornos de cuchara (50 Hz, 13 a 15 kA) campos producidos de hasta 10 mT a distancias de hasta 1 m. En Australia, se descubrió que una planta de calentamiento por inducción que funciona en el rango de 50 Hz a 10 kHz genera campos máximos de hasta 2.5 mT (hornos de inducción de 50 Hz) en posiciones donde los operadores pueden permanecer de pie. Además, los campos máximos alrededor de los calentadores de inducción que funcionan a otras frecuencias fueron de 130 μT a 1.8 kHz, 25 μT a 2.8 kHz y más de 130 μT a 9.8 kHz.

Dado que las dimensiones de las bobinas que producen los campos magnéticos suelen ser pequeñas, rara vez hay una exposición alta de todo el cuerpo, sino más bien una exposición local, principalmente en las manos. La densidad de flujo magnético en las manos del operador puede alcanzar los 25 mT (Lövsund y Mild 1978; Stuchly y Lecuyer 1985). En la mayoría de los casos, la densidad de flujo es inferior a 1 mT. La intensidad del campo eléctrico cerca del calentador de inducción suele ser baja.

Los trabajadores de la industria electroquímica pueden estar expuestos a campos eléctricos y magnéticos de gran intensidad debido a los hornos eléctricos u otros dispositivos que utilizan corrientes elevadas. Por ejemplo, cerca de hornos de inducción y celdas electrolíticas industriales, las densidades de flujo magnético pueden medirse hasta 50 mT.

Unidades de visualización

El uso de unidades de visualización (VDU) o terminales de visualización de video (VDT), como también se les llama, crece a un ritmo cada vez mayor. Los operadores de VDT han expresado su preocupación por los posibles efectos de las emisiones de radiaciones de bajo nivel. Se han medido campos magnéticos (frecuencia de 15 a 125 kHz) de hasta 0.69 A/m (0.9 μT) en las peores condiciones cerca de la superficie de la pantalla (Bureau of Radiological Health 1981). Este resultado ha sido confirmado por muchas encuestas (Roy et al. 1984; Repacholi 1985 IRPA 1988). Las revisiones exhaustivas de las mediciones y encuestas de los VDT realizadas por agencias nacionales y expertos individuales concluyeron que no hay emisiones de radiación de los VDT que pudieran tener consecuencias para la salud (Repacholi 1985; IRPA 1988; OIT 1993a). No es necesario realizar mediciones de radiación de rutina ya que, incluso en el peor de los casos o en condiciones de modo de falla, los niveles de emisión están muy por debajo de los límites de cualquier estándar internacional o nacional (IRPA 1988).

En el documento (OIT 1993a) se proporciona una revisión exhaustiva de las emisiones, un resumen de la literatura científica aplicable, normas y directrices.

Las aplicaciones médicas

Los pacientes que sufren fracturas óseas que no cicatrizan bien o no se unen han sido tratados con campos magnéticos pulsados ​​(Bassett, Mitchell y Gaston 1982; Mitbreit y Manyachin 1984). También se están realizando estudios sobre el uso de campos magnéticos pulsados ​​para mejorar la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos.

Varios dispositivos que generan pulsos de campo magnético se utilizan para la estimulación del crecimiento óseo. Un ejemplo típico es el dispositivo que genera una densidad de flujo magnético promedio de aproximadamente 0.3 mT, una intensidad máxima de aproximadamente 2.5 mT e induce intensidades de campo eléctrico máximas en el hueso en el rango de 0.075 a 0.175 V/m (Bassett, Pawluk y Pila 1974). Cerca de la superficie de la extremidad expuesta, el dispositivo produce una densidad de flujo magnético máxima del orden de 1.0 mT, lo que provoca densidades de corriente iónica máximas de aproximadamente 10 a 100 mA/m2 (1 a 10 μA/cm2) en tejido.

Measurement

Antes de comenzar las mediciones de campos ELF o VLF, es importante obtener la mayor cantidad de información posible sobre las características de la fuente y la situación de exposición. Esta información es necesaria para la estimación de las intensidades de campo esperadas y la selección de la instrumentación de estudio más adecuada (Tell 1983).

La información sobre la fuente debe incluir:

  • frecuencias presentes, incluidos los armónicos
  • poder transmitido
  • polarización (orientación de E campo)
  • características de modulación (valores pico y promedio)
  • ciclo de trabajo, ancho de pulso y frecuencia de repetición de pulso
  • características de la antena, como el tipo, la ganancia, el ancho del haz y la velocidad de exploración.

 

La información sobre la situación de exposición debe incluir:

  • distancia de la fuente
  • existencia de cualquier objeto de dispersión. La dispersión por superficies planas puede mejorar la E campo por un factor de 2. Una mejora aún mayor puede resultar de superficies curvas, por ejemplo, reflectores de esquina.

 

Los resultados de las encuestas realizadas en entornos laborales se resumen en la tabla 2.

Tabla 2. Fuentes ocupacionales de exposición a campos magnéticos

Fuente

Flujo magnético
densidades (mT)

Distancia (m)

VDT

Hasta 2.8 x 10-4

0.3

líneas de alta tensión

Hasta 0.4

bajo línea

Centrales eléctricas

Hasta 0.27

1

Arcos de soldadura (0–50 Hz)

0.1-5.8

0-0.8

Calentadores de inducción (50–10 kHz)

0.9-65

0.1-1

Horno cuchara 50 Hz

0.2-8

0.5-1

Horno de arco de 50 Hz

Hasta 1

2

Agitador de inducción de 10 Hz

0.2-0.3

2

Soldadura por electroescoria de 50 Hz

0.5-1.7

0.2-0.9

Equipo terapéutico

1-16

1

Fuente: Allen 1991; Bernhardt 1988; Krause 1986; Lövsund, Oberg y Nilsson 1982; Repacholi, datos no publicados; Stuchly 1986; Stuchly y Lecuyer 1985, 1989.

