1
Albert Gras Martí[email protected]://www.agm.catDept. de Física AplicadaUniversitat d’Alacant
MADAS, Màster en Dret Ambiental i de la Sostenibilitat, març de 2007
A quines radiacions estem exposats? Quins efectes tenen sobre la salut?
2
http://www.torsimany.ua.es
3
1a part: Radiacions Què son? RNI i RI Efectes
2a part: RI
Conclusions
4
Veurem...
Física: Què és? Biologia: Com pot afectar? Societat (“media”): Què se’n diu? Ciència: Què pot dir? Conclusions
5
Objectius
Science in Context ordres de magnitud principis bàsics relacions amb altres coneixements recerca científica i interès social exemple de canvi d'actitud de la
societat efectes molt acoblats i no lineals
6
Mòbils
Ones electro- magnètiques
7
Notícies i preocupacions
Han posat un transformadora prop de ma casa...
Visc sota una línia de tensió elevada...
En la meua finca han patit més malalties....
8
9
10
11
Vivim en un mar d’
aire
radiacions
12
Efectes biològics del mar de radiacions?
I) Què són?
II) Efectes biològics?
13
Radiació…
a) Emissió, propagació i transferència d’energia en forma d’ones electromagnètiques o partícules
b) Les ones propagant-se o les pròpies partícules (llum, so, calor radiant, partícules)
Energia?
14
Light stick
15
Energia electromagnètica: pertot arreu...
Visible...
... i invisible...
16
... i tot tipus de radiacions...
17
Isòtops?
18
Isòtops radiactius
La presència del gas radioactiu 222Radó incrementa l'exposició ambiental preexistent a la radioactivitat. Aquest gas és un agent cancerigen humà especialment associat amb el càncer pulmonar en les persones exposades.
19
Electro-magnètic
Elèctric
Magnètic
Electromagnètic
20
21
Energia electromagnètica: pertot arreu...
Visible... llum
... i invisible... ones de ràdio i TV radiació infraroja microones (mòbils) electricitat en
l’atmosfera raigs X, ...
22
Dinamo
23
Electromagnetisme i cos humà
Governat
Influenciat
On n’hi ha?
24
Bateria
25
4 forces de la Naturalesa
26
Forces electromagnètiques
27
Ones
ldo freqüència energia reflexió...
28
Ones: fenòmens en l’espai i en el temps
29
Objecte material
Ones i partícules: DualitatOnes i partícules: Dualitat
Ona
31
Ones
generació
32
Fenòmens electromagnètics
oem microones TV, ràdio...
Naturals i artificials
Camps elèctrics i magnètics
Terra i atmosfera electrodomèstics línies d'alta tensió medicina cos humà
33
Què són les ones electromagnètiques (oem)?
Què és una ona? Camps elèctric i magnètic en una
oem Generació d’oem Espectre de freqüències de les
ones electromagnètiques Significat de l’espectre
34
Qüestions: oem
camps baixa freqüènciamòbils...
Risc per a la salut...?
35
oem: Què són?
36
Ondas transversales
Ondas / Fotones
Polarització
Làmines polaritzadores
Làmines polaritzadores creuades
38
Antecedents...
‘60: microones i radiofreqüència
Actualment: línies de distribució electrodomèstics exposició al lloc de
treball mòbils ...
39
Efectes de la radiació...
benigne o nul ionitzant
Agent... guaridor / mortífer
40
Factors...
energia (freqüència) dosi ressonància
Unitat d’energia: 1 eV
Formació de parell d’ions 25 eV en l’aigua
• Llum E 1 eV R.N.I.
• Radioactivitat: E >> 1000 eV R.I.
41
Ondas estacionarias (Hornos microondas giratorios)
42
R.I. i salut
Radiació ultraviolada Fotons E 3 124 eV Càncer de pell Capa d’ozó
43
Radiacions i energia
Fotons Energia -> matèria
ràdio 10-10 eV llum 2 eV raigs MeV.
• R.N.I. escalfa
• R.I. trenca enllaços
44
Difracción
FM
ldo?
