Tema 5: Presentacion De La Luz (Parte II) PDF

TEMA 5 La luz  TEMA 5: La luz 5.1 Naturaleza de la luz 5.2 Radiaciones no ionizantes. 5.3 Aplicaciones.  TEMA 5: La luz 5.2 Radiaciones no ionizantes  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético La luz que vemos es solo una pequeña parte de toda la energía e...

TEMA 5 La luz  TEMA 5: La luz 5.1 Naturaleza de la luz 5.2 Radiaciones no ionizantes. 5.3 Aplicaciones.  TEMA 5: La luz 5.2 Radiaciones no ionizantes  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético La luz que vemos es solo una pequeña parte de toda la energía eléctrica y magnética que circula en el universo: la luz visible. El espectro electromagnético está formado por un amplio rango de frecuencias.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético La radiación infrarroja, la luz visible y la luz ultravioleta son tipos de ondas en el espectro electromagnético. Todas ellas son energía. Sin embargo, estas ondas de energía no son todas iguales: algunas tienen fotones de más energía que otras. La radiación con suficiente energía como para romper moléculas, dañar tejidos biológicos y causar alteraciones en el ADN se denomina ionizante.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Radio (𝝀 > 1 𝐦) Producidas por la aceleración de cargas eléctricas en circuitos oscilantes. - Longitudes de onda más largas: [de 1 mm a varios cientos de metros]. - Frecuencia más corta: entre unos herzios y 109 Hz. - Se utilizan para transmitir una variedad de datos. Ej.: redes inalámbricas, televisión, radio. AM = amplitud modulada FM = frecuencia modulada  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Microondas (𝝀~10 - 3 − 1 𝐦) Las microondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, produciendo fricción y aumentando la temperatura. Como la mayor parte de los alimentos contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser calentados utilizando estas ondas. Es también el rango de frecuencias usadas para para dispositivos tecnológicos: wi-fi, bluetooth, comunicación móvil, de satélites, etc.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Infrarrojo (𝝀~𝟏𝟎 - 6 − 𝟏𝟎 - 3 𝐦) Componente principal de la radiación térmica emitida por los cuerpos a T > 0 K. Los rayos infrarrojos son responsables de la sensación de calor que percibimos. Aplicaciones: lámpara infrarroja en fisioterapia, sensores de temperatura, mandos a distancia, etc. Algunos animales como las boas o víboras pueden ver el calor del cuerpo que emanan sus presas.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético A temperatura ambiente, los objetos no emiten luz visible. Sin embargo, si obtenemos imágenes en infrarrojos, la diferencia entre un objeto más frío (el vaso) y otro más caliente (la taza) se hace evidente.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Visible (𝝀~𝟏𝟎 - 𝟕 𝐦) - Longitudes de onda: 400 a 700 nm - Frecuencia: 4x1014 (rojo) - 8x1014 (violeta) Hz. El ojo haevolucionado optimizado a la luz visible: De todos los tipos de radiaciones electromagnéticas, los seres humanos solo vemos una parte muy reducida (espectro visible).  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Visible (𝝀~𝟏𝟎 - 𝟕 𝐦) Cuando todas las longitudes de onda del espectro de luz visible alcanzan su ojo al mismo tiempo, se percibe el color blanco. La luz blanca es el conjunto de todas las longitudes de onda de esta región visible. El Sol emite la mayor cantidad de radiación en la porción visible del espectro. La porción visible del espectro se usa ampliamente en la teledetección y es la energía que se registra mediante la fotografía.  TEMA 5: La luz Sensibilidad del ojo humano El ojo humano no responde de la misma manera a cada una de las longitudes de onda del espectro electromagnético visible, ni a cada hora del día. La máxima sensibilidad del ojo corresponde a 𝝀~555 nm y la mínima sensibilidad se encuentra para los colores rojo y violeta. 