Instrumentación

Un instrumento de medición de campo eléctrico o magnético consta de tres partes básicas: la sonda, los cables y el monitor. Para asegurar mediciones apropiadas, se requieren o son deseables las siguientes características de instrumentación:

  • La sonda debe responder sólo a la E campo o el H campo y no a ambos simultáneamente.
  • La sonda no debe producir una perturbación significativa del campo.
  • Los conductores de la sonda al monitor no deben perturbar significativamente el campo en la sonda ni acoplar la energía del campo.
  • La respuesta de frecuencia de la sonda debe cubrir el rango de frecuencias que se requiere medir.
  • Si se utiliza en el campo cercano reactivo, las dimensiones del sensor de la sonda deben ser preferentemente inferiores a un cuarto de longitud de onda en la frecuencia más alta presente.
  • El instrumento debe indicar el valor cuadrático medio (rms) del parámetro de campo medido.
  • Se debe conocer el tiempo de respuesta del instrumento. Es deseable tener un tiempo de respuesta de aproximadamente 1 segundo o menos, para que los campos intermitentes se detecten fácilmente.
  • La sonda debe responder a todos los componentes de polarización del campo. Esto puede lograrse mediante una respuesta isotrópica inherente o mediante la rotación física de la sonda en tres direcciones ortogonales.
  • Buena protección contra sobrecarga, funcionamiento con batería, portabilidad y construcción robusta son otras características deseables.
  • Los instrumentos proporcionan una indicación de uno o más de los siguientes parámetros: promedio E campo (V/m) o cuadrado medio E campo (V2/m2); promedio H campo (A/m) o cuadrado medio H campo (A2/m2).

 

Encuestas

Por lo general, se realizan encuestas para determinar si los campos existentes en el lugar de trabajo están por debajo de los límites establecidos por las normas nacionales. Por lo tanto, la persona que toma las medidas debe estar completamente familiarizada con estos estándares.

Todos los lugares ocupados y accesibles deben ser inspeccionados. El operador del equipo bajo prueba y el inspector deben estar lo más lejos posible del área de prueba. Todos los objetos normalmente presentes, que pueden reflejar o absorber energía, deben estar en posición. El topógrafo debe tomar precauciones contra quemaduras y golpes por radiofrecuencia (RF), particularmente cerca de sistemas de alta potencia y baja frecuencia.

Mecanismos de interacción y efectos biológicos

Mecanismos de interacción

Los únicos mecanismos establecidos por los cuales los campos ELF y VLF interactúan con los sistemas biológicos son:

  • Campos eléctricos que inducen una carga superficial en un cuerpo expuesto que da como resultado corrientes (medidas en mA/m2) dentro del cuerpo, cuya magnitud está relacionada con la densidad de carga superficial. Según las condiciones de exposición, el tamaño, la forma y la posición del cuerpo expuesto en el campo, la densidad de carga superficial puede variar mucho, lo que da como resultado una distribución variable y no uniforme de las corrientes dentro del cuerpo.
  • Los campos magnéticos también actúan sobre los humanos al inducir campos eléctricos y corrientes dentro del cuerpo.
  • Las cargas eléctricas inducidas en un objeto conductor (p. ej., un automóvil) expuesto a campos eléctricos ELF o VLF pueden hacer que la corriente pase a través de una persona en contacto con él.
  • El acoplamiento del campo magnético a un conductor (por ejemplo, una cerca de alambre) hace que las corrientes eléctricas (de la misma frecuencia que el campo de exposición) atraviesen el cuerpo de una persona en contacto con él.
  • Pueden producirse descargas transitorias (chispas) cuando las personas y los objetos metálicos expuestos a un fuerte campo eléctrico se acercan lo suficiente.
  • Los campos eléctricos o magnéticos pueden interferir con los dispositivos médicos implantados (p. ej., marcapasos cardíacos unipolares) y provocar el mal funcionamiento del dispositivo.

 

Las dos primeras interacciones enumeradas anteriormente son ejemplos de acoplamiento directo entre personas y campos ELF o VLF. Las últimas cuatro interacciones son ejemplos de mecanismos de acoplamiento indirecto porque solo pueden ocurrir cuando el organismo expuesto está cerca de otros cuerpos. Estos cuerpos pueden incluir otros humanos o animales y objetos como automóviles, vallas o dispositivos implantados.

Si bien se han postulado otros mecanismos de interacción entre los tejidos biológicos y los campos ELF o VLF o existe alguna evidencia que respalda su existencia (WHO 1993; NRPB 1993; NRC 1996), ninguno ha demostrado ser responsable de ninguna consecuencia adversa para la salud.

Efectos en la salud

La evidencia sugiere que la mayoría de los efectos establecidos de la exposición a campos eléctricos y magnéticos en el rango de frecuencia > 0 a 30 kHz resultan de respuestas agudas a la carga superficial y la densidad de corriente inducida. Las personas pueden percibir los efectos de la carga superficial oscilante inducida en sus cuerpos por los campos eléctricos ELF (pero no por los campos magnéticos); estos efectos se vuelven molestos si son suficientemente intensos. En la tabla 3 se proporciona un resumen de los efectos de las corrientes que pasan a través del cuerpo humano (umbrales para la percepción, dejarse llevar o tétanos).

Tabla 3. Efectos de las corrientes que pasan por el cuerpo humano

Efecto

Asunto

Umbral de corriente en mA

   

50 y 60 Hz

300 Hz

1000 Hz

10 kHz

30 kHz

Percepción

Hombre

Mujer

Niños

1.1

0.7

0.55

1.3

0.9

0.65

2.2

1.5

1.1

15

10

9

50

35

30

Choque de umbral de liberación

Hombre

Mujer

Niños

9

6

4.5

11.7

7.8

5.9

16.2

10.8

8.1

55

37

27

126

84

63

Tetanización torácica;
choque severo

Hombre

Mujer

Niños

23

15

12

30

20

15

41

27

20.5

94

63

47

320

214

160

Fuente: Bernhardt 1988a.