Calculem-ne
45
Efectes biològics de les radiacions
Electricitat i salut (ser humà) van lligades
sistema nerviós: naturalesa essencialment elèctrica
Resum d’efectes de camps elèctrics R.I. i teixits radiació intensa de microones... cem-bf: insuficients per a trencar enllaços un escalfament Joule ritme metabòlic humà (1 W/kg)
requereix E 107 V/m Erupt dielèctrica
Resum d’efectes de camps magnètics ambientals...travessen el cos humà...
46
Camps elèctrics i magnètics ambientals i els organismes vius
Microones fotó E 1 meV (< llum visible i
radiació infraroja) Perill: escalfament eficient dels teixits freqüències ajustades a de rotació H2O: substància més comuna en
cèl·lules...
Efectes sobre la salut de l’exposició directa
es “cuinen” els teixits canvis en el ritme cardíac danyat de sistemes nerviosos
Seguretat dels forns…
47
Fuites en el forn de microones?
Experimenta
48
Microones
Emissions d’origen molt divers forns de microones elements de control del trànsit aeri sistemes de TV i comunicacions via satèl·lit radar militar, etc.
En condicions normals nivell de potència baix < 2 W/m2
Normes criticades… pulsants o no tipus de modulació efectes de camp pròxim efectes de durada de l'exposició…
49
Efectes de les radiacions
Energia (freqüència)
Dosi (ritme)
Ressonància (mecanisme)
50
Dosi i ritme
Elevada destrucció cèl·lules
(sistemes immunològic, nerviós... )
mata
Baixa reparar/reemplaçar
cèl·lules mortes perill: mutació
51
Dosi alta/baixa
Companyies telefòniques: antenes de baixa
potència
Altres companyies...
52
Ressonància?
Energia del fotó
Interacció forns microones cel blau plantes verdes
Exemple: diapaso
ns
53
54
Efectes de la ressonància
Vídeo
55
Absorció d’energia
56
Espectre electromagnètic
57
58
59
60
Càlculs
ldo freqüencia
61
Camps naturals...
elèctric en l’atmosfera
magnètic terrestre
62
Camps elèctrics i magnètics naturals...
Camp magnètic terrestre varia en la superfície origen ¿?
variacions diürnes ( 0.03 T) fluctuacions brusques ( 10 T)
63
Camps artificials...
Electrodomèstics mantes elèctriques cafeteres elèctriques desvetllador nevera equip de música...
línies de transmissió línies de tren ...
Decreixen fortament amb la distància...
64
Exposició al llarg del dia
65
¿Buscas un físico? http://www.fisicaysociedad.es/view/
default.asp
Se denominan celulares porque emplean la técnica de división del área de cobertura en celdas, con el objetivo de reutilizar las frecuencias disponibles.
El espectro asignado a la telefonía móvil es muy limitado, por lo que hay que reutilizar las frecuencias de la forma más eficiente posible.
Muchas veces cuando vamos en coche hablando por teléfono (conduce otro) parece que la comunicación se corta por unos instantes: estamos cambiando de celda...
Cel·lulars?
66
Els mòbils
Per què “cel·lulars”? Característiques
tècniques en comprar-lo Apagar-lo
Embolica’l en paper de cuina
Cobertura en determinats espais
Ús prolongat “Mal de caps” ”Dolor d’oïdes” ...
67
68
Potència
Distància
No en el meu terrat!O sí?
69
Aïllar / Apagar el mòbil
70
Radiacions: efectes biològics
Camps elèctrics baixa freqüència: petits dins l'organisme
(El camp elèctric de la membrana és enorme) Camps magnètics: d’intensitat < que el
terrestre
Tanmateix: sistemes biològics: no lineals
mecanismes de detecció i d'amplificació de senyals?
71
Efectes biològics descrits (cem)
mutagènics cel·lulars? in vitro en animals tumors i leucèmia (resultats +/–)
reproducció i desenvolupament d'embrions manca de reproducibilitat dubtes sobre control dels experiments o interpretació
72
(cem) Efectes cel·lulars...