555nm La luz amarilla parece más brillante al ojo humano que la luz roja bili VISIÓN DIURNA ≠ VISIÓN NOCTURNA nsi [% da d ] desplazamiento que existe entre las dos curvas se conoce con el nombre de efecto Purkinje Longitud de onda [nm]  TEMA 5: La luz Sensibilidad del ojo humano Fotorreceptores: conos y bastones, VISIÓN DIURNA ≠ VISIÓN NOCTURNA ubicados a la retina del ojo. La capacidad para distinguir los colores disminuye a medida que baja el nivel de luz: Día: si los niveles de iluminación altos actúan los conos: que son sensibles a tres diferentes colores. Noche: si los niveles de iluminación son bajos actúan los bastones, que Conos y poseen mayor sensibilidad pero no bastones son capaces de distinguir los colores.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Ultravioleta (𝝀~𝟏𝟎 - 𝟕 − 𝟏𝟎 - 𝟖 𝐦) Datos de Lazovich et al. 2010  Clasificadas por frecuencia creciente en UV-A, UV-B, UV-C y UV extremo  Los rayos UV-C son los más dañinos y nuestra atmósfera los absorbe casi por completo.  Los rayos UV-B son rayos nocivos que causan quemaduras solares.  Existe una fracción de UV-A que penetra en la atmósfera. Este es el rango usado también para lámparas de bronceado. Son un factor de riesgo en el desarrollo de tumores.  La luz ultravioleta puede atravesar las nubes, por eso es posible quemarse en un día nublado.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Rayos X (𝝀~𝟏𝟎 - 𝟖 − 𝟏𝟎 -12 𝐦) Los rayos X pueden pasar a través de muchos tipos diferentes de materiales. Los fotones de rayos X tienen longitudes de onda muy cortas y por eso por eso son capaces de penetrar en la materia. Aplicaciones: diagnóstico de imagen en medicina e industria (placa de rayos x, tomografía). Radiación ionizante: es cancerígeno. La exposición a esta radiación está por tanto limitada.  TEMA 5: La luz El espectro electromagnético Rayos gamma (𝝀 < 𝟏𝟎 - 1 2 𝐦) Longitudes de onda más cortas de todo el espectro Es el tipo de luz más energético Los rayos gamma son producidos por los objetos y fenómenos más violentos del Universo. Los rayos gamma también pueden ser creados por reacciones nucleares. La mayoría de los rayos gamma generados en el espacio están bloqueados por la atmósfera de la Tierra. Aplicaciones: esterilización de equipos médicos y radioterapia. Es una radiación extremadamente ionizante  TEMA 5: La luz Radiaciones ionizantes y no ionizantes La radiación electromagnética en contacto con la materia puede alterar sus átomos: Radiaciones no ionizantes: no Radiaciones ionizantes: tienen energía modifican la materia a nivel atómico suficiente como para modificar la materia ya que no tienen energía como para a nivel atómico, arrancando electrones a no arrancar electrones a los átomos los átomos. Recodad que la radiación es una propagación de energía  TEMA 5: La luz Radiaciones ionizantes y no ionizantes Las radiación electromagnética no ionizantes son las radiaciones que cuando están en contacto con la materia: No tiene energía suficiente para arrancar electrones de los átomos de esa materia, es decir, no es capaz de ionizar la materia. Produce como mucho, excitaciones electrónicas de los átomos de la materia. Por lo tanto, no afectan a la estructura molecular de las componentes celulares. La capacidad de arrancar los electrones (de ionizar) viene dada por la frecuencia de la radiación electromagnética, es decir, la frecuencia con la que viajan los fotones de esa onda electromagnética.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes Atendiendo a la frecuencia de la radiación serán radiaciones no ionizantes las ondas electromagnéticas que viajan a frecuencias comprendidas entre las frecuencias extremadamente bajas o radio frecuencias hasta las radiaciones ultravioleta. Para frecuencias más elevadas se habla de radiaciones ionizantes (UV-C, rayos X y rayos gamma).  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes El Sol es una fuente natural de radiaciones principalmente no ionizantes (visible e IR) pero también, en menor medida, de radiaciones ionizantes (ultravioleta y rayos X).  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes El Sol es una fuente natural de radiaciones principalmente no ionizantes (visible e IR) pero también, en menor medida, de radiaciones ionizantes (ultravioleta y rayos X).  