Las células nerviosas y musculares humanas han sido estimuladas por las corrientes inducidas por la exposición a campos magnéticos de varios mT y de 1 a 1.5 kHz; se cree que las densidades de corriente umbral están por encima de 1 A/m2. Se pueden inducir sensaciones visuales parpadeantes en el ojo humano mediante la exposición a campos magnéticos tan bajos como de 5 a 10 mT (a 20 Hz) o corrientes eléctricas aplicadas directamente a la cabeza. La consideración de estas respuestas y de los resultados de los estudios neurofisiológicos sugiere que las funciones sutiles del sistema nervioso central, como el razonamiento o la memoria, pueden verse afectadas por densidades de corriente superiores a 10 mA/m2 (NRPB 1993). Es probable que los valores de umbral permanezcan constantes hasta alrededor de 1 kHz, pero aumenten con el aumento de la frecuencia a partir de entonces.

Varias in vitro Los estudios (WHO 1993; NRPB 1993) informaron cambios metabólicos, como alteraciones en la actividad enzimática y el metabolismo de las proteínas y disminución de la citotoxicidad de los linfocitos, en varias líneas celulares expuestas a campos eléctricos ELF y VLF y corrientes aplicadas directamente al cultivo celular. La mayoría de los efectos se han informado a densidades de corriente entre aproximadamente 10 y 1,000 mA/m2, aunque estas respuestas están menos claramente definidas (Sienkiewicz, Saunder y Kowalczuk 1991). Sin embargo, vale la pena señalar que las densidades de corriente endógenas generadas por la actividad eléctrica de los nervios y los músculos suelen ser tan altas como 1 mA/m.2 y puede alcanzar hasta 10 mA/m2 en el corazón. Estas densidades de corriente no afectarán negativamente a los nervios, músculos y otros tejidos. Dichos efectos biológicos se evitarán restringiendo la densidad de corriente inducida a menos de 10 mA/m2 a frecuencias de hasta aproximadamente 1 kHz.

Varias áreas posibles de interacción biológica que tienen muchas implicaciones para la salud y sobre las cuales nuestro conocimiento es limitado incluyen: posibles cambios en los niveles de melatonina durante la noche en la glándula pineal y alteraciones en los ritmos circadianos inducidos en animales por exposición a campos eléctricos o magnéticos de ELF, y posibles efectos de los campos magnéticos ELF en los procesos de desarrollo y carcinogénesis. Además, hay alguna evidencia de respuestas biológicas a campos eléctricos y magnéticos muy débiles: estos incluyen la movilidad alterada de los iones de calcio en el tejido cerebral, cambios en los patrones de activación neuronal y comportamiento alterado del operando. Se han informado "ventanas" tanto de amplitud como de frecuencia que desafían la suposición convencional de que la magnitud de una respuesta aumenta con el aumento de la dosis. Estos efectos no están bien establecidos y no brindan una base para establecer restricciones sobre la exposición humana, aunque se justifican más investigaciones (Sienkievicz, Saunder y Kowalczuk 1991; OMS 1993; NRC 1996).

La Tabla 4 da los rangos aproximados de densidades de corriente inducida para varios efectos biológicos en humanos.

Tabla 4. Rangos aproximados de densidad de corriente para varios efectos biológicos

Efecto

Densidad de corriente (mA/m2)

Estimulación directa de nervios y músculos

1,000-10,000

Modulación en la actividad del sistema nervioso central
Cambios en el metabolismo celular in vitro

100-1,000

Cambios en la función de la retina
Cambios probables en el sistema nervioso central
Cambios en el metabolismo celular in vitro


10-100

Densidad de corriente endógena

1-10

Fuente: Sienkiewicz et al. 1991.

Normas de exposición ocupacional

Casi todas las normas que tienen límites en el rango > 0-30 kHz tienen, como razón de ser, la necesidad de mantener los campos eléctricos y las corrientes inducidas en niveles seguros. Por lo general, las densidades de corriente inducida están restringidas a menos de 10 mA/m2. La Tabla 5 ofrece un resumen de algunos límites de exposición ocupacional actuales.

Tabla 5. Límites ocupacionales de exposición a campos eléctricos y magnéticos en el rango de frecuencia > 0 a 30 kHz (nótese que f está en Hz)

País/Referencia

Rango de frecuencia

Campo eléctrico (V/m)

Campo magnético (A/m)

Internacional (IRPA 1990)

50 / 60 Hz

10,000

398

Estados Unidos (IEEE 1991)

3-30 XNUMX kHz

614

163

Estados Unidos (ACGIH 1993)

1-100 XNUMX Hz

100-4,000 XNUMX Hz

4-30 XNUMX kHz

25,000

2.5 x 10 6/f

625

60 /f

60 /f

60 /f

Alemania (1996)

50 / 60 Hz

10,000

1,600

Reino Unido (NRPB 1993)

1-24 XNUMX Hz

24-600 XNUMX Hz

600-1,000 XNUMX Hz

1-30 XNUMX kHz

25,000

6 x 10 5/f

1,000

1,000

64,000 /f

64,000 /f

64,000 /f

64

 

Medidas de protección

Las exposiciones ocupacionales que ocurren cerca de líneas de transmisión de alto voltaje dependen de la ubicación del trabajador, ya sea en el suelo o en el conductor durante el trabajo en línea viva a alto potencial. Cuando se trabaja en condiciones de línea viva, se puede usar ropa protectora para reducir la fuerza del campo eléctrico y la densidad de corriente en el cuerpo a valores similares a los que ocurrirían para el trabajo en el suelo. La ropa protectora no debilita la influencia del campo magnético.

Las responsabilidades para la protección de los trabajadores y del público en general contra los efectos potencialmente adversos de la exposición a campos eléctricos y magnéticos ELF o VLF deberían estar claramente asignadas. Se recomienda que las autoridades competentes consideren los siguientes pasos:

  • desarrollo y adopción de límites de exposición y la implementación de un programa de cumplimiento
  • desarrollo de estándares técnicos para reducir la susceptibilidad a la interferencia electromagnética, por ejemplo, para marcapasos
  • desarrollo de estándares que definan zonas con acceso limitado alrededor de fuentes de fuertes campos eléctricos y magnéticos debido a la interferencia electromagnética (por ejemplo, para marcapasos y otros dispositivos implantados). Se debe considerar el uso de señales de advertencia apropiadas.
  • requisito de asignación específica de una persona responsable de la seguridad de los trabajadores y del público en cada sitio con alto potencial de exposición
  • desarrollo de procedimientos de medición estandarizados y técnicas de encuesta
  • requisitos para la educación de los trabajadores sobre los efectos de la exposición a campos eléctricos y magnéticos ELF o VLF y las medidas y reglas diseñadas para protegerlos
  • redacción de guías o códigos de práctica para la seguridad de los trabajadores en campos eléctricos y magnéticos ELF o VLF. OIT (1993a) proporciona una excelente guía para dicho código.