’80: Hospital Ramón y Cajal - malformacions d'embrions d'ous de pollastre exposats a camps magnètics pulsants.
Camps elèctrics alteren el ritme del flux d'ions per la membrana de les neurones.
73
Efectes immunològics...
Resultats contradictoris (en animals): supressió? estimulació? de la resposta immune...
No s'han trobat canvis significatius en els paràmetres hematològics i en la bioquímica de la sang en persones exposades voluntàriament
S'han descrit canvis en l'activitat dels linfocits humans (importants en la resposta a infeccions i invasions tumorals)
Els únics experiments que pareixen indicar una alteració sistemàtica de la funció immunològica són els realitzats, amb efectes termogènics, amb microones de cert nivell de potència.
74
Percepció i efectes sobre el comportament
Camps elèctrics: poden tenir efectes perceptibles
eriçament i vibració del pèl
A freqüències altes: efecte auditiu de les microones:
la persona sent espetecs
Camps magnètics: sensacions visuals parpelleigs
75
Percepció i efectes sobre el comportament (en animals)
alteracions de comportament associades a l'elevació de la temperatura del cos
mecanismes de termorregulació afectats per nivells relativament baixos d'exposició a microones.
Els camps elèctrics de baixa freqüència afecten els ritmes circadians.
(estudis fets amb camps superiors al valor llindar de percepció, cosa que limita els resultats)
efectes: reducció dels nivells de l'hormona melatonina, segregada per la glàndula pineal
algunes recerques han implicat la melatonina en la regulació dels ritmes circadians i en el desenvolupament de cert tipus de tumors.
76
Pocs efectes biològics confirmats
alteracions de ritmes circadians variacions en nivells de melatonina flux d'ions de calci alterat en sistema
nerviós improbable: mutacions o efectes hereditaris
Malgrat certs estudis epidemiològics, no hi ha perill d’iniciar carcinogènesi
Efectes a nivells termogènics de les microones
Si la dosi >1 W/kg durant aproximadament 1h... variacions de nivells hormonals, efectes sobre la resposta immune i alteracions de comportament que inclouen capacitat mental
77
Efectes biològics positius...
Camps magnètics variables per reduir el temps d'unió de les fractures d'ossos.
administrats durant 12 hores diàries camp magnètic terapèutic >>que línies d'alta
tensió
Camps magnètics: estimulen la regulació de la funció cerebral
usar-los per tractament de desordres mentals?
78
Dificultats de l’anàlisi de riscs (cem)
Magnitud física? dosi? Toxicologia, la dosi => efecte biològic R.I., dosis => energia absorbida
No sabem quin mecanisme actua sobre la salut, i no es pot estimar una dosi
Si dosi = integral dels camps en el temps, valor mitjà d'exposició en les llars excedeix el de les línies d'alta tensió.
En valor mitjà, les mantes elèctriques serien la font més important, tot i vivint a prop de la línia d'alta tensió, perquè el propi edifici fa de pantalla.
Però si dosi = integral en el temps únicament dels camps majors que un cert llindar, seria major l'exposició per els camps de les línies de transmissió, ja que disminueixen més lentament amb la distància.
79
Conclusions dels estudis epidemiològics (R.N.I.)
contradictòries? sense significat estadístic? difícil aïllar influències estudis de grups més grans i controlats:
< relació de risc?
80
Conclusions dels estudis epidemiològics (R.N.I.) ...