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes Los UVA y UVB no son ionizantes, pero tienen efectos dañinos:  Daño en los ojos y piel, en el corto (quemaduras) y largo plazo (envejecimiento celular, cataratas, cáncer benigno → manchas)  Pueden llegar a causar daño en el ADN Se absorben en (melanoma) el UVA por mecanismos indirectos y la epidermis el UVB de forma directa. Penetran hasta La exposición moderada a UV beneficiosa para la dermis la salud, ya que:  Permite sintetizar vitamina D.  Ayuda a la mineralización de los huesos.  Disminuye la presión sanguínea.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes La exposición a algunas radiaciones no ionizantes del Sol pueden producir quemaduras (UV, IR), pero no modifican la composición interna de los átomos de la Se absorben en materia (son no ionizantes). la epidermis La luz visible tiene poco riesgo para la salud, Penetran hasta excepto para la vista en condiciones extremas la dermis (iluminaciones altísimas).  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Láser (IR, Visible) Los láseres industriales, médicos y los portátiles usados como punteros, pueden generar graves daños en la piel y ojos si se apuntan directamente. Hay que recordar que algunos de ellos se usan como bisturís. Especialmente importante es que los láseres no deben apuntarse a los ojos ya que su luz es suficientemente intensa para destruir las células del ojo. Los láseres están catalogados en clases según el daño que puedan provocar, en relación a la potencia del láser: Clase 1 : No produce daños Clase 2 : Requiere protección para casos específicos Clase 3 : Puede producir daños oculares Clase 4 : Produce quemaduras en ojos y piel  TEMA 5: La luz Tecnología relacionada con las radiaciones no ionizantes Radiofrecuencias y microondas se usan para telecomunicaciones pero también están asociadas a corrientes eléctricas alternas de alto voltaje  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Radiofrecuencias - La exposición a ondas de radio solo es perjudicial cerca de fuentes de alta potencia. Aunque no sea ionizante, puede inducir incrementos de temperatura y movimientos de cargas eléctricas que alteran el funcionamiento normal del cuerpo. - Sin embargo, la absorción corporal de radiofrecuencias es muy baja (la longitud de onda es mucho mayor que nuestro tamaño). Para tener efectos dañinos significativos, debe ser una señal con potencia muy alta y durante un tiempo significativo. - Por ello, entre otras razones, las antenas emisoras deben estar en lugares altos, garantizando distancias mínimas a lugares de paso.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas Los efectos de las microondas sobre la salud es un tema controvertido, ya que en él se mezclan bulos sin fundamento (conspiraciones y pseudociencia) y la incertidumbre de que la investigación científica aún no ha dado respuestas definitivas a muchas cuestiones. Aún así, se recomiendan ciertas precauciones en lo que respecta a los móviles. Efectos documentados actualmente y precauciones asociadas: 1- Los tejidos absorben las microondas, lo que eleva su temperatura, sobre todo en aquellos más cercanos a la fuente emisora (el móvil). El aumento de temperatura tiene efectos perjudiciales (ya vistos). Es especialmente importante que los tejidos de los menores absorben hasta 10 veces más intensidad de las microondas que los de un adulto.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas Precauciones: - Evitar usar el móvil en contacto con la cabeza (mejor manos libres) y con mala cobertura (emplea mayor potencia). - Evitar el uso del móvil en un vehículo en movimiento: hace que funcione a máxima potencia. - No permitir el uso de móvil a los niños, ni poner el móvil funcionando muy cerca de niños pequeños o bebés.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas 2- Las microondas de los móviles afectan al funcionamiento eléctrico del cerebro: las señales bioeléctricas aumentan en intensidad. No hay pruebas de si esto es nocivo. 3- Efectos en la barrera hematoencefálica (BBB en inglés): * Trabajos en 2010 y 2012 indicaban que las microondas no afectaban a la BBB en exposiciones breves. * Un trabajo más reciente (2015) encontró que exposiciones prolongadas (3h al día durante 28 días) en ratas: “deterioran significativamente la memoria espacial y dañan la permeabilidad de la BBB”. Identificaron además el mecanismo físico. Precauciones: - Evitar el uso de móvil cerca de la cabeza y durante periodos largos de tiempo (llamadas largas, uso continuado durante muchas horas seguidas, etc.)  