 

Atrás

Tanto nuestro entorno natural como el artificial generan fuerzas eléctricas y magnéticas de diversas magnitudes: al aire libre, en oficinas, en hogares y en lugares de trabajo industriales. Esto plantea dos preguntas importantes: (1) ¿Estas exposiciones plantean algún efecto adverso para la salud humana y (2) qué límites se pueden establecer en un intento de definir límites "seguros" de tales exposiciones?

Esta discusión se centra en los campos magnéticos y eléctricos estáticos. Se describen estudios en trabajadores de varias industrias, y también en animales, que no logran demostrar ningún efecto biológico adverso claro en los niveles de exposición a campos eléctricos y magnéticos que se encuentran normalmente. Sin embargo, se intenta discutir los esfuerzos de varias organizaciones internacionales para establecer pautas para proteger a los trabajadores y otras personas de cualquier posible nivel peligroso de exposición.

Definición de términos

Cuando se aplica voltaje o corriente eléctrica a un objeto, como un conductor eléctrico, el conductor se carga y las fuerzas comienzan a actuar sobre otras cargas cercanas. Se pueden distinguir dos tipos de fuerzas: las derivadas de cargas eléctricas estacionarias, conocidas como fuerza electro-estática, y los que aparecen solo cuando las cargas están en movimiento (como en una corriente eléctrica en un conductor), conocido como el fuerza magnética. Para describir la existencia y distribución espacial de estas fuerzas, físicos y matemáticos han creado el concepto de campo. Se habla así de un campo de fuerza, o simplemente, de campos eléctricos y magnéticos.

El término estático describe una situación en la que todas las cargas están fijas en el espacio o se mueven como un flujo constante. Como resultado, tanto las cargas como las densidades de corriente son constantes en el tiempo. En el caso de cargas fijas, tenemos un campo eléctrico cuya fuerza en cualquier punto del espacio depende del valor y la geometría de todas las cargas. En el caso de corriente constante en un circuito, tenemos tanto un campo eléctrico como uno magnético constantes en el tiempo (campos estáticos), ya que la densidad de carga en cualquier punto del circuito no varía.

La electricidad y el magnetismo son fenómenos distintos siempre que las cargas y la corriente sean estáticas; cualquier interconexión entre campos eléctricos y magnéticos desaparece en esta situación estática y, por lo tanto, pueden tratarse por separado (a diferencia de la situación en los campos variables en el tiempo). Los campos eléctricos y magnéticos estáticos se caracterizan claramente por fuerzas constantes e independientes del tiempo y corresponden al límite de frecuencia cero de la banda de frecuencia extremadamente baja (ELF).

Campos Eléctricos Estáticos

Exposición natural y ocupacional

Los campos eléctricos estáticos son producidos por cuerpos cargados eléctricamente donde se induce una carga eléctrica en la superficie de un objeto dentro de un campo eléctrico estático. Como consecuencia, el campo eléctrico en la superficie de un objeto, particularmente donde el radio es pequeño, como en un punto, puede ser mayor que el campo eléctrico no perturbado (es decir, el campo sin el objeto presente). El campo dentro del objeto puede ser muy pequeño o cero. Los objetos cargados eléctricamente experimentan los campos eléctricos como una fuerza; por ejemplo, se ejercerá una fuerza sobre el vello corporal, que puede ser percibido por el individuo.

En promedio, la carga superficial de la tierra es negativa, mientras que la atmósfera superior tiene una carga positiva. El campo eléctrico estático resultante cerca de la superficie terrestre tiene una fuerza de alrededor de 130 V/m. Este campo disminuye con la altura y su valor es de aproximadamente 100 V/ma 100 m de elevación, 45 V/ma 1 ​​km y menos de 1 V/ma 20 km. Los valores reales varían ampliamente, según el perfil local de temperatura y humedad y la presencia de contaminantes ionizados. Debajo de las nubes de tormenta, por ejemplo, e incluso cuando se acercan, se producen grandes variaciones de campo a nivel del suelo, porque normalmente la parte inferior de una nube está cargada negativamente mientras que la parte superior contiene una carga positiva. Además, existe una carga espacial entre la nube y el suelo. A medida que se acerca la nube, el campo a nivel del suelo primero puede aumentar y luego invertirse, y el suelo se carga positivamente. Durante este proceso, pueden observarse campos de 100 V/ma 3 kV/m incluso en ausencia de rayos locales; las inversiones de campo pueden ocurrir muy rápidamente, dentro de 1 minuto, y las altas intensidades de campo pueden persistir durante la tormenta. Las nubes ordinarias, así como las nubes de tormenta, contienen cargas eléctricas y, por lo tanto, afectan profundamente el campo eléctrico a nivel del suelo. También se esperan grandes desviaciones del campo de buen tiempo, hasta el 200%, en presencia de niebla, lluvia e iones pequeños y grandes que se producen de forma natural. Los cambios del campo eléctrico durante el ciclo diario pueden esperarse incluso con un clima completamente despejado: cambios bastante regulares en la ionización local, la temperatura o la humedad y los cambios resultantes en la conductividad eléctrica atmosférica cerca del suelo, así como la transferencia de carga mecánica por los movimientos locales del aire, son probablemente los responsables de estas variaciones diurnas.

Los niveles típicos de campos electrostáticos creados por el hombre están en el rango de 1 a 20 kV/m en oficinas y hogares; estos campos se generan con frecuencia alrededor de equipos de alto voltaje, como televisores y unidades de visualización de video (VDU), o por fricción. Las líneas de transmisión de corriente continua (CC) generan campos eléctricos y magnéticos estáticos y son un medio económico de distribución de energía cuando se trata de largas distancias.