En resum: intensitats dels cem-bf minúscules s'ha exagerat molt l'efecte perjudicial dels
cem-bf dades epidemiològiques inconsistents i
mancades de resultats biològics concrets esmerçat 1 bilió de $ !!!
continuar la recerca i prendre precaucions
81
82
83
84
85
WHO / OMS
La OMS ha efectuado estudios al respecto y hace poco se ha reavivado la controversia en torno a los efectos dañinos a largo plazo
http://www.suis.org.uy/infosuis/temas/temas_06-1.shtml
Pueden ingresar también a los resultados de las investigaciones de la Organización Mundial de la Salud misma,
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/en/
En la letra "E"
86
87
Conclusions
No es un àrea jove de recerca Bastants publicacions sense prou rigor S'han descrit molts efectes "finestra“ (rang
limitat de freqüències o d'intensitats) L'existència d'efectes biològics no implica
efectes adversos per a la salutLa conclusió generalment acceptada és la de que no hi
ha justificació d'alarma per a la població mitjana sotmesa als camps ambientals a les dosis més usuals
88
Conclusions…
Cal ser cauts efectes confirmats a camps elevats multiplicitat d'efectes descrits i no descartats aparició creixent de tecnologia que fa servir cem
Implantació tecnologia valoració de riscs atenció a la investigació experiments de laboratori controlats mecanismes d'acció biològica dels camps
noves aplicacions de diagnòstic o de teràpia?No hi ha motiu per etiquetar els electrodomèstics i TV
advertint de perills (com es fa amb tabac)
89
Conclusions…
La prudència és la millor garantia davant la incertesa
Informació clara, honesta i equilibrada
Continuar investigant factor de risc < risc de càncer -tabac donar prioritat a problemes més clars
(sida…)?
90
Informació física...Google, Vikipèdia...
91
http://www.terra.org
92
Lleis...
93
Web: http://www.agm.cat ... c/e: [email protected]
94
Web: http://www.agm.cat ... c/e: [email protected]
95
Aplicacions del l’espectre electromagnètic
96
La Direcció General de XXX li adverteix que aquest aparell pot emetre radiacions que siguen perjudicials per a la seua salut!
Lleis?
97
Radiacions ionitzants (R.I.) i no ionitzants (R.N.I.)
Radiació emesa per materials radioactius: Energiaprocés nuclear 103 - 106 Energiaprocés atòmic
• radiació ionitzant: provoca milers d’ions i de radicals lliures
– R.I. i R.N.I. interaccionen amb la matèria transferint la seua energia a les molècules i àtoms
• R.I. trenca enllaços químics
• R.N.I. habitualment, únicament escalfa
98
R.I. i R.N.I.• Radiació corpuscular i electromagnètica
– oem (v = c)
– partícules màssiques (carregades o no)
• Unitat d’energia: 1 eV
– 1 eV = 1.6·10-19 J
• Formació de parell d’ions
25 eV en l’aigua
• Llum visible E 1 eV R.N.I.
• Radiació emesa pels materials radioactius: E keVMeV R.I.
99
Radiació electromagnètica Classificació: Naturalesa dual: oem
partícules E = h· 0 < E < h = constant de Planck
fotons: banda d’emissores de ràdio 10-10 eV llum visible 2 eV raigs gamma nuclears MeV.
100
Espectre electromagnètic
101
R.N.I. Interacció de radiació
electromagnètica i matèria: absorció reflexió transmissió
tipus de material freqüència de la radiació
Exemple: el vidre
102
Comportament?
llum: ondulatòria ressonància ona— àtom
Exemple: antena de ràdio
103
Camps generats ...
a 8 m: Eterra 10 kV/m a 50 m: < 1 kV/m Figura: camp elèctric a nivell de terra (línia de 765
kV)
• a) Camps elèctrics de les línies de transmissió
104
Camps generats ...
Camps elèctrics i cos humà
persones i objectes conductors el distorsionen
acoblament del cos humà... a 50 Hz totalment
apantallat Variacions del camp extern
provoquen corrents... Edificis i vehicles actuen
com a pantalles...
105
Camps generats ...
Camps magnètics de línies de transmissió elèctrica
Distribució no afectada per la Terra ...
... ni pel cos humàValors típics dels camps
magnètic a nivell de terra, produïts per una línia de transmissió de 765 kV
106
Camps generats ...
Els camps magnètics de les línies elèctriques de trens
Més intensos 100 TLínies del camp magnètic
creat per la línia d’un tren elèctric. Passa un corrent de 500 A a través de la línia de transmissió i torna pels rails
Afegir en algun lloc la taula de Hewitt I ctte de tant fa cosconelles, o d’altra, mata
107
Camps generats ...