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas 5- Las microondas afectan al funcionamiento de la glándula pineal: excitan a la glándula que actúa como si el cuerpo estuviera expuesto a luz visible. Esto afecta a la producción de melatonina y a la calidad del sueño. Precauciones: - Evitar dormir muy cerca de un emisor de microondas (móviles, módems o emisores WiFi, etc.)  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas 6- Se sabe bien que la fertilidad masculina lle va medio siglo en declive No se ha identificado una causa concreta, sino que parece multifactorial (sospechoso principal: disruptores endocrinos – como el bisfenol). Se ha discutido si las microondas y radio frecuencias están relacionadas y los resultados son contradictorios, por lo que aún hay debate al respecto.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas Los siguientes estudios recientes muestran el estado del conocimiento actual: * Las microondas afectan a la calidad del esperma, disminuyendo la cantidad de espermatozoides e incrementando el estrés oxidativo (2015). * En un estudio (2017) de tamaño limitado se encontró que no parecía haber relación entre llevar el móvil en el bolsillo y la calidad del esperma. * Un metaestudio reciente (2021) presentado ante el parlamento europeo, encuentra que: las microondas de 5G “de 450 MHz a 6.000 MHz afectan a la fertilidad masculina, posiblemente a la femenina, y pueden tener efectos adversos en el desarrollo de embriones, fetos y recién nacidos.” Precauciones: - Evitar llevar el móvil en los pantalones durante mucho tiempo. - Las embarazadas deberían evitar llevar el móvil cerca del vientre.  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas ¿Las microondas causan cancer? En 2011 la International Agency for Research on Cancer (IARC parte de la OMS) clasificó los móviles en la categoría 2B de “posiblemente carcinógeno en humanos”, ya que hay estudios que encuentran correlaciones entre ciertos tipos de cáncer y el uso de móvil, en estudios de alcance limitado. Sin embargo, esta categoría se define como: “Existen algunas pruebas de que puede provocar cáncer en los seres humanos, pero por el momento distan mucho de ser concluyentes”. En esta misma categoría está el aloe vera (el café estaba hasta 2018, cuando pasó a categoría 3 – NO cclasificable como arcinógeno en humanos).  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas ¿Las microondas causan cancer? - No se ha encontrado ningún mecanismo por el que las Microondas puedan afectar al ADN y causar cáncer. - Los estudios donde se relacionan microondas y cáncer, tienen resultados significativos, pero tienen un alcance limitado y lo que encuentran son correlaciones… Pero no hay evidencias de causalidad. Correlación ≠ Causalidad - Hay estudios que han dado resultados negativos al respecto: ausencia de relación entre cárcer de cerebro y uso de móviles en niños y adolescentes (2011).  TEMA 5: La luz Radiaciones no ionizantes y salud: Microondas Síndrome de hipersensibilidad electromagnética: - A partir de aquellos pacientes que dicen sufrirla, se ha definido como una sensibilidad a radiaciones electromagnéticas que causa una variedad de síntomas no específicos. - Los estudios realizados no han encontrado evidencias de que este síndrome sea real: en los estudios los pacientes en condiciones de laboratorio no lograban diferenciar de forma estadísticamente significativa cuándo estaban expuestos a radiación electromagnética y cuándo no. - Los estudios epidemiológicos no muestran una correlación significativa en ningún sentido. - Se ha propuesto que los síntomas son de naturaleza psicosomática o por efecto nocebo, y que por tanto la terapia psicológica puede ser beneficiosa para tratar el síndrome. - El “diagnóstico y tratamiento” de este síndrome está relacionado en muchos casos con movimientos pseudocientíficos, que en muchos casos recomiendan también “terapias alternativas” (pseudocientíficas).