Los campos eléctricos estáticos se utilizan ampliamente en industrias como la química, textil, aviación, papel y caucho, y en el transporte.

Efectos biológicos

Los estudios experimentales proporcionan poca evidencia biológica que sugiera algún efecto adverso de los campos eléctricos estáticos en la salud humana. Los pocos estudios en animales que se han llevado a cabo tampoco parecen haber arrojado datos que respalden los efectos adversos en la genética, el crecimiento tumoral o en los sistemas endocrino o cardiovascular. (La Tabla 1 resume estos estudios en animales).

Tabla 1. Estudios en animales expuestos a campos eléctricos estáticos

Puntos finales biológicos

Efectos informados

Condiciones de exposicion

Hematología e inmunología

Cambios en las fracciones de albúmina y globulina de proteínas séricas en ratas.
Respuestas no consistentes

No hay diferencias significativas en los recuentos de células sanguíneas, proteínas sanguíneas o sangre
química en ratones

Exposición continua a campos entre 2.8 y 19.7 kV/m
de 22 a 52 días de edad

Exposición a 340 kV/m durante 22 h/día por un total de 5,000 h

Sistema nervioso

Inducción de cambios significativos observados en los EEG de ratas. Sin embargo, no hay indicios claros de una respuesta consistente

No hay cambios significativos en las concentraciones y tasas de utilización de
varios neurotransmisores en cerebros de ratas macho

Exposición a campos eléctricos de hasta 10 kV/m

Exposición a un campo de 3 kV/m hasta 66 h

Comportamiento

Estudios recientes bien realizados que sugieren que no hay efecto sobre los roedores
comportamiento

Producción de comportamiento de evitación dependiente de la dosis en ratas macho, sin influencia de iones de aire

Exposición a intensidades de campo de hasta 12 kV/m

Exposición a campos eléctricos HVD de 55 a 80 kV/m

Reproducción y desarrollo

No hay diferencias significativas en el número total de crías ni en el
porcentaje de supervivencia en ratones

Exposición a 340 kV/m durante 22 h/día antes, durante y después
gestación

 

No in vitro Se han realizado estudios para evaluar el efecto de exponer las células a campos eléctricos estáticos.

Los cálculos teóricos sugieren que un campo eléctrico estático inducirá una carga en la superficie de las personas expuestas, que puede percibirse si se descarga en un objeto conectado a tierra. A un voltaje suficientemente alto, el aire se ionizará y será capaz de conducir una corriente eléctrica entre, por ejemplo, un objeto cargado y una persona conectada a tierra. Él cortocircuito depende de una serie de factores, incluida la forma del objeto cargado y las condiciones atmosféricas. Los valores típicos de las intensidades de campo eléctrico correspondientes oscilan entre 500 y 1,200 kV/m.

Los informes de algunos países indican que varios operadores de pantallas de visualización han experimentado trastornos de la piel, pero no está clara la relación exacta entre estos y el trabajo con pantallas de visualización. Los campos eléctricos estáticos en los lugares de trabajo con pantallas de visualización se han sugerido como una posible causa de estos trastornos de la piel, y es posible que la carga electrostática del operador sea un factor relevante. Sin embargo, cualquier relación entre los campos electrostáticos y los trastornos de la piel aún debe considerarse hipotética según la evidencia de investigación disponible.

Medidas, prevención, normas de exposición

Las mediciones de intensidad de campo eléctrico estático pueden reducirse a mediciones de voltajes o cargas eléctricas. Hay varios voltímetros electrostáticos disponibles comercialmente que permiten mediciones precisas de fuentes electrostáticas u otras fuentes de alta impedancia sin contacto físico. Algunos utilizan un interruptor electrostático para baja deriva y retroalimentación negativa para precisión e insensibilidad al espacio entre la sonda y la superficie. En algunos casos, el electrodo electrostático “mira” la superficie que se está midiendo a través de un pequeño orificio en la base del conjunto de la sonda. La señal de CA recortada inducida en este electrodo es proporcional al voltaje diferencial entre la superficie bajo medición y el conjunto de la sonda. Los adaptadores de gradiente también se utilizan como accesorios para voltímetros electrostáticos y permiten su uso como medidores de intensidad de campo electrostático; Es posible una lectura directa en voltios por metro de separación entre la superficie bajo prueba y la placa puesta a tierra del adaptador.

No hay buenos datos que puedan servir como pautas para establecer límites básicos de exposición humana a campos eléctricos estáticos. En principio, podría derivarse un límite de exposición a partir de la tensión de ruptura mínima para el aire; sin embargo, la intensidad del campo experimentada por una persona dentro de un campo eléctrico estático variará según la orientación y la forma del cuerpo, y esto debe tenerse en cuenta al intentar llegar a un límite adecuado.

Los valores límite de umbral (TLV) han sido recomendados por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH 1995). Estos TLV se refieren a la intensidad máxima del campo eléctrico estático en el lugar de trabajo sin protección, lo que representa condiciones bajo las cuales casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin efectos adversos para la salud. Según ACGIH, las exposiciones ocupacionales no deben exceder una fuerza de campo eléctrico estático de 25 kV/m. Este valor debe utilizarse como guía en el control de la exposición y, debido a la susceptibilidad individual, no debe considerarse como una línea clara entre niveles seguros y peligrosos. (Este límite se refiere a la intensidad de campo presente en el aire, lejos de las superficies de los conductores, donde las descargas de chispas y las corrientes de contacto pueden presentar peligros significativos, y está diseñado para exposiciones de cuerpo completo y parcial). Se debe tener cuidado de elimine los objetos sin conexión a tierra, ponga a tierra dichos objetos o use guantes aislantes cuando deba manipular objetos sin conexión a tierra. La prudencia dicta el uso de dispositivos de protección (p. ej., trajes, guantes y aislamiento) en todos los campos que excedan los 15 kV/m.

Según ACGIH, la información actual sobre las respuestas humanas y los posibles efectos en la salud de los campos eléctricos estáticos es insuficiente para establecer un TLV confiable para las exposiciones promedio ponderadas en el tiempo. Se recomienda que, a falta de información específica del fabricante sobre la interferencia electromagnética, la exposición de los usuarios de marcapasos y otros dispositivos electrónicos médicos se mantenga en 1 kV/m o menos.