Camps elèctrics dels equipaments domèstics
Pocs intensos, 10-100 V/m, però importants Decauen + ràpidament
que els de línies d’alta tensió
108
Camps generats ...
Els camps magnètics dels equipaments domèstics i industrials Comparables als de línies
d’alta tensió ( 10-100 T)
elevats en les proximitats disminueixen molt
ràpidament 10 nT (a 1 m)
109
Camps magnètics creats per electrodomèstics, en funció de la distància
110
Camps generats ...
Radiofreqüències regió de l’espectre no controvertida
MicroonesEmissions d’origen molt divers forns de microones elements de control del trànsit aeri sistemes de TV i comunicacions via
satèl·lit radar militar, etc.
111
Aplicacions clíniques o en diagnosis dels camps de baixa freqüència
RMN camp magnètic estàtic elevat ( 100 mT) i camps magnètics ( 1 mT) modulats
aplicació terapèutica de les microones
112
Alguns efectes sobre la salut
En general, quant més intensa i freqüent l’exposició
major probabilitat de danyat permanent
Les cèl·lules que passen per un creixement ràpid són més susceptibles de danyats permanents
113
Raigs X
Fotons E 10 100 keV Fàcilment penetren teixits blans Els absorbeixen materials amb Z
elevats Perills: R.I.
114
RI
115
Exemple: la partícula alfa del plutoni
116
Efectes biol. camps 60 Hz
117
Desintegració
118
Àtoms i fotons
119
Partícula alfa...
120
Dosi, radiacions, radó
121
% radiacions diverses
122
% radiacions diverses
123
Radioactivitat i probabilitats
124
Plutoni, Urani...
125
Efecte túnel
126
Dosi, atenuació...
127
Desintegració, radiacions, danyat
128
Dosi
129
Dosi
130
131
132
133
134
135etc.!!!
136
Neutrinos...
Supernova de 1987: (Ara: aquell estel és un núvol de gas expandint-
se)
Per cada cm2 de la Terra (a 170 mil anys llum) el travessaren 100 mil milions de neutrinos
Es detectaren 19 desintegracions de protons
137
http://www.torsimany.ua.es
138
Informació... (Amena)
139
Informació...
140
Informació...
The Blind Men and the QuantumWorld The Blind Men and the QuantumWorld
QuantumMechanics
142
Bibliografia Miguel Sancho, Eloísa López, Campos electromagnéticos y salud,
Rev. Española de Física 9 (1995), núm. 3, 21-27. Saviz et al: Case-control study of childhood cancer and exposure to
60-Hz magnetic fields, Am. J. Epidemiol. 128 (1988) 21. Working group of the International Agency for research of Cancer,
Lyon, France: Extremely low-frequency electric and magnetic fields and risk of human cancer, Bioelectromagnetics 11 (1990) 91.
W.R. Bennett, Cancer and power lines, Physics Today, abril 1994. R. Pool, Electromagnetics fields: the biological evidence, Science
249 (1990) 1378. R.P. Feynmann et al, The Feynmann lectures on Physics, vol. II,
cap.9, Addison Wesley, 1964. J.D. Saffer, Cancer risk & electromagnetic fields, Nature 375 (1995)
22. M. Granger Morgan et al, Power-line fields and human health, IEEE
Spectrum. Feb. 1985. Los Alamos Science, Radiation protection and the human radiation
experiments, núm.23 (1995). OM P. Ghandi, editor, Biological effects and medical applications of
electromagnetic energy, Prentica Hall (1990). R.K. Adair, Constraints on biological effects of weak extremely-low-
frequency electromagnetic fields, Phys. Rev. A43 (1991) 1039.
143
Conclusions
Cal informació Punts foscos Desconeixeme
nt Complexitat
Precaució
144
2 coses finalment...
1a: gràcies per l’atenció
2a: hem de cuidar la vida...