En Alemania, según la norma DIN, las exposiciones ocupacionales no deben exceder una intensidad de campo eléctrico estático de 40 kV/m. Para exposiciones cortas (hasta dos horas por día) se permite un límite superior de 60 kV/m.

En 1993, la Junta Nacional de Protección Radiológica (NRPB 1993) brindó asesoramiento sobre las restricciones apropiadas en la exposición de las personas a los campos electromagnéticos y la radiación. Esto incluye campos eléctricos y magnéticos estáticos. En el documento NRPB, los niveles de investigación se proporcionan con el fin de comparar los valores de las cantidades de campo medidas para determinar si se ha logrado o no el cumplimiento de las restricciones básicas. Si el campo al que está expuesta una persona supera el nivel de investigación pertinente, se debe comprobar el cumplimiento de las restricciones básicas. Los factores que podrían considerarse en tal evaluación incluyen, por ejemplo, la eficiencia del acoplamiento de la persona al campo, la distribución espacial del campo a través del volumen ocupado por la persona y la duración de la exposición.

De acuerdo con NRPB, no es posible recomendar restricciones básicas para evitar los efectos directos de la exposición humana a campos eléctricos estáticos; se da una guía para evitar efectos molestos de percepción directa de la carga eléctrica superficial y efectos indirectos como descargas eléctricas. Para la mayoría de las personas, la molesta percepción de la carga eléctrica superficial, que actúa directamente sobre el cuerpo, no se producirá durante la exposición a campos eléctricos estáticos con intensidades inferiores a unos 25 kV/m, es decir, la misma intensidad de campo recomendada por la ACGIH. Para evitar descargas de chispas (efectos indirectos) que causen estrés, NRPB recomienda que las corrientes de contacto de CC se restrinjan a menos de 2 mA. Las descargas eléctricas de fuentes de baja impedancia se pueden evitar siguiendo los procedimientos de seguridad eléctrica establecidos pertinentes para dicho equipo.

Campos magnéticos estáticos

Exposición natural y ocupacional

El cuerpo es relativamente transparente a los campos magnéticos estáticos; tales campos interactuarán directamente con materiales magnéticamente anisotrópicos (exhibiendo propiedades con diferentes valores cuando se miden a lo largo de ejes en diferentes direcciones) y cargas en movimiento.

El campo magnético natural es la suma de un campo interno debido a que la tierra actúa como un imán permanente y un campo externo generado en el medio ambiente por factores tales como la actividad solar o atmosférica. El campo magnético interno de la tierra se origina a partir de la corriente eléctrica que fluye en la capa superior del núcleo terrestre. Existen diferencias locales significativas en la fuerza de este campo, cuya magnitud promedio varía desde alrededor de 28 A/m en el ecuador (que corresponde a una densidad de flujo magnético de alrededor de 35 mT en un material no magnético como el aire) hasta alrededor de 56 A. /m sobre los polos geomagnéticos (correspondientes a unos 70 mT en el aire).

Los campos artificiales son más fuertes que los de origen natural en muchos órdenes de magnitud. Las fuentes artificiales de campos magnéticos estáticos incluyen todos los dispositivos que contienen cables que transportan corriente continua, incluidos muchos aparatos y equipos en la industria.

En las líneas de transmisión de energía de corriente continua, los campos magnéticos estáticos son producidos por cargas en movimiento (una corriente eléctrica) en una línea de dos hilos. Para una línea aérea, la densidad de flujo magnético a nivel del suelo es de aproximadamente 20 mT para una línea de  500 kV. Para una línea de transmisión subterránea enterrada a 1.4 m y con una corriente máxima de alrededor de 1 kA, la densidad de flujo magnético máxima es inferior a 10 mT a nivel del suelo.

Las principales tecnologías que involucran el uso de grandes campos magnéticos estáticos se enumeran en la tabla 2 junto con sus niveles de exposición correspondientes.

Tabla 2. Principales tecnologías que implican el uso de grandes campos magnéticos estáticos y niveles de exposición correspondientes

Procedimientos

Niveles de exposición

Tecnologías energéticas

Reactores de fusión termonuclear

Campos marginales de hasta 50 mT en áreas accesibles al personal.
Por debajo de 0.1 mT fuera del sitio del reactor

Sistemas magnetohidrodinámicos

Aproximadamente 10 mT a unos 50 m; 100 mT solo a distancias superiores a 250 m

Sistemas de almacenamiento de energía con imanes superconductores

Campos marginales de hasta 50 mT en ubicaciones accesibles para el operador

Generadores superconductores y líneas de transmisión.

Campos marginales proyectados a menos de 100 mT

Facilidades de ivestigación

cámaras de burbujas

Durante los cambios de casetes de película, el campo es de aproximadamente 0.4 a 0.5 T al nivel de los pies y de aproximadamente 50 mT al nivel de la cabeza.

Espectrómetros superconductores

Alrededor de 1 T en ubicaciones accesibles para el operador

Aceleradores de partículas

El personal rara vez está expuesto debido a la exclusión de la zona de alta radiación. Las excepciones surgen solo durante el mantenimiento.

Unidades de separación de isótopos

Exposiciones breves a campos de hasta 50 mT
Por lo general, los niveles de campo son inferiores a 1 mT

Industria

Producción de aluminio

Niveles de hasta 100 mT en ubicaciones accesibles para el operador

Procesos electrolíticos

Niveles de campo medios y máximos de alrededor de 10 y 50 mT, respectivamente

Producción de imanes

2–5 mT en manos del trabajador; en el rango de 300 a 500 mT al nivel del pecho y la cabeza

Medicina

Resonancia magnética nuclear y espectroscopia

Un imán de 1 T sin blindaje produce alrededor de 0.5 mT a 10 m, y un imán de 2 T sin blindaje produce la misma exposición a unos 13 m

 

Efectos biológicos

La evidencia de experimentos con animales de laboratorio indica que no hay efectos significativos en los muchos factores de desarrollo, comportamiento y fisiológicos evaluados en densidades de flujo magnético estático de hasta 2 T. Los estudios en ratones tampoco han demostrado ningún daño al feto por la exposición a campos magnéticos. hasta 1 t

Teóricamente, los efectos magnéticos podrían retardar el flujo sanguíneo en un campo magnético intenso y producir un aumento de la presión arterial. Se podría esperar una reducción del flujo de un pequeño porcentaje como máximo a 5 T, pero no se observó ninguna en sujetos humanos a 1.5 T, cuando se investigó.

Algunos estudios en trabajadores involucrados en la fabricación de imanes permanentes han informado varios síntomas subjetivos y alteraciones funcionales: irritabilidad, fatiga, dolor de cabeza, pérdida de apetito, bradicardia (latido cardíaco lento), taquicardia (latido cardíaco rápido), disminución de la presión arterial, EEG alterado , picazón, ardor y entumecimiento. Sin embargo, la falta de un análisis estadístico o una evaluación del impacto de los peligros físicos o químicos en el entorno laboral reduce significativamente la validez de estos informes y dificulta su evaluación. Aunque los estudios no son concluyentes, sugieren que, si de hecho ocurren efectos a largo plazo, son muy sutiles; no se han informado efectos brutos acumulativos.

Se ha informado que las personas expuestas a una densidad de flujo magnético de 4T experimentan efectos sensoriales asociados con el movimiento en el campo, como vértigo (mareo), sensación de náuseas, sabor metálico y sensaciones magnéticas al mover los ojos o la cabeza. Sin embargo, dos encuestas epidemiológicas de datos generales de salud en trabajadores expuestos crónicamente a campos magnéticos estáticos no revelaron ningún efecto significativo en la salud. Se obtuvieron datos de salud de 320 trabajadores en plantas que utilizan celdas electrolíticas grandes para procesos de separación química donde el nivel de campo estático promedio en el ambiente de trabajo fue de 7.6 mT y el campo máximo fue de 14.6 mT. Se detectaron ligeros cambios en el recuento de glóbulos blancos, pero aún dentro del rango normal, en el grupo expuesto en comparación con los 186 controles. Ninguno de los cambios transitorios observados en la presión arterial u otras mediciones sanguíneas se consideró indicativo de un efecto adverso significativo asociado con la exposición al campo magnético. En otro estudio, se evaluó la prevalencia de la enfermedad entre 792 trabajadores expuestos ocupacionalmente a campos magnéticos estáticos. El grupo de control consistió en 792 trabajadores no expuestos emparejados por edad, raza y nivel socioeconómico. El rango de exposiciones a campos magnéticos varió desde 0.5 mT durante períodos prolongados hasta 2 T durante períodos de varias horas. No se observó ningún cambio estadísticamente significativo en la prevalencia de 19 categorías de enfermedades en el grupo expuesto en comparación con los controles. No se encontraron diferencias en la prevalencia de la enfermedad entre un subgrupo de 198 que habían experimentado exposiciones de 0.3 T o más durante períodos de una hora o más en comparación con el resto de la población expuesta o los controles emparejados.

Un informe sobre los trabajadores de la industria del aluminio indicó una elevada tasa de mortalidad por leucemia. Aunque este estudio epidemiológico informó un mayor riesgo de cáncer para las personas directamente involucradas en la producción de aluminio donde los trabajadores están expuestos a grandes campos magnéticos estáticos, actualmente no hay evidencia clara que indique exactamente qué factores cancerígenos dentro del entorno laboral son los responsables. El proceso utilizado para la reducción de aluminio crea alquitrán de hulla, volátiles de brea, vapores de fluoruro, óxidos de azufre y dióxido de carbono, y algunos de estos podrían ser candidatos más probables para causar efectos cancerígenos que la exposición al campo magnético.

En un estudio sobre trabajadores franceses del aluminio, se encontró que la mortalidad por cáncer y la mortalidad por todas las causas no diferían significativamente de la observada en la población masculina general de Francia (Mur et al. 1987).

Otro hallazgo negativo que vincula la exposición a campos magnéticos con posibles resultados de cáncer proviene de un estudio de un grupo de trabajadores en una planta de cloro-álcali donde las corrientes de CC de 100 kA utilizadas para la producción electrolítica de cloro dieron lugar a densidades de flujo magnético estático, en las ubicaciones de los trabajadores, que oscilan entre de 4 a 29 mT. La incidencia de cáncer observada frente a la esperada entre estos trabajadores durante un período de 25 años no mostró diferencias significativas.

Normas de medidas, prevención y exposición

Durante los últimos treinta años, la medición de campos magnéticos ha experimentado un desarrollo considerable. El progreso de las técnicas ha hecho posible desarrollar nuevos métodos de medición, así como mejorar los antiguos.

Los dos tipos más populares de sondas de campo magnético son una bobina blindada y una sonda Hall. La mayoría de los medidores de campo magnético disponibles en el mercado utilizan uno de ellos. Recientemente, se han propuesto como sensores de campo magnético otros dispositivos semiconductores, a saber, transistores bipolares y transistores FET. Ofrecen algunas ventajas sobre las sondas Hall, como una mayor sensibilidad, una mayor resolución espacial y una respuesta de frecuencia más amplia.

El principio de la técnica de medición de resonancia magnética nuclear (NMR) es determinar la frecuencia de resonancia de la muestra de prueba en el campo magnético a medir. Es una medida absoluta que se puede hacer con una precisión muy grande. El rango de medición de este método es de aproximadamente 10 mT a 10 T, sin límites definidos. En mediciones de campo utilizando el método de resonancia magnética de protones, una precisión de 10-4 se obtiene fácilmente con un aparato simple y una precisión de 10-6 se puede llegar con amplias precauciones y equipo refinado. El inconveniente inherente del método de RMN es su limitación a un campo con un gradiente bajo y la falta de información sobre la dirección del campo.

Recientemente, también se han desarrollado varios dosímetros personales adecuados para monitorear las exposiciones a campos magnéticos estáticos.

Las medidas de protección para el uso industrial y científico de los campos magnéticos se pueden categorizar como medidas de diseño de ingeniería, el uso de la distancia de separación y los controles administrativos. No existe otra categoría general de medidas de control de peligros, que incluye equipo de protección personal (p. ej., prendas especiales y mascarillas), para campos magnéticos. Sin embargo, las medidas de protección contra los peligros potenciales de la interferencia magnética con equipos electrónicos médicos o de emergencia y para implantes quirúrgicos y dentales son un área especial de preocupación. Las fuerzas mecánicas impartidas a los implantes ferromagnéticos (hierro) y los objetos sueltos en las instalaciones de alto campo requieren que se tomen precauciones para protegerse contra los riesgos para la salud y la seguridad.

Las técnicas para minimizar la exposición indebida a campos magnéticos de alta intensidad alrededor de grandes instalaciones industriales y de investigación generalmente se dividen en cuatro tipos:

    1. distancia y tiempo
    2. blindaje magnético
    3. interferencia electromagnética (EMI) y compatibilidad
    4. medidas administrativas.

           

          El uso de señales de advertencia y áreas de acceso especial para limitar la exposición del personal cerca de las instalaciones de imanes grandes ha sido de gran utilidad para controlar la exposición. Los controles administrativos como estos son generalmente preferibles al blindaje magnético, que puede ser extremadamente costoso. Los objetos sueltos ferromagnéticos y paramagnéticos (cualquier sustancia magnetizante) pueden convertirse en peligrosos misiles cuando se someten a intensos gradientes de campo magnético. Solo se puede evitar este peligro quitando los objetos metálicos sueltos del área y del personal. Artículos tales como tijeras, limas de uñas, destornilladores y escalpelos deben estar prohibidos en las inmediaciones.

          Las primeras pautas de campo magnético estático se desarrollaron como una recomendación no oficial en la antigua Unión Soviética. Las investigaciones clínicas formaron la base de esta norma, que sugería que la intensidad del campo magnético estático en el lugar de trabajo no debería exceder los 8 kA/m (10 mT).

          La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales emitió TLV de densidades de flujo magnético estático a las que la mayoría de los trabajadores podrían estar expuestos repetidamente, día tras día, sin efectos adversos para la salud. En cuanto a los campos eléctricos, estos valores deben usarse como guías en el control de la exposición a campos magnéticos estáticos, pero no deben considerarse como una línea clara entre niveles seguros y peligrosos. De acuerdo con la ACGIH, las exposiciones ocupacionales de rutina no deben exceder los 60 mT promediados en todo el cuerpo o los 600 mT en las extremidades en forma diaria ponderada en el tiempo. Se recomienda una densidad de flujo de 2 T como valor máximo. Pueden existir riesgos de seguridad debido a las fuerzas mecánicas ejercidas por el campo magnético sobre las herramientas ferromagnéticas y los implantes médicos.

          En 1994, la Comisión Internacional sobre Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP 1994) finalizó y publicó directrices sobre los límites de exposición a campos magnéticos estáticos. En estas directrices, se hace una distinción entre los límites de exposición para los trabajadores y el público en general. Los límites recomendados por ICNIRP para la exposición ocupacional y del público en general a campos magnéticos estáticos se resumen en la tabla 3. Cuando las densidades de flujo magnético superan los 3 mT, se deben tomar precauciones para evitar los peligros de los objetos metálicos que vuelan. Los relojes analógicos, las tarjetas de crédito, las cintas magnéticas y los discos de computadora pueden verse afectados negativamente por la exposición a 1 mT, pero esto no se considera un problema de seguridad para las personas.

          Tabla 3. Límites de exposición a campos magnéticos estáticos recomendados por la International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP)

          Características de exposición

          Densidad de flujo magnético

          Ocupacional

          Jornada laboral completa (media ponderada en el tiempo)

          200 mT

          valor techo

          2 T

          Extremidades

          5 T

          Público en general

          Exposición continua

          40 mT

           

          Se puede permitir el acceso ocasional del público a instalaciones especiales donde las densidades de flujo magnético excedan los 40 mT en condiciones debidamente controladas, siempre que no se exceda el límite de exposición ocupacional apropiado.

          Los límites de exposición ICNIRP se han establecido para un campo homogéneo. Para campos no homogéneos (variaciones dentro del campo), la densidad de flujo magnético promedio debe medirse en un área de 100 cm2.

          Según un documento reciente de la NRPB, la restricción de la exposición aguda a menos de 2 T evitará respuestas agudas como vértigo o náuseas y efectos adversos para la salud derivados de la arritmia cardíaca (latidos cardíacos irregulares) o deterioro de la función mental. A pesar de la relativa falta de evidencia de los estudios de poblaciones expuestas con respecto a los posibles efectos a largo plazo de los campos altos, la Junta considera aconsejable restringir la exposición a largo plazo ponderada en el tiempo durante 24 horas a menos de 200 mT (una décima parte de la destinada a prevenir respuestas agudas). Estos niveles son bastante similares a los recomendados por ICNIRP; Los TLV de ACGIH son ligeramente más bajos.

          Las personas con marcapasos cardíacos y otros dispositivos implantados activados eléctricamente, o con implantes ferromagnéticos, pueden no estar adecuadamente protegidas por los límites que se indican aquí. Es poco probable que la mayoría de los marcapasos cardíacos se vean afectados por la exposición a campos por debajo de 0.5 mT. Las personas con algunos implantes ferromagnéticos o dispositivos activados eléctricamente (que no sean marcapasos cardíacos) pueden verse afectadas por campos superiores a unas pocas mT.

          Existen otros conjuntos de pautas que recomiendan límites de exposición ocupacional: tres de estos se aplican en laboratorios de física de alta energía (Stanford Linear Accelerator Center y Lawrence Livermore National Laboratory en California, CERN Accelerator Laboratory en Ginebra), y una guía provisional en el Departamento de Estado de EE. UU. de Energía (DOE).

          En Alemania, de acuerdo con la norma DIN, las exposiciones ocupacionales no deben exceder una fuerza de campo magnético estático de 60 kA/m (alrededor de 75 mT). Cuando sólo se exponen las extremidades, este límite se establece en 600 kA/m; Se permiten límites de intensidad de campo de hasta 150 kA/m para exposiciones breves de todo el cuerpo (hasta 5 min por hora).

           

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